CN103804616B - 一种高温聚合物凝胶交联剂 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高温聚合物凝胶交联剂,由甲醛溶液、一羟甲基苯酚、磷酸氢二钾、磷酸二氢钾组成。本交联剂配合油田现场水、聚合物一起混配形成凝胶使用。用于油田开采中堵水、调剖、及注水窜流通道深部封堵作业。和现有酚醛树脂交联剂相比,本发明聚合物凝胶交联剂在常温条件下保存期较长、高温(大于95℃)下成胶时间较长。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于油田高温地层调堵措施的聚合物凝胶交联剂。
背景技术
聚合物凝胶是油田常用的调堵药剂体系。聚合物凝胶是水溶性聚合物(通常为聚丙烯酰胺及其衍生物)和交联剂形成的整体凝胶。其中的交联剂为铬离子等高价金属离子或水溶性酚醛树脂。
在相同条件下,水溶性酚醛树脂和聚合形成的凝胶,在抗盐、抗剪切及热稳定性方面均优于高价金属离子和聚合物形成的凝胶。但现有水溶性酚醛树脂交联剂产品存在以下不足:
1.水溶性酚醛树脂溶液不稳定,其中的酚醛树脂会发生聚合反应,最终形成不溶于水的固体,从而失去交联作用。因此保存期很短,在常温下保存1月后就凝固不能使用。
2.高温下水溶性酚醛树脂交联剂和聚合物交联反应速度过快,交联时间短(10小时到24小时之间),不适合深部封堵。
发明内容
针对上述现有技术存在的缺陷,本发明的目的是提供一种高温聚合物凝胶交联剂,延长交联剂常温保存时间,和在高温地层条件下的交联时间。
为解决上述技术问题,本发明聚合物凝胶交联剂由下述质量配比的组分组成:甲醛溶液1000份、一羟甲基苯酚300~500份、磷酸二氢钾8.4~84份、磷酸氢二钾6.7~67份,上述磷酸二氢钾与磷酸氢二钾质量比为1.25±0.05。
上述甲醛溶液为质量浓度%30~40%的甲醛水溶液。
上述一羟甲基苯酚的纯度达到90%以上。
上述磷酸二氢钾的纯度达到98%以上。
上述磷酸氢二钾的纯度达到98%以上。
和现有的交联剂相比,本发明交联剂具有以下优点:
1.主要成分采用水溶性酚醛树脂的前体物质一羟甲基苯酚,一羟甲基苯酚自身不能交联聚合物,现场应用注入地层后一羟甲基苯酚在高温下生成水溶性酚醛树脂,水溶性酚醛树脂交联聚合物,从而延长高温成胶时间。
2.由于酸碱均能催化一羟甲基苯酚生成水溶性酚醛树脂,因此采用pH缓冲药剂(磷酸二氢钾、磷酸氢二钾)将pH值控制在7.0±0.1,从而降低其反应速度;同时磷酸氢根也能延缓一羟甲基苯酚的聚合。
3.本发明交联剂具有较强稳定性,在常温下保存1年后仍不影响使用;具有良好的延缓交联性能。在95℃下交联时间可在10小时到120小时之间灵活调节。
具体实施方式
下面结合实验实例及具体应用过程对本发明做进一步详细说明:本发明聚合物凝胶交联剂所需组分均为工业用品,可自市场购置。
本发明交联剂制备方法:
在常温常压下,在有搅拌的非金属容器中,开动搅拌依次加入甲醛溶液、一羟甲基苯酚、磷酸二氢钾、磷酸氢二钾;以上物料必须在60分钟内全部投入反应釜,搅拌20分钟后出料,用非金属不透明容器包装即成产品,产品为粘度接近水的易流动液体。
本发明交联剂使用方法及条件:
本交联剂配合油田现场水、聚合物一起混配形成凝胶使用。凝胶组成组份的质量组分为:油田现场水1000份,聚合物1~10份、本发明交联剂1~10份。各组成组份要求及使用条件如下:
油田现场水:矿化度在2000mg/L以上。如矿化度于以上数值,则没有必要采用本发明。
聚合物:聚丙烯酰胺或类似产品。要求产品为工业品干粉,分子量2000万以上,市场购置,符合QSY119-2005要求。
使用条件:地层温度95℃~180℃。如温度小于95℃没有必要采用本发明(现有交联剂即可)。如温度大于180℃则本发明不适用。
现场施工应用工艺:将以上物质组份按配比要求,先在容器内加入油田现场水,后加入其余组份,无加入顺序要求。所有组份在30分钟内全部加入,常温搅拌30~60分钟,180分钟内注入油田注水井内即可。
实施例1
本实施例为实验室实施例。本发明交联剂组成:36%甲醛溶液1000份、一羟甲基苯酚300份、磷酸二氢钾8.4份、磷酸氢二钾6.7份。混配后此交联剂可在常温下保存1年。
实验室实验时采用油田现场水(矿化度4200mg/L)1000克,聚合物5克、本实施例交联剂5克。将以上物质组份按配比要求,先在容器内加入油田现场水,开动搅拌,转速20转/分钟,加入其余组份(无顺序要求)。所有组份30分钟内加完。将样品密封于有聚四氟乙烯内层的钢瓶中95℃下养护,测得交联时间为72小时;在95℃下养护21天后测定其粘度为5.1×104mPa.s;显示出较好的延缓交联性能。
实施例2
本实施例为实验室实施例。本发明交联剂组成:36%甲醛溶液1000份、一羟甲基苯酚500份、磷酸二氢钾84份、磷酸氢二钾67份。混配后此交联剂可在常温下保存1年。
实验室实验时采用油田现场水(矿化度2.3×104mg/L)1000克,聚合物5克、本实施例交联剂5克。将以上物质组份按配比要求,先在容器内加入油田现场水,开动搅拌,转速20转/分钟,加入其余组份(无顺序要求)。所有组份30分钟内加完。将样品密封于有聚四氟乙烯内层的钢瓶中,于125℃下养护,测得交联时间为120小时;在125℃下养护21天后测定其粘度为5.1×104mPa.s;显示出良好的延缓交联性能。
实施例3
本发明交联剂组成:36%甲醛溶液1000份、一羟甲基苯酚350份、磷酸二氢钾12.5份、磷酸氢二钾10份。混配加工后此交联剂可在常温下保存1年仍能正常使用。
现场应用时采用油田现场水(矿化度3.1×104mg/L)1000份,聚合物3份、本发明交联剂4份。将以上物质组份按配比要求,先在容器内加入现场水,开动搅拌,转速20转/分钟,加入其余组份(无顺序要求)。所有组份30分钟内加完。测定95℃交联时间为48小时,95℃下21天后粘度为1.26×104mPa.s。配制此凝胶2000吨注入水井中,对应油井显著增油。
实施例4
本发明交联剂组成:36%甲醛溶液1000份、一羟甲基苯酚400份、磷酸二氢钾50份、磷酸氢二钾40份。混配加工后此交联剂可在常温下保存1年。
现场应用时采用油田现场水(矿化度2.7×104mg/L)1000份,聚合物4份、本发明交联剂5份。将以上物质组份按配比要求,先在容器内加入现场水,开动搅拌,转速20转/分钟,加入其余组份(无顺序要求),所有组份30分钟内加完。测定115℃交联时间为72小时,115℃下21天后粘度为2.96×104mPa.s。配制此凝胶2000吨注入水井中,对应油井显著增油。
Claims (4)
1.一种高温聚合物凝胶交联剂,其特征是它由下述质量配比的组分组成:甲醛溶液1000份、一羟甲基苯酚300~500份、磷酸二氢钾8.4~84份、磷酸氢二钾6.7~67份;所述磷酸二氢钾与磷酸氢二钾质量比为1.25±0.05;
所述甲醛溶液为质量浓度30%~40%的甲醛水溶液。
2.根据权利要求1所述的聚合物凝胶交联剂,其特征是:所述一羟甲基苯酚的纯度达到90%以上。
3.根据权利要求1所述的聚合物凝胶交联剂,其特征是:所述磷酸二氢钾的纯度达到98%以上。
4.根据权利要求1所述的聚合物凝胶交联剂,其特征是:所述磷酸氢二钾的纯度达到98%以上。
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