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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