CN105622856B

CN105622856B - 一种定位封窜剂的制备工艺

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Publication number: CN105622856B
Application number: CN201610198210.5A
Authority: CN
Inventors: 杨付林; 汤元春; 吕红梅; 左明明; 崔永亮; 朱伟民
Original assignee: China Petroleum and Chemical Corp; Sinopec Jiangsu Oilfield Co
Current assignee: China Petroleum and Chemical Corp; Sinopec Jiangsu Oilfield Co
Priority date: 2016-04-01
Filing date: 2016-04-01
Publication date: 2018-01-30
Anticipated expiration: 2036-04-01
Also published as: CN105622856A

Abstract

一种定位封窜剂的制备工艺，涉及油田开发技术领域，将乙醇、乙酸乙酯、十二烷基硫酸钠、烷基酚聚氧乙烯(10)醚先、过硫酸铵、草酸、糠基硫醇、三聚氰胺、甲醛、丙烯腈和2，6‑甲苯二异氰酸酯混合进行反应，取得过硫酸铵微胶囊；在甲醛中先后加入苯酚和苛性钠，反应生成酚醛树脂；将过硫酸铵微胶囊和酚醛树脂加入由液态丙烯酰胺和自来水组成的混合液中，在环境温度为80℃条件下反应生成定位封窜剂。本发明工艺简便、安全、风险小，可减少堵剂对低渗层的污染，避免地层成胶堵剂的移动，保证封堵强度。

Description

一种定位封窜剂的制备工艺

技术领域

本发明涉及油田开发技术领域，特别是油水井调堵调驱、酸化暂堵、堵水封窜等油水井增产增注技术领域。

背景技术

油田调剖、调驱、堵水、暂堵等常规油水井增产增注、降水增油措施，需要应用堵水剂封堵高渗层和窜流水道（简称封窜）。至今国内外专家一直在寻找只堵水不堵油的技术，其关键是所需堵剂在纵向上能够如水一样选择进入窜流通道，不污染油层，又能在预定深度位置生成强度足够高的凝胶封住水道，防止在高压注水压力下运移，最终实现小剂量堵剂达到深度封窜的目的。

目前封窜剂种类繁多、类型多样。根据油藏条件，选择不同的类型的封窜剂，但是目前的应用过程中，各类封窜剂仍存在一系列问题，在使用过程中受到限制阻止了该项技术的应用与发展：

1.对于高渗、特高渗油层往往采用预交联颗粒封堵窜流通道，要求选用的颗粒粒径大小与大孔道孔径相匹配。受到注入水冲刷后的孔喉大小描述误差大，导致预交联颗粒要么偏小堵不住、要么偏大堵死油层，成功率随即性强、有效率低。

2.对于低渗、特低渗油层，窜流通道孔喉相对更小，预交联颗粒注不进，停留在表面，堵死油层。现场应用较多的是聚丙烯酰胺类、丙烯酰胺单体类凝胶，但是这类凝胶仍存在瓶颈问题：①存在成胶时间与成胶强度不可调和的矛盾，即延长成胶时间则成胶后凝胶强度变低，封不住水道，如提高凝胶强度则成胶时间短，注入性差、地层剪切严重、失水快、强度损失大、封堵效果也差；与之相配套的工艺不利于调整层内和平面矛盾，也不可避免导致油层污染。②以AM（丙烯酰胺单体）为主的封窜剂，强度虽然较高，但是由于成胶时间短，往往在地面配液罐、井筒或在近井地带成胶，导致安全生产事故频发，且丙烯酰胺单体成本高，施工周期长、劳动强部大，影响了该项技术推广应用规模。

因此，因堵剂性能的影响，目前调堵封窜剂用量大、成本高、油层污染严重，堵剂地下分布不清，存在堵不住或堵死等严重问题。

发明内容

本发明目的是针对现有以上技术问题提出一种用量少、成本低、不污染油层的定位封窜剂的制备工艺。

本发明包括以下步骤：

1）将乙醇、乙酸乙酯、十二烷基硫酸钠和烷基酚聚氧乙烯(10)醚先混合后再加入过硫酸铵、草酸和糠基硫醇，再混合后加入三聚氰胺、甲醛、丙烯腈和2，6-甲苯二异氰酸酯进行反应，取得反应物生成物过硫酸铵微胶囊；

2）在甲醛中先加入苯酚，然后加入苛性钠，反应生成酚醛树脂；

3）将过硫酸铵微胶囊和酚醛树脂加入由液态丙烯酰胺和自来水组成的混合液中，在环境温度为80℃条件下反应生成定位封窜剂。

油田开发初期或一定阶段依靠注水补充地层能量，而油层普遍存在非均质性，因此水窜、封窜存在必然性。目前封窜理论依据不足、堵剂性能不匹配、配套工艺针对性不强、效果差。本发明首先从堵剂研发方面获得突破，并配套相应工艺，实现小剂量深度定位封窜。本发明使用工业液态AM单体溶液，成胶时间由7-10h延长到1-15d，而且可控制初凝至终凝时间在1-2h内完成，终凝强度提高2-3倍，并辅以相应配套技术，在预定深度位置生成高强度凝胶封住水道。

与原来的调堵封窜工艺相比，本发明工艺简便灵活、安全可靠、投入少、风险小、劳动强度低，而且定位放置减少了堵剂对低渗层的污染，避免地层成胶堵剂的移动，保证了封堵强度。适应所有存在窜流的油水井封窜，尤其能够满足低渗、特低渗、非均质油藏，压力较高的注水井调堵-封窜，填补了低渗、特低渗非均质油藏深度调堵封窜用剂空白，此类油藏广泛存在，因此该项技术具有广阔的应用前景。

进一步地，本发明所述乙醇占总投料质量的30%～35%、乙酸乙酯占总投料质量的7.5%～8.5%、十二烷基硫酸钠占总投料质量的0.2%～0.6%、烷基酚聚氧乙烯(10)醚占总投料质量的0.1%～0.3%、过硫酸铵占总投料质量的3%～5%、草酸占总投料质量的0.05%～0.09%、糠基硫醇占总投料质量的0.001%～0.005%、三聚氰胺占总投料质量的3%～5.5%、甲醛占总投料质量的5.5%～8.5%、丙烯腈占总投料质量的1.5%～2.5%、2，6-甲苯二异氰酸酯占总投料质量的0.65%～0.85%、苯酚占总投料质量的0.5～1%、苛性钠占总投料质量的0.1～0.5%。

在恒温80℃条件下，微胶囊及其它不同配方的助剂，用生活用水配制的溶液，成胶时间分别为3d、4d、5d、6d、7d、8d、12d，即可通过调整配方，控制溶液在不同时间成胶。

以上不同比例下合成的目的产物能够满足不同油井的需求，实现在预定油藏深度定时定位成胶，同时，以上各投料范围内的调整，可控制微胶囊释放时间控制凝胶的成胶时间，且可控制初凝至终凝时间在1-2h内完成，精准封堵目的层。

附图说明

图1至图3分别为恒温60℃条件下，微胶囊及其它不同序号配方的助剂，用生活用水配制的溶液电导率表征图。

图4至图7分别为恒温80℃条件下，微胶囊及其它不同序号配方的助剂，用油田注水井的注入水配制的溶液电导率表征图。

图8为定位封窜用剂定时7d后成胶的状态照片。

具体实施方式

一、制备工艺路线：

1.将乙醇、乙酸乙酯、十二烷基硫酸钠、烷基酚聚氧乙烯(10)醚按比例加入到装有冷凝管、搅拌装置、滴液漏斗的四口烧瓶中，开启搅拌器，在搅拌的条件下加入一定比例的过硫酸铵、草酸, 糠基硫醇, 搅拌一段时间后加入相应比例的三聚氰胺、甲醛、丙烯腈、2，6-甲苯二异氰酸酯。反应一定时间后得到的过硫酸铵微胶囊(粒径﹤µm)样品经氯仿洗1-3遍，去离子水洗反复洗几遍，自然晾干。

2.将一定配比的甲醛、苯酚、苛性钠按一定比例和顺序混合，在一定温度下合成具有一定活性的酚醛树脂。

3.取上述适量微胶囊样品、活性酚醛树脂、加入到由液态丙烯酰胺、自来水组成的混合液中，置于一定温度的烘箱中进行反应即可得可定时成胶的定位封窜样品。

二、不同用料案例：

以下各组分百分比都为重量百分比，合例的合计数为100%。

方案1（1#）：液态丙烯酰胺20%，乙酸乙酯7.8%，十二烷基硫酸钠0.3%，烷基酚聚氧乙烯(10)醚0.1%，草酸0.06%，糠基硫醇0.005%，过硫酸铵5%，三聚氰胺4.5%，甲醛1.5%，丙烯腈0.5%，苯酚1.9%，2，6-甲苯二异氰酸酯0.65%，,苛性钠0.5%，自来水18.5%，其余为乙醇。

方案2（2#）：液态丙烯酰胺25%，乙酸乙酯8%，十二烷基硫酸钠0.4%，烷基酚聚氧乙烯(10)醚0.1%，草酸0.06%，糠基硫醇0.008%，过硫酸铵3.5%，三聚氰胺4%，甲醛1.2%，丙烯腈2.2%，苯酚0.4%，2，6-甲苯二异氰酸酯0.55%，苛性钠0.4%，自来水23%，其余为乙醇。

方案3（3#）：液态丙烯酰胺30%，乙酸乙酯8.5%，十二烷基硫酸钠0.5%，烷基酚聚氧乙烯(10)醚0.25%，草酸0.55%，糠基硫醇0.003%，过硫酸铵4.5%，三聚氰胺5.5%，甲醛1.0%，丙烯腈1.8%，苯酚0.3%，2，6-甲苯二异氰酸酯0.75%，丙烯酰胺3.5%，苛性钠0.3%，自来水28%，其余为乙醇。

方案4（4#）：液态丙烯酰胺35%，乙酸乙酯7.5%，十二烷基硫酸钠0.15%，烷基酚聚氧乙烯(10)醚0.15%，草酸0.065%，糠基硫醇0.001%，过硫酸铵4%，三聚氰胺5.5%，甲醛0.8%，丙烯腈1.5%，苯酚0.2%，2，6-甲苯二异氰酸酯0.65%，苛性钠0.2%，自来水33%，其余为乙醇。

方案5（5#）：液态丙烯酰胺40%，乙酸乙酯8.5%，十二烷基硫酸钠0.6%，烷基酚聚氧乙烯(10)醚0.3%，草酸0.08%，糠基硫醇0.0025%，过硫酸铵4%，三聚氰胺5%，甲醛0.6%，丙烯腈1.8%，苯酚0.2%，2，6-甲苯二异氰酸酯0.75%，苛性钠0.1%，自来水35%，其余为乙醇。

方案6（6#）：液态丙烯酰胺25%，乙酸乙酯6.7%，十二烷基硫酸钠0.46%，烷基酚聚氧乙烯(10)醚0.3%，草酸0.08%，糠基硫醇0.0015%，过硫酸铵5%，三聚氰胺5.5%，甲醛1.2%，丙烯腈2%，苯酚0.4%，2，6-甲苯二异氰酸酯0.8%，苛性钠0.4%，自来水40%，其余为乙醇。

方案7（7#）：液态丙烯酰胺30%，乙酸乙酯7.5%，十二烷基硫酸钠0.3%，烷基酚聚氧乙烯(10)醚0.3%，草酸0.05%，糠基硫醇0.005%，,过硫酸铵5%，三聚氰胺3.5%，甲醛1.0%，丙烯腈1.5%，苯酚0.3%，2，6-甲苯二异氰酸酯0.85%，苛性钠0.3%，自来水45%，其余为乙醇。

三、验证效果：

图1至图7为不同原料配比合成的微胶囊，在不同温度，不同水质环境（生活用水和油田水），通过电导率仪测定，样品中被包裹的物质在水中的释放速率及释放量。

图1至图7中不同的实验序号，即不同的原料配比下合成的微胶囊，定时集中释放囊芯材料的时间。

图1至图3为60℃下，在生活水中微胶囊的释放时间，不同配方合成的样品，分别在11、12、13天的某一时间内定时释放出囊芯物质，释放的时间在1-2h内，释放出来的物质与调堵溶液体系中的交联剂反应，使调堵溶液在1-2h内成胶。

图4至图7为80℃下，在油田水中微胶囊的释放时间，不同配方在油田水中释放囊芯物质5-12天不等，初始成胶时间延长了。也就是说，同一配方、相同温度，应用不同矿化度、不同组分的生活用水和地层污水配制，成胶时间不相同，因此定位封窜剂的主要的影响因素目前集中在温度和水的矿物度上。实验中还通过改变微胶囊吸水材料量的大小、体系pH，从而能够保证微胶囊在需要、指定的时间内定时集中释放出来，保证堵剂定时成胶。现场使用时根据油藏需要，调整配方体系及体系吸水材料量的大小或pH值，达到定时成胶的目标。

另外，观察样品在80℃的水体系中，前6d瓶中的液体没有任何的变粘及变色的现象，在第7d的某个时候瓶内的液体缓慢的变粘稠，此时样品开始释放出囊芯物质，在1～2h内瓶内的液体完全变成胶状，如图8所示。

定位封窜剂的样品成胶后继续放入80℃的恒温水浴锅中观察样品成胶后是否会发生胶体稀释或有破胶的现象。经过60d的观察，瓶中的胶体没有发生任何稀释及破胶的现象，强度保持82%，大小为3.0×10⁴mPa.s完全满足现场需求。

Claims

1.一种定位封窜剂的制备工艺，其特征在于包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述制备工艺，其特征在于所述乙醇占总投料质量的30%～35%、乙酸乙酯占总投料质量的7.5%～8.5%、十二烷基硫酸钠占总投料质量的0.2%～0.6%、烷基酚聚氧乙烯(10)醚占总投料质量的0.1%～0.3%、过硫酸铵占总投料质量的3%～5%、草酸占总投料质量的0.05%～0.09%、糠基硫醇占总投料质量的0.001%～0.005%、三聚氰胺占总投料质量的3%～5.5%、甲醛占总投料质量的5.5%～8.5%、丙烯腈占总投料质量的1.5%～2.5%、2，6-甲苯二异氰酸酯占总投料质量的0.65%～0.85%、苯酚占总投料质量的0.5～1%、苛性钠占总投料质量的0.1～0.5%。