CN106317315B - 一种油藏裂缝封堵用封堵剂 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种油藏裂缝封堵用封堵剂，该封堵剂由单体、交联剂、引发剂、吸水控制剂、强度改进剂在水中经过聚合反应、烘干、造粒制备而成；其中，所述吸水控制剂为天然胶乳；所述强度改进剂为改性蒙脱土和气相纳米二氧化硅的混合物。本发明通过在封堵剂中添加作为吸水控制剂的天然胶乳和作为强度改进剂的改性蒙脱土/气相纳米二氧化硅混合物，使得到的封堵剂遇水后慢慢膨胀，膨胀后强度高，从而提高水驱效率、降低产液含水率，最终可以有效封堵储层裂缝。

Description

一种油藏裂缝封堵用封堵剂

技术领域

本发明涉及石油开发领域，更具体地说，是涉及一种油田开发过程中用于油藏裂缝封堵的化学剂。

背景技术

油田开发过程中由于储层裂缝发育或者投产压裂，使得多数油藏储层存在裂缝，这些裂缝为原油开采提供了良好的渗流通道，但同时也使过多的地层水流入生产井，从而出现产出液含水率高、注入水利用率低等问题，进而使得油田采收率低。为了改善上述问题，封堵剂被广泛用于储层。

对于油藏裂缝的封堵主要有以下几类封堵剂：聚合物凝胶、无机凝胶、预交联凝胶颗粒、无机矿物颗粒等。预交联凝胶颗粒由于具有吸水膨胀、变形通过孔喉等特性，应用较多，也形成了很多的专利，如：专利文件CN1594493A公开了一种亚微米聚合物活性微球调剖驱油剂，采用的是分散聚合合成方法，即将丙烯酰胺单体、交联剂、引发剂、活性剂等用高压喷射雾化和超声雾化进行混合、分散于合适温度的油相介质中进行聚合合成，此驱油剂的优点是粒径小、均匀，不足是合成过程中微球含有溶剂水，使得其在地下的吸水膨胀性能较干剂低，另外合成中用到油性溶剂，成本增加。专利文件CN1464007A公开了一种耐温耐盐型吸水树脂，由丙烯酸、丙烯酰胺、阳离子单体三元共聚并加入无机填料合成，其不足是阳离子单体成本较高，吸水膨胀速度较快。专利文件CN1552793A公开了一种用于石油开采的调剖堵水剂，由丙烯酰胺、甲叉基双丙烯酰胺、填料交联反应而成。专利文件CN1439692A公开了一种复合型固体颗粒调剖剂，其主要原料是膨润土、丙烯酰胺。专利文件CN1781860A公开了一种利用采油污泥制备体膨型颗粒调剖剂的合成方法，其主要特点是引入了含油污泥来提高调剖剂的强度。

上述发明所涉及的预交联颗粒类化学剂的共性是吸水较快、吸水后强度较低。而吸水快不利于堵剂向储层深部运移，作用半径小；强度低抗冲刷性能弱。因此，吸水慢、吸水后强度高、适合高温高盐油藏的裂缝封堵剂是十分需要的。

发明内容

为了解决现有技术中的上述问题，本发明提出了一种用于油藏储层裂缝封堵的封堵剂。该封堵剂可以遇水膨胀、膨胀速度慢、膨胀后强度高，可以有效封堵储层裂缝，从而提高水驱效率、降低产液含水率。

本发明提供一种油藏裂缝封堵用封堵剂，所述封堵剂由单体、交联剂、引发剂、吸水控制剂、强度改进剂在水中经过聚合反应、烘干、造粒制备而成；其中，所述吸水控制剂为天然胶乳，所述强度改进剂为改性蒙脱土与气相纳米二氧化硅的混合物，蒙脱土改性所用的改性剂为碳酸钠与氟化钠的混合物。

本发明通过在封堵剂中添加作为吸水控制剂的天然胶乳和作为强度改进剂的改性的蒙脱土和气相纳米二氧化硅，使得到的封堵剂遇水后慢慢膨胀，膨胀后强度高，从而提高水驱效率、降低产液含水率，最终可以有效封堵储层裂缝。

具体实施方式

本发明提供一种油藏裂缝封堵用封堵剂，该封堵剂由单体、交联剂、引发剂、吸水控制剂、强度改进剂在水中经过聚合反应、烘干、造粒制备而成；其中，所述吸水控制剂为天然胶乳；所述强度改进剂为改性蒙脱土与气相纳米二氧化硅的混合物，蒙脱土改性所用的改性剂为碳酸钠与氟化钠的混合物。其中，所述天然胶乳的含义为本领域公知，即为天然橡胶的乳液，是指从橡胶树上流出的天然橡胶乳液加入氨水等保存剂后形成的稳定的天然橡胶乳液，主要有效成份为聚顺式1.4-异戊二烯，固含量在30-70％之间。蒙脱土的改性方法为常规方法，即将蒙脱土与改性剂反复混合、碾压。

优选地，以各组分的总重量计，所述单体的用量为10-30重量％，所述引发剂的用量为0.1-1重量％，所述交联剂的用量为0.01-0.3重量％，所述吸水控制剂的用量为20-60重量％，所述强度改进剂的用量为0.5-20重量％，所述水的用量为20-70重量％。

所述吸水控制剂具体用量根据油藏温度、水质所需控制吸水速率的要求而改变，优选35-45重量％；所述强度改进剂的根据实际油藏条件而改变，优选1-15重量％。

所述封堵剂的制备方法可以为本领域的常规制备封堵剂的方法，但操作过程、加料顺序不能乱，否则会产生其他结果。首先依次将交联剂、单体加入水中搅拌、溶解；缓慢加入强度改进剂搅拌至分散均匀；加入吸水控制剂搅拌均匀；最后加入引发剂搅拌均匀；通氮气除氧后加热经聚合反应形成固体状胶块，然后将得到的胶块切成小块，并真空干燥和粉碎、过筛。

优选地，所述聚合反应的条件包括：温度为30-60℃，时间为2-6小时。温度进一步优选为40-50℃。

所述单体可以为本领域常规的各种单体，优选地，所述单体为丙烯酰胺、丙烯酸钠、丙烯酸、2-丙烯酰胺基-甲基丙磺酸中的一种或多种。

所述交联剂可以为本领域常规的各种交联剂，优选地，所述交联剂为N,N-亚甲基双丙烯酰胺。

所述引发剂可以为本领域常规的各种引发剂，优选地，所述引发剂为过硫酸铵、过硫酸钾、亚硫酸氢钠、亚硫酸钠中的两种以上形成的氧化还原体系。

本发明的发明人发现，采用上述优选的各种组分能够使得到的封堵剂遇水后膨胀速度更慢，膨胀后强度更高。

下面将更详细地描述本发明的优选实施方式。实施例所用单体、交联剂、引发剂均为市售原料，其中天然胶乳产地海南，固含量60％，经销商：济南鑫厚商贸有限公司。

实施例1

本实例用于制备油藏裂缝封堵用封堵剂。

在250mL反应容器中在搅拌条件下依次加入水61.5g、丙烯酰胺10g、丙烯酸2g、2-丙烯酰胺基-甲基丙磺酸1g、过硫酸铵0.2g、亚硫酸氢钠0.2g、N,N-亚甲基双丙烯酰胺0.1g、天然胶乳20g、改性蒙脱土4g，气相纳米二氧化硅1g，通氮气除氧后将反应容器密闭，放入40℃恒温烘箱中反应6小时，将得到的胶块切成小块、真空干燥、粉碎，即得到封堵剂A。

实施例2

本实例用于制备油藏裂缝封堵用封堵剂。

在250mL反应容器中在搅拌条件下依次加入水55.75g、丙烯酰胺15g、2-丙烯酰胺基-甲基丙磺酸1g、过硫酸铵0.1g、亚硫酸氢钠0.1g、N,N-亚甲基双丙烯酰胺0.05g、天然胶乳25g、改性蒙脱土2g，气相纳米二氧化硅1g，通氮气除氧后将反应容器密闭，放入45℃恒温烘箱中反应5小时，将得到的胶块切成小块、真空干燥、粉碎，即得到封堵剂B。

实施例3

本实例用于制备油藏裂缝封堵用封堵剂。

在250mL反应容器中在搅拌条件下依次加入水32.65g、丙烯酰胺20g，过硫酸钾0.1g、亚硫酸氢钠0.1g、N,N-亚甲基双丙烯酰胺0.15g、天然胶乳45g、改性蒙脱土1.5g，气相纳米二氧化硅0.5g，通氮气除氧后将反应容器密闭，放入50℃恒温烘箱中反应3小时，将得到的胶块切成小块、真空干燥、粉碎，即得到封堵剂C。

实施例4

本实例用于制备油藏裂缝封堵用封堵剂。

在250mL反应容器中在搅拌条件下依次加入水49.05g、丙烯酰胺25g，丙烯酸钠2g，过硫酸铵0.2g、亚硫酸钠0.2g、N,N-亚甲基双丙烯酰胺0.25g、天然胶乳20g、改性蒙脱土3g，气相纳米二氧化硅0.3g，通氮气除氧后将反应容器密闭，放入60℃恒温烘箱中反应3小时，将得到的胶块切成小块、真空干燥、粉碎，即得到封堵剂D。

测试例1

将封堵剂A-D依次浸泡在10000mg/L的氯化钠水溶液中，放在70℃烘箱中，称量吸水前后封堵剂的质量，以吸水倍率g(水)/g(样品)作为评价吸水程度的参数。4小时，封堵剂A-D的吸水倍率分别为6.89g/g、7.09g/g、5.73g/g、5.54g/g；3天时间，封堵剂A-D的吸水倍率分别为24.70g/g、31.36g/g、21.47g/g、18.78g/g。

制备对比例1

与封堵剂A制备条件相同，只是将吸水控制剂、强度控制剂的组分用水代替，得到样品A1。将封堵剂A1浸泡在10000mg/L的氯化钠水溶液中，放在70℃烘箱中，称量吸水前后封堵剂的质量，以吸水倍率g(水)/g(样品)作为评价吸水程度的参数。4小时，封堵剂A1的吸水倍率分别为10.89g/g；3天时间，封堵剂A1的吸水倍率为48.14g/g。

测试对比例2

与封堵剂B制备条件相同，只是将吸水控制剂、强度控制剂的组分用水代替，得到样品B1。将封堵剂B1浸泡在10000mg/L的氯化钠水溶液中，放在70℃烘箱中，称量吸水前后封堵剂的质量，以吸水倍率g(水)/g(样品)作为评价吸水程度的参数。4小时，封堵剂B1的吸水倍率分别为8.23g/g；3天时间，封堵剂B1的吸水倍率为43.54g/g。

Claims (6)

1.一种油藏裂缝封堵用封堵剂，其特征在于，该封堵剂由单体、交联剂、引发剂、吸水控制剂、强度改进剂在水中经过聚合反应、烘干、造粒制备而成；其中，所述吸水控制剂为天然胶乳；所述强度改进剂为改性蒙脱土与气相纳米二氧化硅的混合物，蒙脱土改性所用的改性剂为碳酸钠与氟化钠的混合物；其中，所述引发剂为过硫酸铵、过硫酸钾、亚硫酸氢钠、亚硫酸钠中的两种以上形成的氧化还原体系；以各组分的总重量计，所述单体的用量为10-30重量％，所述引发剂的用量为0.1-1重量％，所述交联剂的用量为0.01-0.3重量％，所述吸水控制剂的用量为20-60重量％，所述强度改进剂的用量为0.5-20重量％，所述水的用量为20-70重量％；其中，所述油藏裂缝封堵用封堵剂的制备方法包括以下步骤：首先依次将交联剂、单体加入水中搅拌、溶解；缓慢加入强度改进剂搅拌至分散均匀；加入吸水控制剂搅拌均匀；最后加入引发剂搅拌均匀；通氮气除氧后加热经聚合反应形成固体状胶块，然后将得到的胶块切成小块，并真空干燥和粉碎、过筛。

2.根据权利要求1所述的油藏裂缝封堵用封堵剂，其中，所述吸水控制剂的用量为35-45重量％；所述强度改进剂的用量为1-15重量％。

3.根据权利要求1所述的油藏裂缝封堵用封堵剂，其中，所述聚合反应的条件包括：温度为30-60℃，时间为2-6小时。

4.根据权利要求3所述的油藏裂缝封堵用封堵剂，其中，所述聚合反应的条件包括：温度为40-50℃。

5.根据权利要求1-4中任意一项所述的油藏裂缝封堵用封堵剂，其中，所述单体为丙烯酰胺、丙烯酸钠、丙烯酸和2-丙烯酰胺基-甲基丙磺酸中的一种或多种。

6.根据权利要求1-4中任意一项所述的油藏裂缝封堵用封堵剂，其中，所述交联剂为N,N-亚甲基双丙烯酰胺。