CN108728068A - 一种适合高温油藏的地下聚合堵水剂的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种适合高温油藏的地下聚合堵水剂的制备方法，包括以下步骤：第一步：将丙烯酰胺、丙烯酸、相容剂、交联剂以及引发剂在地面混合均匀配成水溶液，其中丙烯酰胺用量为溶液总量的2.0%~5.0%，丙烯酸用量为溶液总量的3.0%~5.0%，交联剂用量为溶液总量的0.01%~1.0%，相容剂用量为溶液总量的0.1~0.3%，引发剂用量为0.01%~0.05%，以上百分比我质量百分比；第二步：将第一步配置成的水溶液注入油藏温度为80℃~120℃，油田水矿化度小于100000.0 mg.L‑1的地层中，在油藏温度下，所述的水溶液在6‑8小时内发生聚合反应形成可吸水的空间网状结构。本发明方法制备的堵水剂对中、高渗透目的层位起到较强的封堵作用。

Description

一种适合高温油藏的地下聚合堵水剂的制备方法
技术领域
本发明涉及一种适合高温油藏的地下聚合高强度堵水剂的制备方法。
背景技术
随着油田开采的不断深入，许多整装砂岩油藏随着注水开发的进行相继进入高含水期，油井含水率急剧上升，油层出水日益严重，产油量急剧下降，开采效果变差，造成油田最终采收率降低；同时随着油田开采时间的延长，该类油井的数量也会不断增多，严重制约了油藏采收率的提高，开展油井堵水已成为当前条件下多数主力油田开发中后期进行控水稳油的主导工艺措施之一。
目前油田生产中所应用的堵剂主要包括四大类，水泥堵水剂、颗粒类堵水剂、树脂型堵剂、聚合物凝胶类和冻胶类堵水剂。水泥类堵水剂的优点是价格低廉、封堵后强度大、能够较长时间承受近井带作业产生的负压及耐温耐盐耐冲刷且具有较好的耐酸性能；缺点是水泥类颗粒的悬浮性一般较差，不利于向地层深部运移，注入后容易使水绕流，缩短了有效期。颗粒类堵水剂包括水膨体颗粒、土类颗粒等，其中通常用于堵水作业的水膨体颗粒是由丙烯酰胺通过适度交联后制备的遇水可发生膨胀而不溶解的颗粒或聚乙烯醇颗粒的；土类颗粒主要包括膨润土和粘土等。颗粒类堵水剂的优点是对于封堵高渗透、特高渗透地层有很好的效果；缺点是近井地带容易沉积、强度不太高、易突破。树脂型堵水剂，包括酚醛树脂、脲醛树脂、糠醛树脂、环氧树脂等，在地层条件下通过催化剂的作用可形成坚硬的固体，堵塞孔道或裂缝，其优点是封堵能力强，缺点是成本较高、对地层条件要求较高，由于其封堵后难以解堵，因此容易对地层造成一定的污染。聚合物凝胶类堵水剂多为由聚丙烯酰胺与无机交联剂或有机交联剂组成的复合体系，其优点是成胶强度可调，适合于不同的油藏条件，缺点是聚丙烯酰胺溶解时间长，其溶液粘度大,注入比较困难，由于聚丙烯酰胺的耐温性能较差，在配制和注入过程中容易产生机械剪切降解和热降解,影响其应用效果。目前也有将聚合物凝胶类堵水剂通过调整体系配方制成强度较大的凝胶进而作为冻胶类堵水剂进行使用，此外也有以丙烯酰胺、丙烯酸和交联剂为原料，采用地下聚合的方法制备高吸水性树脂的方法CN200410077966，利用其在地下聚合后制备的吸水树脂对目的层位产生较强的封堵作用，该类堵剂在地面易配制、粘度低、易泵入，不受剪切因素的影响，在地层中发生聚合、交联生成的冻胶强度大,可在地层孔隙中吸水膨胀。
发明内容
1、所要解决的技术问题：
现有的油田生产的堵剂存在着各种各样的缺点，水泥堵水剂封堵强度大，但是悬浮性差，颗粒类堵水剂对于封堵高渗透、特高渗透地层有很好的效果；但是近井地带容易沉积、强度不太高；树脂型堵水剂优点是封堵能力强，但是成本较高、对地层条件要求较高，聚合物凝胶类堵水剂成胶强度可调，适合于不同的油藏条件，但是聚丙烯酰胺溶解时间长，其溶液粘度大,注入比较困难。
2、技术方案：
本发明利用地下聚合堵水剂的优点，提供了一种适合高温油藏的地下聚合的堵水剂的制备方法，包括以下步骤：第一步：将丙烯酰胺、丙烯酸、相容剂、交联剂以及引发剂在地面混合均匀配成水溶液，其中丙烯酰胺用量为溶液总量的2.0%~5.0%，丙烯酸用量为溶液总量的3.0%~5.0%，交联剂用量为溶液总量的0.01%~1.0%，相容剂用量为溶液总量的0.1~0.3%，引发剂用量为0.01%~0.05%，以上百分比我质量百分比；第二步：将第一步配置成的水溶液注入油藏温度为80℃~120℃，油田水矿化度小于100000.0 mg.L-1的地层中，在油藏温度下，所述的水溶液在6-8小时内发生聚合反应形成可吸水的空间网状结构。
在第一步的水溶液中还含有碱，所述的碱用量为丙烯酸单体总量的40.0%~60.0%，百分比为质量百分比。
所用的碱为氢氧化钠、碳酸钠或碳酸氢钠。
所述的容剂为十二烷基苯磺酸钠或十二烷基硫酸钠。
所用的交联剂为N，N-二甲基双丙烯酰胺或N，N‘-甲撑基双丙烯酰胺。
所用的引发剂为过氧类引发剂与偶氮类引发剂按照质量比2；1复合后制备的，适应80℃~120℃不同高温条件下引发的引发剂，其中过氧类引发剂为过氧化二苯甲酰或异丙苯过氧化氢，偶氮类引发剂为偶氮二异丁腈、2,2-偶氮双盐酸盐、2-脒唑啉丙烷盐酸盐、2,2-偶氮双二盐酸盐、2-脒基丙烷二盐酸盐中的一种或多种的混合物。
3、有益效果：
与常规的地下聚合制备的堵水剂相比，本发明所用的引发剂为过氧类引发剂与偶氮类引发剂按照一定比例复合后制备的，分解活化能高，可适应80℃~120℃不同高温条件，注入目的层位后焖井8~24小时，体系在目的层位即可聚合，同时聚合后的凝胶在目的层位还可继续吸水膨胀，从而对中、高渗透目的层位起到较强的封堵作用；本发明的另一个优点在于体系中引入了复合引发剂在溶液中溶解性的相容剂。
具体实施方式
下面通过实施例来对本发明进行详细说明。
实施例1
取4.0g丙烯酸，将1.56g氢氧化钠加入丙烯酸中，待氢氧化钠全部溶解后加入0.015gN,N—二甲基双丙烯酰胺、0.1g 十二烷基苯磺酸钠、2.0g丙烯酰胺和94.0g水（矿化度13254.62 mg.L-1），将过氧化二苯甲酰与偶氮二异丁腈按照质量比2:1进行混合，然后称取0.012g加入至体系中，搅拌均匀后置于80℃的烘箱中进行聚合反应，7.0小时后开始成胶，8.0小时成胶结束，成胶率96.0%。本实施例的制备方法制备的堵水剂采用突破压力法测定抗压强度可达2.2 MPa。
实施例2
取4.0g丙烯酸，将1.78g氢氧化钠加入丙烯酸中，待氢氧化钠全部溶解后加入0.015gN,N—二甲基双丙烯酰胺、2.0g丙烯酰胺、0.1g 十二烷基苯磺酸钠、和94.0g水（矿化度13254.62 mg.L-1），将过氧化二苯甲酰与2,2-偶氮双(2-脒唑啉丙烷)盐酸盐按照质量比2:1进行混合，然后称取0.012g加入至体系中，搅拌均匀后置于100℃的烘箱中进行聚合反应，6.0小时后开始成胶，6.5小时成胶结束，成胶率97.0%。本实施例制备方法制备的堵水剂采用突破压力法测定抗压强度可达2.4 MPa。
实施例3
取4.0g丙烯酸，将1.78g氢氧化钠加入丙烯酸中，待氢氧化钠全部溶解后加入0.015gN,N—二甲基双丙烯酰胺、2.0g丙烯酰胺、0.1g 十二烷基苯磺酸钠、和94.0g水（矿化度13254.62 mg.L-1），将过氧化二苯甲酰与偶氮双丙烷胺（盐酸盐）按照质量比2:1进行混合，然后称取0.012g加入至体系中，搅拌均匀后置于120℃的烘箱中进行聚合反应，6.5小时后开始成胶，7.0小时成胶结束，成胶率98.0%。本实施例制备方法制备的堵水剂采用突破压力法测定抗压强度可达2.5 MPa。
虽然本发明已以较佳实施例公开如上，但它们并不是用来限定本发明的，任何熟习此技艺者，在不脱离本发明之精神和范围内，自当可作各种变化或润饰，因此本发明的保护范围应当以本申请的权利要求保护范围所界定的为准。

Claims (6)

1.一种适合高温油藏的地下聚合堵水剂的制备方法，包括以下步骤：第一步：将丙烯酰胺、丙烯酸、相容剂、交联剂以及引发剂在地面混合均匀配成水溶液，其中丙烯酰胺用量为溶液总量的2.0%~5.0%，丙烯酸用量为溶液总量的3.0%~5.0%，交联剂用量为溶液总量的0.01%~1.0%，相容剂用量为溶液总量的0.1~0.3%，引发剂用量为0.01%~0.05%，以上百分比我质量百分比；第二步：将第一步配置成的水溶液注入油藏温度为80℃~120℃，油田水矿化度小于100000.0 mg.L-1的地层中，在油藏温度下，所述的水溶液在6-8小时内发生聚合反应形成可吸水的空间网状结构。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：在第一步的水溶液中还含有碱，所述的碱用量为丙烯酸单体总量的40.0%~60.0%，百分比为质量百分比。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于：所用的碱为氢氧化钠、碳酸钠或碳酸氢钠。
4.如权利要求1-3任一权利要求所述的方法，其特征在于：所述的容剂为十二烷基苯磺酸钠或十二烷基硫酸钠。
5.如权利要求1-3任一权利要求所述的方法，其特征在于：所用的交联剂为N，N-二甲基双丙烯酰胺或N，N‘-甲撑基双丙烯酰胺。
6.如权利要求1-3任一权利要求所述的方法，其特征在于：所用的引发剂为过氧类引发剂与偶氮类引发剂按照质量比2；1复合后制备的，适应80℃~120℃不同高温条件下引发的引发剂，其中过氧类引发剂为过氧化二苯甲酰或异丙苯过氧化氢，偶氮类引发剂为偶氮二异丁腈、2,2-偶氮双盐酸盐、2-脒唑啉丙烷盐酸盐、2,2-偶氮双二盐酸盐、2-脒基丙烷二盐酸盐中的一种或多种的混合物。
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