CN110938416A - 调剖剂及其制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及油田调剖技术领域，公开了一种调剖剂及其制备方法和应用。本发明提供的调剖剂包含：增稠剂、交联剂、稳定剂和水；其中，所述增稠剂为阳离子聚丙烯酰胺和/或两性离子聚丙烯酰胺；所述交联剂为聚乙烯亚胺。通过各组分之间的配合使用，本发明提供的调剖剂能够实现在较高的温度(50‑85℃)、矿化度(10000mg/L以上)油藏条件下，实现延时(48小时以后)成胶，且冻胶具有一定的强度，能够满足对聚驱前后大孔道进行深部调剖的需要，实现整体区块的动态调整。

Description

调剖剂及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及油田调剖技术，具体地，涉及一种调剖剂及其制备方法和应用。
背景技术
调剖是指从注水井注入堵剂体系封堵高渗透层，从而实现调整注水层段吸收剖面，改善油藏非均质性，达到储层均衡驱替的目的，是提高水驱开发效果的有效途径。
国内从上世纪60年代开始应用调剖技术，针对不同油藏需求的新型调剖体系也层出不穷，目前已经形成了6大类逾70余种调堵体系。但是，上世纪90年代以来，油藏步入高含水期后，逐渐从原先的单井治理向着整体调剖、深部调驱方向发展，对调剖体系提出了更高的功能要求。一方面，高渗通道突破后渗流阻力迅速降低，驱替压力梯度低于低渗通道启动驱替压力梯度，需要堵剂体系具有提升宏观压力梯度的较高强度；另一方面，强水淹带剩余油大多以孤岛状和分散型为主，埋藏较深，地层内高温高盐条件和孔隙剪切对体系影响大，现场施工通过注水井油管注入，难以进入深部高渗层，处理半径有限。因此，当前深部调剖主要选择有机交联聚合物体系作为调剖体系，以聚丙烯酰胺水溶液作为增粘剂，金属离子或树脂作为交联剂，复配后注入地层，在深部形成冻胶调剖。然而随着油田化学品向着绿色环保的方向发展，该技术中的金属铬交联剂、酚醛树脂等无法满足环保要求。
开发环保型延时交联的冻胶调剖体系，在一定的温度、矿化度油藏条件下，实现缓慢成胶，且冻胶具有一定的强度，是当前技术难点，亟待突破。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有的调剖剂难以有效地通过延时交联实现深部调剖，且使用的化学品在绿色环保方面有待改善的问题，提供一种环保型调剖剂，可以在较高的温度(50-85℃)、矿化度(10000mg/L以上)油藏条件下，实现延时(48小时以后)成胶，且冻胶具有一定的强度，能够有效对聚驱前后大孔道水窜进行深部调剖，实现整体区块的动态调整。
为了实现上述目的，本发明第一方面提供一种调剖剂，该调剖剂包含：增稠剂、交联剂、稳定剂和水；其中，所述增稠剂为阳离子聚丙烯酰胺和/或两性离子聚丙烯酰胺；所述交联剂为聚乙烯亚胺。
本发明第二方面提供一种制备调剖剂的方法，该方法包括：
(1)在搅拌状态下向水中加入阳离子聚丙烯酰胺和/或两性离子聚丙烯酰胺，至完全均匀溶解；
(2)加入稳定剂，搅拌至溶解；
(3)滴加聚乙烯亚胺，搅拌至完全均匀，即得所述调剖剂。
本发明第三方面提供一种本发明所述的调剖剂在油田采油中的应用。
通过上述技术方案，本发明提供的调剖剂各组分之间的配合使用，能够实现在较高的温度(50-85℃)、矿化度(10000mg/L以上)油藏条件下，实现延时(48小时以后)成胶，且冻胶具有一定的强度，能够满足对聚驱前后大孔道进行深部调剖的需要，实现整体区块的动态调整。
具体实施方式
在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。
本发明第一面提供一种调剖剂，该调剖剂包含：增稠剂、交联剂、稳定剂和水；其中，所述增稠剂为阳离子聚丙烯酰胺和/或两性离子聚丙烯酰胺；所述交联剂为聚乙烯亚胺。
在本发明中，所述调剖剂的各组分在地层深处发生如下的交联反应：
Figure BDA0001808586140000031
所述阳离子聚丙烯酰胺和/或两性离子聚丙烯酰胺与聚乙烯亚胺发生交联，形成具有一定强度的冻胶。所述阳离子聚丙烯酰胺和/或两性离子聚丙烯酰胺分子链中反应的活性基团是酰胺基，可以和聚乙烯亚胺裸露的亚胺进行酰胺交换反应。本发明的发明人在研究中意外发现，阳离子聚丙烯酰胺和/或两性离子聚丙烯酰胺含有阳离子侧基，阳离子侧基的引入使分子链带有一定的正电性，与正电性的聚乙烯亚胺存在轻微的静电排斥作用，能够实现延缓交联。另外，稳定剂的加入能够提高聚合物的稳定性，减少热氧降解带来的影响，提高冻胶的稳定性。
在本发明中，为了使各组分更好地发挥作用，优选地，以所述调剖剂的总重量为基准，所述增稠剂的含量为0.2-1.5wt％；所述交联剂的含量为0.1-0.8wt％；所述稳定剂的含量为0.1-2wt％；所述水的含量为95.7-99.6wt％。
更优选地，以所述调剖剂的总重量为基准，所述增稠剂的含量为0.3-1wt％；所述交联剂的含量为0.2-0.6wt％；所述稳定剂的含量为0.1-2wt％；所述水的含量为96.4-99.4wt％。
在本发明中，所述增稠剂为阳离子聚丙烯酰胺和/或两性离子聚丙烯酰胺，所述阳离子聚丙烯酰胺和两性离子聚丙烯酰胺均可以商购。例如山东宝莫生物化工有限公司的阳离子聚丙烯酰胺BMfloc91012、阳离子聚丙烯酰胺BMfloc91008、阳离子聚丙烯酰胺BMfloc91012、阳离子聚丙烯酰胺BMfloc91012，两性离子聚丙烯酰胺BMZ9212。
优选地，所述阳离子聚丙烯酰胺的粘均分子量为600万-1000万。
优选地，所述两性离子聚丙烯酰胺的粘均分子量为600万-1000万。
在本发明中，所述阳离子聚丙烯酰胺是由阳离子单体聚合而成。为使得本发明所述的调剖剂具有更好的延时成胶效果，优选地，所述阳离子聚丙烯酰胺的阳离子单体选自甲基丙烯酰氧乙基二甲基烷基氯化铵、二甲基二烯丙基氯化铵和丙烯酰氧乙基二甲基烷基氯化铵中的至少一种。
所述两性离子聚丙烯酰胺是由阳离子单体和阴离子单体聚合而成。为使得本发明所述的调剖剂具有更好的延时成胶效果，优选地，所述两性离子聚丙烯酰胺的阳离子单体选自甲基丙烯酰氧乙基二甲基烷基氯化铵、二甲基二烯丙基氯化铵和丙烯酰氧乙基二甲基烷基氯化铵中的至少一种。优选地，所述两性离子聚丙烯酰胺的阴离子单体选自丙烯酸和/或丙烯酸钠。
在本发明中，所述交联剂为聚乙烯亚胺，所述聚乙烯亚胺可以商购。
优选地，所述聚乙烯亚胺的分子量为3000-20000，更优选为3000-8000。
在本发明中，所述稳定剂可以为现有技术中用于提高冻胶稳定性的稳定剂。优选地，所述稳定剂选自硫代硫酸钠、亚硫酸钠、亚硫酸氢钠、保险粉、异抗坏血酸、硫脲、巯基苯并噻唑中的至少一种。
在本发明中，所述水并无特别的限定，优选为矿化度为10000-15000mg/L的油田注入水。
本发明第二方面提供一种制备调剖剂的方法，该方法包括：
(1)在搅拌状态下向水中加入阳离子聚丙烯酰胺和/或两性离子聚丙烯酰胺，至完全均匀溶解；
(2)加入稳定剂，搅拌至溶解；
(3)滴加聚乙烯亚胺，搅拌至完全均匀，即得所述调剖剂。
本发明第三方面提供一种本发明所述的调剖剂在油田采油中的应用。
本发明所述的调剖剂可在温度(50-85℃)、矿化度(10000mg/L以上)油藏条件下，48小时以后开始成胶，且形成的冻胶具有一定的强度，能够应用到对聚驱前后大孔道水窜进行深部调剖，实现整体区块的动态调整。
以下将通过实施例对本发明进行详细描述。
以下实施例中，复合粘度采用旋转流变仪(购自赛默飞世尔科技有限公司，RS6000)进行测试。
阳离子聚丙烯酰胺BMfloc91012，购自山东宝莫生物化工有限公司，粘度≤200mPa·s，粘均分子量为600万-1000万。
阳离子聚丙烯酰胺BMfloc91008，购自山东宝莫生物化工有限公司，粘度≤200mPa·s，粘均分子量为600万-1000万。
阳离子聚丙烯酰胺BMfloc91012，购自山东宝莫生物化工有限公司，粘度≤200mPa·s，粘均分子量为600万-1000万。
两性离子聚丙烯酰胺BMZ9212，购自山东宝莫生物化工有限公司，粘度≤200mPa·s，粘均分子量为600万-1000万。
阴离子聚丙烯酰胺BMfloc71515，购自山东宝莫生物化工有限公司，粘度≤200mPa·s，粘均分子量为600万-1000万。
阴离子聚丙烯酰胺1630s，购自法国艾森，粘均分子量为600万-1000万。
聚乙烯亚胺PEI3000，购自上海攻碧克新材料有限公司，粘度≤500mPa·s，分子量为3000-8000。
聚乙烯亚胺PEI20000，购自上海攻碧克新材料有限公司，粘度≤500mPa·s，分子量为3000-8000。
实施例1
将10g阳离子聚丙烯酰胺BMfloc91012溶于1L油田注入水(矿化度为12000mg/L)中，加入1g硫代硫酸钠、6g聚乙烯亚胺PEI3000，搅拌均匀后得到调剖剂，该调剖剂在50℃条件下64小时后开始成胶，交联反应结束后复合粘度达到19760mPa·s。
实施例2
将8g阳离子聚丙烯酰胺BMfloc91008溶于1L自来水(矿化度为11000mg/L)中，加入1g亚硫酸氢钠、2g聚乙烯亚胺PEI3000，搅拌均匀后得到调剖剂，该调剖剂在70℃条件下80小时后开始成胶，交联反应结束后复合粘度达到14770mPa·s。
实施例3
将10g阳离子聚丙烯酰胺BMfloc91012溶于1L油田注入水(矿化度为13000mg/L)中，加入20g硫代硫酸钠、6g聚乙烯亚胺PEI3000，搅拌均匀后得到调剖剂，该调剖剂在80℃条件下68小时后开始成胶，交联反应结束后复合粘度达到21060mPa·s。
实施例4
将10g阳离子聚丙烯酰胺BMfloc91012溶于1L油田注入水(矿化度为14000mg/L)中，加入1g硫代硫酸钠、1g聚乙烯亚胺PEI3000，搅拌均匀后得到调剖剂，该调剖剂在70℃条件下50小时后开始成胶，交联反应结束后复合粘度达到15200mPa·s。
实施例5
将4g两性离子聚丙烯酰胺BMZ9212溶于1L油田注入水(矿化度为15000mg/L)中，加入1g硫脲、4g聚乙烯亚胺PEI20000，搅拌均匀后得到调剖剂，该调剖剂在80℃条件下70小时后开始成胶，交联反应结束后复合粘度达到18840mPa·s。
实施例6
按照实施例1的方法制备调剖剂，不同的是阳离子聚丙烯酰胺BMfloc91012的加入量为2g。该调剖剂在50℃条件下52小时后开始成胶，交联反应结束后复合粘度达到17700mPa·s。
实施例7
按照实施例1的方法制备调剖剂，不同的是聚乙烯亚胺PEI3000的加入量为1g。该调剖剂在50℃条件下55小时后开始成胶，交联反应结束后复合粘度达到18600mPa·s。
对比例1
按照实施例1的方法制备调剖剂，不同的是，将阳离子聚丙烯酰胺BMfloc91012替换为阴离子聚丙烯酰胺BMfloc71515。该调剖剂在50℃条件下9小时后开始成胶，交联反应结束后复合粘度达到17520mPa·s。
对比例2
按照实施例1的方法制备调剖剂，不同的是，将阳离子聚丙烯酰胺BMfloc91012替换为阴离子聚丙烯酰胺1630s。该调剖剂在50℃条件下6小时后开始成胶，交联反应结束后复合粘度达到13217mPa·s。
通过以上实施例和对比例可以看出，本发明提供的调剖剂，相对于现有技术配方简单，可在较高的温度(50-85℃)、矿化度(10000mg/L以上)油藏条件下，实现延时(48小时以后)成胶，且冻胶具有较好的冻胶强度(复合粘度大)，适用于对聚驱前后大孔道水窜进行深部调剖，实现整体区块的动态调整。
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，包括各个技术特征以任何其它的合适方式进行组合，这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容，均属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种调剖剂，其特征在于，该调剖剂包含：增稠剂、交联剂、稳定剂和水；其中，所述增稠剂为阳离子聚丙烯酰胺和/或两性离子聚丙烯酰胺；所述交联剂为聚乙烯亚胺。
2.根据权利要求1所述的调剖剂，其中，以所述调剖剂的总重量为基准，所述增稠剂的含量为0.2-1.5wt％；所述交联剂的含量为0.1-0.8wt％；所述稳定剂的含量为0.1-2wt％；所述水的含量为95.7-99.6wt％。
3.根据权利要求1或2所述的调剖剂，其中，以所述调剖剂的总重量为基准，所述增稠剂的含量为0.3-1wt％；所述交联剂的含量为0.2-0.6wt％；所述稳定剂的含量为0.1-2wt％；所述水的含量为96.4-99.4wt％。
4.根据权利要求1-3中任意一项所述的调剖剂，其中，所述阳离子聚丙烯酰胺的粘均分子量为600万-1000万；所述两性离子聚丙烯酰胺的粘均分子量为600万-1000万。
5.根据权利要求1-4中任意一项所述的调剖剂，其中，所述阳离子聚丙烯酰胺的阳离子单体选自甲基丙烯酰氧乙基二甲基烷基氯化铵、二甲基二烯丙基氯化铵和丙烯酰氧乙基二甲基烷基氯化铵中的至少一种。
6.根据权利要求1-4中任意一项所述的调剖剂，其中，所述两性离子聚丙烯酰胺的阳离子单体选自甲基丙烯酰氧乙基二甲基烷基氯化铵、二甲基二烯丙基氯化铵和丙烯酰氧乙基二甲基烷基氯化铵中的至少一种；所述两性离子聚丙烯酰胺的阴离子单体选自丙烯酸、丙烯酸钠和甲基丙烯酸钠中的至少一种。
7.根据权利要求1-4中任意一项所述的调剖剂，其中，所述聚乙烯亚胺的分子量为3000-20000，优选为3000-8000。
8.根据权利要求1-4中任意一项所述的调剖剂，其中，所述稳定剂选自硫代硫酸钠、亚硫酸钠、亚硫酸氢钠、保险粉、异抗坏血酸、硫脲、巯基苯并噻唑中的至少一种。
9.一种制备调剖剂的方法，其特征在于，该方法包括：
(1)在搅拌状态下向水中加入阳离子聚丙烯酰胺和/或两性离子聚丙烯酰胺，至完全均匀溶解；
(2)加入稳定剂，搅拌至溶解；
(3)滴加聚乙烯亚胺，搅拌至完全均匀，即得所述调剖剂。
10.权利要求1-8所述的调剖剂在油田采油中的应用。
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