CN111574978A - 一种冻胶堵剂、制备方法及其应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种冻胶堵剂、制备方法及其应用，属于油田化学技术领域，各组分及质量百分比如下：部分水解聚丙烯酰胺0.5％～0.7％，醋酸铬0.3％～0.5％，丙二酸0.01％～0.02％，稳定剂0.1～0.3％，余量为水，各组分之和为100％。其中部分水解聚丙烯酰胺为低分子聚合物，其相对分子质量为200×104～300×104，水解度4％～20％。本发明所提供冻胶成胶液粘度低于80mPa·s，烟道气环境下冻胶封堵率可达97％以上，可用作低渗透烟道气驱油藏封堵用剂。

Description

一种冻胶堵剂、制备方法及其应用
技术领域
本发明属于油田化学技术领域，特别是涉及一种冻胶堵剂、制备方法及其应用。
背景技术
注气开采是提高低渗透储层(50～200mD)采收率的重要途径之一。烟道气是天然气、原油或煤炭等有机物在完全燃烧后生成的产物，主要成分为N2(80％～85％)和CO2(15％～20％)及少量一氧化碳、硫化氢、氮氧化物等。将烟道气用于低渗透储层驱油，不但可以实现CO2、一氧化碳、氮氧化物的地下埋存，也可以解决低渗透油田“水注不进、油采不出”的问题。由于烟道气流度低的特点，注烟道气过程中极易发生气窜，大大降低烟道气驱的波及系数，严重影响注气效果。因此，高效流度控制技术成为保障烟道气驱在低渗透油藏中实施效果的关键。冻胶堵剂体系可很好地控制气驱油藏气体的流度，是目前最常用的调流技术手段。目前，传统的冻胶堵剂使用的聚合物分子量一般在1000×104以上，因成胶液粘度较大，冻胶体系注入低渗储层后会引起注入压力升高，注入性能变差，严重时甚至堵塞地层。因此，研究一种具有良好注入性与封堵性的堵剂对于解决低渗透油藏的气驱封窜具有重要的意义。
发明内容
本发明的目的是提供一种低渗透烟道气驱油藏用冻胶堵剂，以满足在低渗岩心中较好的注入性能，并在烟道气酸性环境下保持较高的封堵率的要求。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
本发明提供一种冻胶堵剂，各组分及质量百分比如下：部分水解聚丙烯酰胺0.5％～0.7％，醋酸铬0.3％～0.5％，丙二酸0.01％～0.02％，稳定剂0.1％～0.3％，余量为水。
作为本发明的进一步改进，所述部分水解聚丙烯酰胺为低分子聚合物，相对分子质量为200×104～300×104，水解度4％～20％。
作为本发明的进一步改进，所述稳定剂为纳米二氧化硅溶胶。
作为本发明的进一步改进，所述纳米二氧化硅溶胶的粒径为25nm。本发明还提供所述冻胶堵剂的制备方法，包括步骤如下：
(1)将部分水解聚丙烯酰胺颗粒在水中充分溶解，备用；
(2)按配比将醋酸铬交联剂、丙二酸、稳定剂以及余量水混合搅拌均匀，并将其与部分水解聚丙烯酰胺溶液按配比混合搅拌均匀即得到待成胶液；
(3)将待成胶液密封，置于40℃恒温水浴锅中进行交联反应，即得低渗透烟道气驱油藏用冻胶堵剂。
作为本发明的进一步改进，所述冻胶堵剂的制备方法中，待成胶液粘度低于80mPa·s，待成胶液粘度优选为23.62mPa·s～72.3mPa·s。
本发明还提供所述的冻胶堵剂在低渗透烟道气驱油中的应用。
本发明公开了以下技术效果：
1、本发明从聚合物的角度出发，通过优选低分子量部分水解聚丙烯酰胺，大大减小聚合物分子链长，降低分子线团尺寸，使冻胶待成胶液的粘度降低，与普通部分水解聚丙烯酰胺相比，在低渗透储层中注入压力明显降低，注入性能显著改善。
2、烟道气中的酸性组分对冻胶的成胶性能有消极影响。通过加入纳米二氧化硅颗粒，可以提高冻胶三维网络结构稳定性，进而提高冻胶强度。冻胶堵剂在储层中成胶后，在烟道气酸性环境下封堵率可达97％以上，适合低渗透烟道气驱油藏使用。
具体实施方式
现详细说明本发明的多种示例性实施方式，该详细说明不应认为是对本发明的限制，而应理解为是对本发明的某些方面、特性和实施方案的更详细的描述。
应理解本发明中所述的术语仅仅是为描述特别的实施方式，并非用于限制本发明。另外，对于本发明中的数值范围，应理解为还具体公开了该范围的上限和下限之间的每个中间值。在任何陈述值或陈述范围内的中间值以及任何其他陈述值或在所述范围内的中间值之间的每个较小的范围也包括在本发明内。这些较小范围的上限和下限可独立地包括或排除在范围内。
除非另有说明，否则本文使用的所有技术和科学术语具有本发明所述领域的常规技术人员通常理解的相同含义。虽然本发明仅描述了优选的方法和材料，但是在本发明的实施或测试中也可以使用与本文所述相似或等同的任何方法和材料。本说明书中提到的所有文献通过引用并入，用以公开和描述与所述文献相关的方法和/或材料。在与任何并入的文献冲突时，以本说明书的内容为准。
在不背离本发明的范围或精神的情况下，可对本发明说明书的具体实施方式做多种改进和变化，这对本领域技术人员而言是显而易见的。由本发明的说明书得到的其他实施方式对技术人员而言是显而易见得的。本申请说明书和实施例仅是示例性的。
关于本文中所使用的“包含”、“包括”、“具有”、“含有”等等，均为开放性的用语，即意指包含但不限于。
实施例1
首先称取0.5g的200×104分子量部分水解聚丙烯酰胺颗粒，加入19.5g自来水，配制成20g质量分数为2.5％部分水解聚丙烯酰胺母液。在烧杯中加入上述20g部分水解聚丙烯酰胺母液、0.5g醋酸铬、0.01g丙二酸，0.2g纳米二氧化硅溶胶，加79.29g自来水将混合溶液补至100g，充分搅拌均匀得到待成胶液，待成胶液粘度为23.62mPa·s，在40℃下成胶时间48h，即得到本发明的冻胶堵剂，该堵剂成胶强度15.1Pa。
实施例2
首先称取0.6g的200×104分子量部分水解聚丙烯酰胺颗粒，加入23.4g自来水，配制成24g质量分数为2.5％部分水解聚丙烯酰胺母液。在烧杯中加入上述24g部分水解聚丙烯酰胺母液、0.3g醋酸铬、0.01g丙二酸，0.2g纳米二氧化硅溶胶，加75.49g自来水将混合溶液补至100g，充分搅拌均匀即得到待成胶液，待成胶液粘度为35.8mPa·s，在40℃下成胶时间48h，该堵剂成胶强度16.3Pa。
实施例3
首先称取0.7g的200×104分子量部分水解聚丙烯酰胺颗粒，加入27.3g自来水，配制成28g质量分数为2.5％部分水解聚丙烯酰胺母液。在烧杯中加入28g上述部分水解聚丙烯酰胺母液、0.4g醋酸铬、0.02g丙二酸，0.2g纳米二氧化硅溶胶，加71.38g自来水将混合溶液补至100g，充分搅拌均匀即得到待成胶液，待成胶液粘度为48.9mPa·s，在40℃下成胶时间36h，该堵剂成胶强度18.5Pa。
实施例4
首先称取0.5g的300×104分子量部分水解聚丙烯酰胺颗粒，加入19.5g自来水，配制成20g质量分数为2.5％部分水解聚丙烯酰胺母液。在烧杯中加入上述20g部分水解聚丙烯酰胺母液、0.5g醋酸铬、0.01g丙二酸，0.2g纳米二氧化硅溶胶，加79.29g自来水将混合溶液补至100g，充分搅拌均匀即得到待成胶液，待成胶液粘度为30.5mPa·s，在40℃下成胶时间40h，该堵剂成胶强度17.2Pa。
实施例5
首先称取0.6g的300×104分子量部分水解聚丙烯酰胺颗粒，加入23.4g自来水，配制成24g质量分数为2.5％部分水解聚丙烯酰胺母液。在烧杯中加入上述24g部分水解聚丙烯酰胺母液、0.3g醋酸铬、0.01g丙二酸，0.2g纳米二氧化硅溶胶，加75.49g自来水将混合溶液补至100g，充分搅拌均匀即得到待成胶液，待成胶液粘度为50.2mPa·s，在40℃下成胶时间38h，该堵剂成胶强度18.6Pa。
实施例6
首先称取0.7g的300×104分子量部分水解聚丙烯酰胺颗粒，加入27.3g自来水，配制成28g质量分数为2.5％部分水解聚丙烯酰胺母液。在烧杯中加入上述28g部分水解聚丙烯酰胺母液、0.4g醋酸铬、0.02g丙二酸，0.2g纳米二氧化硅溶胶，加71.38g自来水将混合溶液补至100g，充分搅拌均匀即得到得到待成胶液，待成胶液粘度为72.3mPa·s，在40℃下成胶时间32h，该堵剂成胶强度19.6Pa。
对比例1
首先称取0.6g的200×104分子量部分水解聚丙烯酰胺颗粒，加入23.4g自来水，配制成24g质量分数为2.5％部分水解聚丙烯酰胺母液。在烧杯中加入上述24g部分水解聚丙烯酰胺母液、0.3g醋酸铬、0.01g丙二酸，加75.69g自来水将混合溶液补至100g，充分搅拌均匀即得到待成胶液，待成胶液粘度为34.7mPa·s，在40℃下成胶时间50h，得到冻胶堵剂，盖堵剂成胶强度12.9Pa。
对比例2
首先称取0.6g的1000×104分子量部分水解聚丙烯酰胺颗粒，加入23.4g自来水，配制成24g质量分数为2.5％部分水解聚丙烯酰胺母液。在烧杯中加入上述24g部分水解聚丙烯酰胺母液、0.3g醋酸铬、0.01g丙二酸，0.2g纳米二氧化硅溶胶，加75.49g自来水将混合溶液补至100g，充分搅拌均匀得到待成胶液，待成胶液粘度为305.2mPa·s，在40℃下成胶时间13h，得到冻胶堵剂，该堵剂成胶强度20.9Pa。
注入性能及封堵能力考察：
以实施例1～6及对比例1-2获得的冻胶为研究对象，考察本发明所提供的冻胶的封堵能力。具体实验过程如下：(1)选择直径为2.5cm，长度为8cm的砂岩岩心，气测渗透率k1；(2)抽真空，饱和模拟注入水，计算其岩心的孔隙体积；(3)水驱并测岩心的渗透率；(4)注入2PV冻胶待成胶液，记录注入压力，40℃烘箱内放置一定时间待其成胶；(5)注入模拟烟道气，记录注入压力并计算堵后渗透率k2，并按公式E＝(k1-k2)/k1*100％，计算岩心封堵率E，实验结果见表1。
表1
Figure BDA0002553837250000071
实验结果显示，对比例1由于未加入稳定剂，其封堵率相比实施例1-6较低；对比例2使用高分子量部分水解聚丙烯酰胺，引起注入压力急剧升高，易堵塞地层并造成岩石破裂。本发明提供的冻胶堵剂在40℃条件下具有优异的注入性能和封堵性能，封堵率均可达到97％以上，具有良好的耐冲刷能力，满足低渗透烟道气驱油藏用冻胶堵剂要求。
以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (7)

1.一种冻胶堵剂，其特征在于，各组分及质量百分比如下：部分水解聚丙烯酰胺0.5％～0.7％，醋酸铬0.3％～0.5％，丙二酸0.01％～0.02％，稳定剂0.1％～0.3％，余量为水。
2.根据权利要求1所述的一种冻胶堵剂，其特征在于，所述部分水解聚丙烯酰胺为低分子聚合物，相对分子质量为200×104～300×104，水解度4％～20％。
3.根据权利要求1所述的一种冻胶堵剂，其特征在于，所述稳定剂为纳米二氧化硅溶胶。
4.根据权利要求3所述的一种冻胶堵剂，其特征在于，所述纳米二氧化硅溶胶的粒径为25nm。
5.一种如权利要求1-4任一项所述的冻胶堵剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将部分水解聚丙烯酰胺颗粒在水中充分溶解，备用；
(2)按配比将醋酸铬、丙二酸、稳定剂以及余量水混合搅拌均匀，并将其与部分水解聚丙烯酰胺溶液按配比混合搅拌均匀即得到待成胶液；
(3)将待成胶液密封，置于40℃恒温水浴锅中进行交联反应，即得低渗透烟道气驱油藏用冻胶堵剂。
6.根据权利要求5所述的冻胶堵剂的制备方法，其特征在于，所述待成胶液的粘度低于80mPa·s。
7.一种如权利要求1-4任一项所述的冻胶堵剂在低渗透烟道气驱油中的应用。
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