CN1182182C - 一种交联聚合物溶液（lps）深部调剖剂的制备方法 - Google Patents

一种交联聚合物溶液（lps）深部调剖剂的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明提出一种交联聚合物溶液(Linked Polymer Solution简称LPS)深部调剖剂的制备方法。采用该方法制备的交联聚合物溶液是由分散的交联聚合物微粒和水组成。该交联聚合物溶液能够注入到油藏深部，交联聚合物微粒在孔道中的吸附、滞留，能降低高渗透区域的渗透率，使后续注入液转向低渗透率区域，起到深部调剖的作用。具有聚合物浓度低、粘度低、流动性好、稳定性好，有效期长等特点。

Description

一种交联聚合物溶液(LPS)深部调剖剂的制备方法
在石油开采的水驱及化学驱油过程中，由于地层的非均质性，使渗透率较高岩层中的原油能被顺利地驱出，而渗透率较低岩层中的原油仍留在地下。对于长期注水开发油田，由于水冲洗，粘土流失，使较高渗透率地层的渗透率进一步提高，注入水常沿高渗透层流动，而波及不到含油的低渗透层。这种低效的注水，不仅影响原油采出程度，而且由于能源的消耗、产出液的处理、管线的腐蚀等增大了采油的成本，造成了采收率低、开发成本高的结果。为解决上述问题，油层的深部调整吸水剖面技术在油田开发中逐步得到了重视和发展。
目前，国内外化学调剖剂的种类很多，六十年代以前使用水泥浆堵水调剖，而后发展了油基水泥、石灰乳、树脂、活性稠油等，六十年代以树脂为主，七十年代水溶性聚合物及其凝胶开始在油田中应用。从此，油田堵水调剖技术进入了一个新的发展阶段。但是，调剖技术中的难点，油层深部调剖问题仍然没有解决。目前应用的调剖技术调剖范围仅限于注水井附近20米以内的近井地带，提高效收率效果甚微。因此，开发一种液流改向性能好、成本低的深部调剖技术仍是科技工作者努力的方向。
本发明提出一种交联聚合物溶液深部调剖剂的制备方法，它与常见的调剖剂完全不同。该新型交联聚合物溶液是由分散的交联聚合物微粒和水所组成，交联聚合物微粒的直径在10-1000mm。该体系具有无色、透明、粘度低、流动性好等特征。
本发明所提出的新型交联聚合物溶液由可交联的部分水解聚丙烯酰胺与适当的交联剂(如柠檬酸铝、醋酸铬、有机锆等)交联反应而成，在交联反应的过程中通过控制反应条件(反应物种类，浓度、配比、反应温度等)，使整个反应体系最终得到以分子内交联为主。少量分子间交联的交联聚合物微粒在水中的分散体系，即新型调剖剂一交联聚合物溶液。
在部份水解聚丙烯酰胺(HPAM)与柠檬酸铝(ALCit)交联反应的过程中，主要的反应条件是：HPAM分子量100-3000万、HPAM浓度50-1000ppm、HPAM/ALCit的交联比为5-100、反应温度10-90摄氏度、pH值4-9，反应时间1-30天。
在室内实验中，将这种交联聚合物溶液注入高渗透岩芯，注入一定的时间后，注入压力迅速上升，说明交联聚合物微粒已经对岩芯进行封堵，停注后观察岩芯注入端面，未见有聚合物滤饼，表明聚合物微粒被注入到岩芯内部井在岩心内部发生封堵。
本发明以如下实例说明新型交联聚合物溶液的性能及作用效果：
实施例1
分子量为1500万浓度为50mg/L部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)溶液和2.5ml/LAlCit在45℃反应120小时，得到新型交联聚合物溶液的粘度为0.78mPas。
实施例2
分子量为1200万浓度为150mg/L部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)溶液和7.5mg/Lal-Cit在45℃反应70小时，得到新型交联聚合物溶液的粘度为1.12mPas。
实施例3
分子量为700万浓度为150mg/L部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)溶液和7.5mg/Lal-Cit在45℃反应120小时，得到新型交联聚合物溶液的粘度为0.96mPas。
实施例4
分子量为400万浓度为150mg/L部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)溶液和7.5mg/LAl-Cit在45℃反应70小时，得到新型交联聚合物溶液的粘度为0.96mPas。
本发明交联聚合物溶液对岩心的堵塞情况见表1。
               表1交联聚合物溶液对岩心的堵塞情况
LPS组成     K1      μm2     K2     μm2  堵水率％
50.0mg/L HPAM+2.5mg/L Al     4.50     0.45     90.0
150mg/L HPAM+7.5mg/L Al     4.50     0.09     98.0
300mg/L HPAM+15mg/L Al     0.44     0.0014     99.7
150mg/L HPAM+5.0mg/L Al     4.50     0.075     98.3
表1反映岩心用交联聚合物溶液处理前后的渗透率变化情况。K1是堵前岩心渗透率，K2为堵后岩心渗透率。岩心为胶结砂岩，长度68.6mm，直径25mm。先将岩心抽真空，饱和水，测其渗透率K1，再连续注入配制好的交联聚合物溶液，注入70PV后，测得岩心渗透率K2。最后用下式计算堵水率
              堵水率＝K1-K2/K1·100％
实验结果表明，交联聚合物溶液可以被大量连续注入，说明此交联聚合物溶液可以进入岩心内部。
将HPAM/Al-Cit交联体系(如HPAM300mg/L、Al 15mg/L；HPAM150mg/L、Al 7.5mg/L；HPAM50mg/L、Al 2.5mg/L；HPAM150mg/L、Al 5.0mg/L)于45℃下放置三个月和室温下放置两年，其颜色、外观状态不变；未见有沉淀析出。说明该交联体系有很好的稳定性。
实施例5
用15mg/L的交联剂柠檬酸铝、醋酸铬和有机锆分别与300mg/LHPAM(分子量1400万)在70℃下反应30h，所得的交联聚合物溶液的转变压分别为0.45、0.20、0.20atm，说明这三种类型的交联剂都能与HPAM反应形成交联聚合物溶液。

Claims (1)

1.一种油田用聚合物溶液调剖剂制备方法，它是由高分子化合物与交联剂反应生成的交联聚合物溶液，其特征是采用分子量为100-3000万、浓度为50-1000ppm、部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)与柠檬酸铝(AlCit)或有机锆或醋酸铬交联剂反应，聚丙烯酰胺与交联剂的交联比为5-100，反应温度为10-90摄氏度，pH值为4-9，反应时间为1-30天，在上述反应条件下，生成凝胶小颗粒体系，即一种交联聚合物溶液调剖剂。
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