一种延缓胶体泡沫的堵剂及其用于油田高含水层调剖堵水的方法技术

本发明专利技术涉及一种延缓胶体泡沫的堵剂及其用于油田高含水层调剖堵水的方法。该堵剂由起泡剂体系溶液和气体两大部分组成；其中，起泡剂体系溶液是由起泡剂0.05～0.30％、水包水乳液聚合物0.4～0.6％、多重乳液交联剂0.2～0.4％均匀分散在水中形成；起泡剂体系溶液与所述气体在地层压力下的体积比为1:1～3。本发明专利技术延缓胶体泡沫的堵剂用于油田高含水层调剖堵水，提高采收率；本发明专利技术还提供一种油田高含水层进行调剖堵水的方法。本发明专利技术的堵剂具有溶解速度快、易配制、初始粘度低可满足在线注入等优点，提高了现场操作性，节约施工时间和投入成本。

【技术实现步骤摘要】
一种延缓胶体泡沫的堵剂及其用于油田高含水层调剖堵水的方法
本专利技术涉及一种延缓胶体泡沫体系的堵剂及其制备与注入方法，尤其是针对高含水油田实现深部封堵、改善注水开发、提高采收率，属于油田化学

技术介绍
我国大多数油田进入高含水或特高含水注水开发阶段，油藏深部的非均质矛盾加剧，边/底水侵入严重，尤以(厚油层、水平井开采油藏、裂缝大孔道油藏等)更为突出。注入水波及效率降低，底水脊进/锥进，导致油井产能下降，严重影响水驱开发效果，因此控水稳油、改善水驱技术面临极大的挑战。为了提高油井产量，需要封堵高含水层，改善水驱开发效果，提高采收率。常规的调剖堵水技术如机械卡封高含水层、化学堵水等，由于人为放弃了高含水层段的剩余地质储量和封堵半径小、封堵的深度不够，封堵措施递减快，不能充分发挥油层的层内潜力，使油田水驱采收率的提高受到很大影响。目前聚合物冻胶由于使用浓度低、成本低、工艺简单、易于控制、效果明显等优点，是国内外使用最广泛的选择性堵剂。同时近年来，泡沫特别为人们所重视，可选择性地封堵高渗通道，具有油水选择性，防止注入水的指进、底水的锥进/脊进，但是泡沫半衰期短，难以形成有效封堵。为了更好地解决调剖堵水和提高采收率的问题，胶体泡沫是在起泡剂中加入胶体作为稳泡剂而形成的，胶体泡沫不仅具有选择性封堵性能，而且胶体稳定的泡沫液膜有很好的稳定性。因此，胶体泡沫选择性封堵技术具有广阔的应用前景。但是常规胶体泡沫又面临着成胶时间短，初始粘度上升快，受泵、地层多孔介质的剪切作用，影响后续工作液的注入，并且易受温度、稀释、吸附等地下不利因素的影响，影响深部封堵的效果。CN101798500A公布了一种具有双重堵水作用的堵水剂，起泡剂为阴离子表面活性剂十二烷基硫酸钠，占堵水剂总量的质量分数为0.05～0.30％；稳泡剂为水溶性聚丙烯酰胺，其相对分子质量11.6×106，水解度24.0％，占堵水剂总量的质量分数为0.02～0.40％；交联剂为铬交联剂，由Na2Cr2O7和Na2SO3组成，在堵水剂总量中Na2Cr2O7的质量分数为0.09～0.12％，Na2SO3的质量分数为0.16～0.22％；气体为氮气；余量为水。CN102516974A公布了一种适用于油田深度调剖的泡沫调剖剂，所提供的该泡沫调剖剂由聚合物交联溶液和气体组成，在地层压力下，所述气体与聚合物交联溶液的体积比为0.2∶1～1∶1；以重量百分比计，该泡沫调剖剂的聚合物交联溶液具有以下成分组成：甜菜碱型表面活性剂0.3～1.2wt％，聚合物(聚丙烯酰胺或瓜尔胶)0.01～0.8wt％，交联剂(有机铬或有机铝)0.001～0.2wt％，稳定剂硫脲0.001～0.1wt％，无机盐0.05～1.5wt％，余量水。上述两个专利文件公布的泡沫调剖剂或堵水剂中的聚合物和交联剂都是以水溶液形式存在，当两者在水溶液接触后立即发生化学反应缓慢形成冻胶，因此体系初始粘度(≥81mPa·s)较大，不仅影响其注入性，而且影响泡沫的生成及其长期稳定性。CN102604606A提供一种二次交联化学法冻胶泡沫堵调液，各组分质量百分比为：水解聚丙烯酰胺0.1～0.35％，非离子聚丙烯酰胺0.1～0.25％；双酚树脂交联剂0.2～1.2％；乳酸铬交联剂0.002～0.006％；亚硝酸钠0.2～1.1％；氯化铵0.3～0.8％；草酸0.01～0.05％；钠基膨润土0.2～0.4％；其余为水。注入地层中，经过两次交联过程形成高强度泡沫冻胶，能避免注入过程中地层水对其造成的稀释。综上，在现有调剖堵水剂技术中聚丙烯酰胺和有机铬经常被使用，但是现有技术采用聚丙烯酰胺和有机铬的都是将聚丙烯酰胺和有机铬直接加入水中制成聚合物交联溶液，两者在水中会立即反应，使得体系初始粘度较大而不利于现场应用。
技术实现思路
针对现有技术不足，本专利技术提供一种延缓胶体泡沫的堵剂，该堵剂初始粘度低便于注入，且能延缓交联反应实现深部封堵。本专利技术还提供所述延缓胶体泡沫堵剂的制备方法及应用。本专利技术还提供利用该堵剂对油田高含水层进行调剖堵水的方法。专利技术概述：本专利技术的堵剂采用水包水乳液聚合物和多重乳液交联剂延缓反应，避免胶体泡沫在近井地带的粘度急剧上升、形成堵塞，实现深度注入深部封堵。专利技术详述：本专利技术的技术方案如下：一种延缓胶体泡沫的堵剂，由起泡剂体系溶液和气体两大部分组成；其中，以质量百分比计，起泡剂体系溶液是由起泡剂0.05～0.30％、水包水乳液聚合物0.4～0.6％、多重乳液交联剂0.2～0.4％均匀分散在水中形成；起泡剂体系溶液的各组分质量比之和为百分之百；所述起泡剂为月桂酰二乙醇胺(简称Ninol)，十二烷基硫酸钠，十二烷基苯磺酸钠或十二烷基硫酸铵；优选起泡剂为月桂酰二乙醇胺；所述水包水乳液聚合物是以聚丙烯酰胺(PAM)水溶性聚合物溶液为内相，以聚乙二醇稳定的无机盐水溶液为连续相，形成连续相包裹着内相的、且两相不互溶的乳液水分散体系；其中，所述聚丙烯酰胺含量为20～35wt％，聚丙烯酰胺分子量为600～800万，水解度1～3％；所述多重乳液交联剂是以乳酸铬溶液为内水相，以白油为油相，以山梨醇脂肪酸酯为W1/O乳化剂，以聚氧乙烯山梨醇酐单油酸脂为O/W2乳化剂，而形成的W1/O/W2型乳液交联剂；其中，交联有效成分为乳酸铬Cr(CH3OHCHCOO)3，乳酸铬质量分数为50～60％。根据本专利技术优选的，所述起泡剂体系溶液与所述气体在地层压力下的体积比为1:1～3。进一步优选1:1～1.5。根据本专利技术优选的，所述气体为氮气、二氧化碳或天然气；进一步优选的所述气体为氮气，起泡剂体系溶液与氮气的体积比为1:1～1.5。根据本专利技术优选的，所述稳定剂聚乙二醇(简称PEG)为低分子量水溶性聚合物，分子量为8000～10000，分子量过小聚合产物易形成凝胶，分子量过大形成的乳液稳定性较差，易发生分层现象。进一步优选的所述稳定剂聚乙二醇分子量为1万。根据本专利技术优选的，所述起泡剂体系溶液质量百分比组成如下：A.所述起泡剂体系溶液是0.40％水包水乳液聚合物+0.40％多重乳液交联剂+0.10％Ninol+99.1％H2O，用于远井起泡剂体系溶液。B.所述起泡剂体系溶液是0.50％水包水乳液聚合物+0.45％多重乳液交联剂+0.15％Ninol+98.9％H2O，用于过渡地带起泡剂体系溶液。C.所述起泡剂体系溶液是0.60％水包水乳液聚合物+0.50％多重乳液交联剂+0.20％Ninol+98.7％H2O，用于近井起泡剂体系溶液。本专利技术上述组分中的百分数均为质量百分数。根据本专利技术优选的，所述水包水乳液聚合物是采用下述方法制得：将丙烯酰胺单体AM在含聚乙二醇稳定剂的无机盐水溶液中进行分散聚合反应，聚合生成的PAM聚合物盐析沉淀到聚乙二醇稳定剂的盐溶液中，形成水包水乳液聚合物。丙烯酰胺单体AM聚合是在反应釜中进行，设置反应温度为40℃，将聚乙二醇稳定剂搅拌均匀分散于无机盐水溶液中，无机盐水溶液的浓度为5wt％，其中，聚乙二醇稳定剂的含量1wt％；采用氧化/还原体系引发剂过硫酸钠和亚硫酸氢钠，然后加入丙烯酰胺单体AM，搅拌均匀；丙烯酰胺单体AM聚合生成的PAM聚合物，随着反应的进行，PAM链不断加长，当达到临界链长时，PAM不断盐析沉淀到低分子量水本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种延缓胶体泡沫的堵剂，由起泡剂体系溶液和气体两大部分组成；其中，以质量百分比计，起泡剂体系溶液是由起泡剂0.05～0.30％、水包水乳液聚合物0.4～0.6％、多重乳液交联剂0.2～0.4％均匀分散在水中形成；起泡剂体系溶液的各组分质量比之和为百分之百；所述起泡剂为月桂酰二乙醇胺(简称Ninol)，十二烷基硫酸钠，十二烷基苯磺酸钠或十二烷基硫酸铵；优选起泡剂为月桂酰二乙醇胺；所述水包水乳液聚合物是以聚丙烯酰胺(PAM)聚合物溶液为内相，以聚乙二醇稳定的无机盐水溶液为连续相，形成连续相包裹着内相的、且两相不互溶的乳液水分散体系；其中，所述聚丙烯酰胺含量为20～35wt％，聚丙烯酰胺分子量为600～800万，水解度1～3％；所述多重乳液交联剂是以乳酸铬溶液为内水相，以白油为油相，以山梨醇脂肪酸酯为W1/O乳化剂，以聚氧乙烯山梨醇酐单油酸脂为O/W2乳化剂，而形成的W1/O/W2型乳液交联剂；其中，交联有效成分为乳酸铬Cr(CH3OHCHCOO)3，乳酸铬质量分数为50～60％。

【技术特征摘要】
1.一种延缓胶体泡沫的堵剂，由起泡剂体系溶液和气体两大部分组成；其中，以质量百分比计，起泡剂体系溶液是由起泡剂0.05~0.30%、水包水乳液聚合物0.4~0.6%、多重乳液交联剂0.2~0.4%均匀分散在水中形成；起泡剂体系溶液的各组分质量比之和为百分之百；所述起泡剂为月桂酰二乙醇胺(简称Ninol)，十二烷基硫酸钠，十二烷基苯磺酸钠或十二烷基硫酸铵；所述水包水乳液聚合物是以聚丙烯酰胺（PAM）聚合物溶液为内相，以聚乙二醇稳定的无机盐水溶液为连续相，形成连续相包裹着内相的、且两相不互溶的乳液水分散体系；其中，所述聚丙烯酰胺含量为20~35wt%，聚丙烯酰胺分子量为600~800万，水解度1~3%；所述多重乳液交联剂是以乳酸铬溶液为内水相，以白油为油相，以山梨醇脂肪酸酯为W1/O乳化剂，以聚氧乙烯山梨醇酐单油酸脂为O/W2乳化剂，而形成的W1/O/W2型乳液交联剂；其中，交联有效成分为乳酸铬Cr(CH3OHCHCOO)3，乳酸铬质量分数为50~60%。2.根据权利要求1所述的延缓胶体泡沫的堵剂，其特征在于所述起泡剂体系溶液与所述气体在地层压力下的体积比为1:1~3。3.根据权利要求1所述的延缓胶体泡沫的堵剂，其特征在于所述气体为氮气、二氧化碳或天然气。4.根据权利要求1所述的延缓胶体泡沫的堵剂，其特征在于，所述稳定剂聚乙二醇为低分子量水溶性聚合物，分子量为8000~10000。5.根据权利要求1所述的延缓胶体泡沫的堵剂，其特征在于，所述起泡剂体系溶液质量百分组成是下列之一：A.所述起泡剂体系溶液是0.40%水包水乳液聚合物+0.40%多重乳液交联剂+0.10%Ninol+99.1%H2O，用于远井起泡剂体系溶液；B.所述起泡剂体系溶液是0.50%水包水乳液聚合物+0.45%多重乳液交联剂+0.15%Ninol+98.9%H2O，用于过渡地带起泡剂体系溶液；C.所述起泡剂体系溶液是0.60%水包水乳液聚合物+0.50%多重乳液交联剂+0.20%Ninol+98.7%H2O，用于近井起泡剂体系溶液。6.权利要求1-5任一项所述延缓胶体泡沫的堵剂的制备方法，包括步骤如下：①按配比，在水中依次加入水包水乳液聚合物和多重乳液交联剂，搅拌2~3min，分散均匀；再按配比加入起泡剂，搅拌2~3min，分散均匀即制得起泡剂体系溶液；②然后，将起泡剂体系溶液...

【专利技术属性】
技术研发人员：由庆，戴彩丽，王雷，吴文明，张建军，何龙，赵明伟，赵福麟，李亮，方吉超，赵健慧，赵光，杨帅，范洪富，巫光胜，郭娜，马淑芬，伍亚军，崔亚，马剡，李淑杰，路以文，
申请(专利权)人：中国地质大学，
类型：发明
国别省市：北京;11