一种用于井筒的耐高温高盐的化学桥塞组合物及其凝胶、制备方法和应用技术

本发明专利技术“一种用于井筒的耐高温高盐的化学桥塞组合物及其凝胶、制备方法和应用”，属于油气田开发技术领域。所述化学桥塞组合物包括：丙烯酰胺及改性单体、有机交联剂、聚丙烯酰胺、引发剂；所述改性单体选自2

【技术实现步骤摘要】
一种用于井筒的耐高温高盐的化学桥塞组合物及其凝胶、制备方法和应用


[0001]本专利技术属于油气田开发
，具体涉及一种用于井筒的耐高温高盐的化学桥塞组合物及其凝胶、制备方法和应用。

技术介绍

[0002]随着油田的开采，由于固井、采油、井身结构及套管腐蚀等因素的影响，部分油井、水井在套管自由段和封固段出现穿孔、变形、破损等现象，造成非目的油层漏失、出水的问题，严重影响油水井的正常生产。目前，封堵的方法包括机械封堵及化学封堵。机械封堵是使用封隔器进行封堵，封隔器有效期短，耐高温高压性能不足，适用位置受限，而且水会绕过封隔器重新进入油井，不能满足施工需求。常见的化学凝胶封堵剂包括水泥封堵、树脂型暂堵化学桥塞、凝胶冻胶型暂堵化学桥塞等。水泥堵剂的封堵后强度大，但是存在密度大，无法有效封堵漏失量大的井。树脂型暂堵化学桥塞注入性差易出现滑脱现象且成胶时间短风险性高。而现有的凝胶冻胶型暂堵化学桥塞耐温抗盐以及耐冲刷性能较差，封堵效果差。
[0003]塔河油田属于缝洞型油藏，缝洞发育，非均质性强，油藏条件苛刻，常规药剂体系适应性差。主体区温度(130℃)，地层水矿化度高(22
×
104mg/L)、钙镁离子浓度为1.0
×
104mg/L。
[0004]综上所述，研发一种适用位置不受限，耐高温(130℃)、高矿化度(22
×
104mg/L)，抗盐水冲刷，易解封，价格低廉的化学桥塞成为了本领域亟待解决的问题。

技术实现思路

[0005]为了解决本领域现有技术存在的上述问题，本专利技术提供了一种用于井筒的耐高温高盐的化学桥塞凝胶。
[0006]本专利技术的技术方案如下：
[0007]一种用于井筒的耐高温高盐的化学桥塞组合物，其特征在于，包括：丙烯酰胺及改性单体、有机交联剂、聚丙烯酰胺、引发剂；
[0008]所述改性单体选自2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯；优选2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸。
[0009]丙烯酰胺做为本专利技术化学桥塞组合物的主剂之一，其作用是：在引发剂的作用下发生聚合物反应，从而形成聚丙烯酰胺凝胶。部分丙烯酰胺可以与水中的钙镁离子发生反应，从而降低钙镁离子对凝胶成胶效果的影响。
[0010]改性单体：2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)，使用AMPS可以提高本专利技术化学桥塞组合物最终制成的聚合物凝胶产品的耐温耐盐性能。
[0011]有机交联剂：有机交联剂为酚醛树脂型交联剂，主要作用是与聚丙烯酰胺上的酰胺基发生脱水缩合反应，从而交联聚丙烯酰胺形成三维网状结构，宏观上形成凝胶结构。
[0012]聚丙烯酰胺是本专利技术的化学桥塞组合物中对交联反应起决定作用的组分，虽然丙
烯酰胺可在引发剂的作用下发生聚合反应生成聚丙烯酰胺凝胶，但需要在组合物中事先加入少量的聚丙烯酰胺，这部分聚丙烯酰胺可优先与交联剂交联，防止全部交联剂直接与大量丙烯酰胺发生交联从而影响丙烯酰胺的聚合反应生成聚丙烯酰胺，待丙烯酰胺在引发剂作用下发生聚合反应形成聚丙烯酰胺后，再与剩余的交联剂交联，这样产生的凝胶强度高、耐高温、性能优良。
[0013]引发剂的主要作用是引发丙烯酰胺和AMPS单体聚合，聚合后可以形成聚丙烯酰胺。
[0014]所述丙烯酰胺及改性单体、有机交联剂、聚丙烯酰胺、引发剂的质量配比为15-25∶0.4-0.8∶0.2-0.4∶0.06；
[0015]优选地，所述丙烯酰胺及改性单体指丙烯酰胺和改性单体的固体混合物。
[0016]所述丙烯酰胺和改性单体的质量配比为8-10∶1，优选9∶1。
[0017]经过实验筛选确定，采用上述配比制得的最终桥塞产品的耐温耐盐性能最佳。AMPS比例过高，将导致体系不易聚合，强度无法达到要求，比例过低，体系耐温耐盐性能差，高温后易降解融化。
[0018]所述有机交联剂选自由酚醛树脂、磺化酚醛树脂、N,N-亚甲基双丙烯酰胺组成的组。
[0019]优选地，所述聚丙烯酰胺的分子量为600万-700万，水解度为5-10％，固含量为90％；
[0020]聚丙烯酰胺是常见原料，可以商购获得，但不同分子量、不同水解度、不同的固含量对聚丙烯酰胺最终制得的本专利技术的凝胶产品的最终性能有影响，采用上述分子量、水解度和固含量的聚丙烯酰胺做为原料能获得本专利技术的凝胶产品。
[0021]优选地，所述引发剂包括过硫酸盐或偶氮有机化合物。
[0022]一种用于井筒的耐高温高盐的化学桥塞凝胶，其特征在于，包括所述的一种用于井筒的耐高温高盐的化学桥塞组合物和水。
[0023]所述的一种用于井筒的耐高温高盐的化学桥塞凝胶包括：质量百分比15-25％的丙烯酰胺及改性单体，质量百分比0.4-0.8％的有机交联剂、质量百分比0.2-0.4％的聚丙烯酰胺、质量百分比0.06％的引发剂，其余的为水；丙烯酰胺及改性单体、有机交联剂、聚丙烯酰胺、引发剂和水的质量百分比总和为100％。
[0024]所述水可以选择自来水，也可以使用蒸馏水，蒸馏水效果更好，但是不方便现场实际应用，施工现场使用自来水主要是因为自来水相对来说更好获取。
[0025]本专利技术的最大创新为使用了聚丙烯酰胺交联+丙烯酰胺单体聚合双法制备凝胶。常规聚丙烯酰胺交联凝胶强度低，无法达到现场实际生产中需要的高强度。丙烯酰胺单体聚合形成的凝胶，成胶速度快，长时间高温后易降解融化。所以本专利技术采用的双法制备凝胶，具有强度高，成胶时间可控，耐温性能好的优点。
[0026]所述的一种用于井筒的耐高温高盐的化学桥塞凝胶的制备方法，其特征在于，在丙烯酰胺及改性单体的水溶液中加入聚丙烯酰胺、有机交联剂、引发剂所得。
[0027]所述聚丙烯酰胺、有机交联剂、引发剂为依次加入。
[0028]最先加入聚丙烯酰胺可防止聚合物瞬间结块，无法有效溶解在水中的现象发生。
[0029]所述的一种用于井筒的耐高温高盐的化学桥塞组合物，和/或，所述的一种用于井
筒的耐高温高盐的化学桥塞凝胶，和/或，所述的制备方法制得的一种用于井筒的耐高温高盐的化学桥塞凝胶在油气开发方面的应用。
[0030]所述化学桥塞凝胶适用于80℃-140℃的井筒及裸眼段；
[0031]优选地，将所述化学桥塞凝胶注入到井筒中。
[0032]该井筒耐高温化学桥塞凝胶由聚合单体(丙烯酰胺和2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸)和聚合物(聚丙烯酰胺)组成，聚合反应与交联反应同时进行，聚合反应指丙烯酰胺和2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸以及二者之间发生的聚合反应，形成聚丙烯酰胺；交联反应指由聚合反应生成的聚丙烯酰胺以及原先加入的聚丙烯酰胺与有机交联剂之间发生的交联反应；而原先加入的聚丙烯酰胺一开始会与有机交联剂发生交联反应，与此同时丙烯酰胺和和AMPS的聚合反应也在进行。其中，以上所述化学桥塞凝胶的总质量计为100％，所述化学桥塞凝胶的原料包括15-25％的丙烯酰胺及改性单体，单体配比为9:1，0.4-0.本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于井筒的耐高温高盐的化学桥塞组合物，其特征在于，包括：丙烯酰胺及改性单体、有机交联剂、聚丙烯酰胺、引发剂；所述改性单体选自2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯；优选2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸。2.根据权利要求1所述的一种用于井筒的耐高温高盐的化学桥塞组合物，其特征在于，所述丙烯酰胺及改性单体、有机交联剂、聚丙烯酰胺、引发剂的质量配比为15-25∶0.4-0.8∶0.2-0.4∶0.06；优选地，所述丙烯酰胺及改性单体指丙烯酰胺和改性单体的固体混合物。3.根据权利要求1或2所述的一种用于井筒的耐高温高盐的化学桥塞组合物，其特征在于，所述丙烯酰胺和改性单体的质量配比为8-10∶1，优选9∶1。4.根据权利要求1或2所述的一种用于井筒的耐高温高盐的化学桥塞组合物，其特征在于，所述有机交联剂选自由酚醛树脂、磺化酚醛树脂、N,N-亚甲基双丙烯酰胺组成的组；优选地，所述聚丙烯酰胺的分子量为600万-700万，水解度为5-10％，固含量为90％；优选地，所述引发剂包括过硫酸盐或偶氮有机化合物。5.一种用于井筒的耐高温高盐的化学桥塞凝胶，其特征在于，包括权利要求1-4任一所述的一种用于井筒的耐高温高盐...

【专利技术属性】
技术研发人员：甄恩龙，任波，钱真，何龙，杨祖国，何晓庆，王建海，焦保雷，李子甲，杜春晖，胡国亮，秦飞，李春磊，柏森，巫光胜，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司西北油田分公司，
类型：发明
国别省市：