一种油田注水井用调剖剂及其制备方法技术

本发明专利技术属于油田调剖领域，具体涉及一种油田注水井用调剖剂及其制备方法。该调剖剂包括三维网状聚合物主体和通过氢键结合在所述三维网状聚合物主体上的酚类物质和醛类物质；三维网状聚合物主体的主链至少含有丙烯酰胺结构单元、共聚结构单元；主链之间通过如下交联结构单元形成三维网状结构；应用时，三维网状聚合物主体的碳酸酯键水解断裂，生成聚合物；酚类物质和醛类物质作为交联剂，与聚合物发生交联反应，生成用于调剖的交联聚合物。该调剖剂在注入过程中及刚进入地层时为凝胶颗粒调剖剂，具有高强度，可封堵高吸水层，减小后续调剖剂推进速度；当调剖剂向地层深部推进时，生成交联聚合物调剖剂，封堵地层深部，起深部调剖作用。剖作用。

【技术实现步骤摘要】
一种油田注水井用调剖剂及其制备方法


[0001]本专利技术属于油田调剖领域，具体涉及一种油田注水井用调剖剂及其制备方法。

技术介绍

[0002]注水开发油田，由于储层非均质性，注入水沿高吸水层突进，形成窜流。注入水窜流一方面使对应油井含水上升；另一方面注入水无效循环,波及体积下降，导致水驱采收率低。注水井调剖技术是解决上述油田开发问题的主要手段，原理是注入调剖剂注水井吸水剖面进行调整，减小高吸水层吸水量，提高其它层吸水量。随着调剖轮次增加，要求调剖深度增加。目前应用最广泛的调剖剂是凝胶颗粒和交联聚合物。
[0003]凝胶颗粒调剖剂和交联聚合物调剖剂在深部调剖应用时均存在一定缺陷。凝胶颗粒调剖剂呈颗粒状，强度高，可吸水膨胀，在高吸水层物理堆积形成堵塞，减小高吸水层吸水量。缺陷是颗粒吸水膨胀后变脆，当向地层深部推进过程中，易剪切破碎，粒径变小，致使无法形成堆积，小颗粒沿注入水从油井采出，起不到深部调剖作用。
[0004]交联聚合物调剖剂是在地面上把交联剂与聚合物溶于注入水中，形成溶液，再注入地层。由于呈溶液状态，可进入地层深部。注入完成后，在地层温度条件下，发生化学反应，形成三维网状凝胶结构，堵塞高吸水层，起深部调剖作用。缺陷是由于高吸水层孔道大，溶液驻留性差，沿高吸水层推进速度快，不能形成凝胶或形成的强凝胶强度低，不能对高吸水层形成堵塞，导致后续注入的调剖剂沿吸水层在油井产出，起不到深部调剖作用。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是提供一种油田注水井用调剖剂，解决现有凝胶颗粒调剖剂强度高但易剪切破碎，无法深部调剖而交联聚合物驻留性差，深部调剖不成胶或成胶后强度低的问题。
[0006]本专利技术的第二个目的是提供上述油田注水井用调剖剂的制备方法。
[0007]为了实现上述目的，本专利技术的油田注水井用调剖剂的技术方案是：
[0008]一种油田注水井用调剖剂，所述调剖剂在室温下为固体，包括三维网状聚合物主体和通过氢键结合在所述三维网状聚合物主体上的酚类物质和醛类物质；
[0009]所述三维网状聚合物主体的主链至少含有丙烯酰胺结构单元：或者还含有如下共聚结构单元中的至少一种：
[0010][0011]主链之间通过如下交联结构单元形成三维网状结构：
[0012][0013]其中代表连接在主链中；
[0014]应用时，所述三维网状聚合物主体在≥75℃的条件下，碳酸酯键水解断裂，生成聚合物；所述酚类物质和醛类物质作为交联剂，与聚合物发生交联反应，生成用于调剖的交联聚合物。
[0015]本专利技术的油田注水井用调剖剂，注入过程中及刚进入地层时为凝胶颗粒调剖剂，具有高强度，可封堵高吸水层，减小后续调剖剂推进速度；当调剖剂向地层深部推进时，一方面由于地层温度(≥75℃)作用，调剖剂中碳酸酯键
‑
O
‑
CO
‑
O水解断裂，生成聚合物溶于注入水中；另一方面调剖剂中通过氢键与调剖剂相连的地下交联剂(醛类物质和酚类物质)也溶于注入水中。两者在地层温度条件(≥75℃)下发生化学交联反应，生成交联聚合物调剖剂，封堵地层深部，起深部调剖作用。通过选择主链的结构单元、醛类及酚类物质，可适用于75℃～180℃油藏水井深部调剖。
[0016]优选地，所述酚类物质为苯酚、间苯二酚、对苯二酚、多羟基间苯二酚中的一种或两种以上组合。
[0017]优选地，所述醛类物质为六次亚甲基四胺、甲醛、三聚甲醛中的一种或两种以上组合。
[0018]优选地，所述三维网状聚合物主体的主链含有所述丙烯酰胺结构单元和所述共聚结构单元，所述共聚结构单元含有结构单元，所述共聚结构单元含有中的至少一种。
[0019]本专利技术的油田注水井用调剖剂的制备方法的技术方案是：
[0020]上述油田注水井用调剖剂的制备方法，包括以下步骤：按重量份计，将3.0
‑
4.8份酚类物质、3.2
‑
4.5份醛类物质、28～32份单体、0.15～0.3份交联剂、溶剂和引发剂混合，在
30℃～50℃、隔绝空气条件下进行聚合反应；
[0021]所得聚合产物经过切块、粉碎，得到固体颗粒；
[0022]所述单体选自丙烯酰胺、丙烯酸钠、2
‑
丙烯酰胺基
‑2‑
甲基丙磺酸钠、2
‑
丙烯酰胺基烷基磺酸钠；所述2
‑
丙烯酰胺基烷基磺酸钠选自2
‑
丙烯酰胺基十四烷磺酸钠、2
‑
丙烯酰胺基十二烷磺酸钠、2
‑
丙烯酰胺基十六烷磺酸钠；
[0023]所述交联剂选自烯丙基二甘醇碳酸酯。
[0024]所述酚类物质为苯酚、间苯二酚、对苯二酚、多羟基间苯二酚中的一种或两种以上组合。
[0025]所述醛类物质为六次亚甲基四胺、甲醛、三聚甲醛中的一种或两种以上组合。
[0026]本专利技术的油田注水井用调剖剂的制备方法，所使用的原料均为工业化原料，原料来源广成本低，适合大规模生产。
[0027]优选地，所述调剖剂的成胶温度为75～180℃。以下示例性说明不同成胶温度的调剖剂。
[0028]优选地，所述醛类物质选自三聚甲醛；所述单体选自丙烯酰胺、2
‑
丙烯酰胺基
‑2‑
甲基丙磺酸钠和2
‑
丙烯酰胺基烷基磺酸钠，三种单体的质量比为：(18～20):(13～16):(5～8)。通过以上原料选择，可获得成胶温度≥110℃，耐温达到180～190℃的调剖剂。
[0029]所述醛类物质选自六次亚甲基四胺，所述酚类物质选自多羟基间苯二酚；所述单体选自丙烯酰胺和2
‑
丙烯酰胺基
‑2‑
甲基丙磺酸钠，二种单体的质量比为24：(14～18)。通过该原料选择，可获得成胶温度≥95℃，耐温达到120℃的调剖剂。
[0030]所述醛类物质选自甲醛，所述酚类物质选自苯酚；所述单体选自丙烯酰胺。通过该原料选择，可获得在75℃条件下即可成胶，但耐温＜95℃的调剖剂。
[0031]优选地，所述混合包括：酚类物质、醛类物质、单体溶于水，制成含单体溶液；交联剂溶于互溶剂，制成交联剂溶液；将所述含单体溶液、所述交联剂溶液、所述引发剂进行搅拌混合；所述含单体溶液中单体的质量分数为35～45％，所述交联剂溶液的质量浓度为2～5％。更优选地，所述含单体溶液中单体的质量分数为40％，所述交联剂溶液的质量浓度为3％。
[0032]优选地，所述互溶剂为乙二醇、丙三醇、丙酮中的一种或两种以上组合。
[0033]优选地，所述引发剂为过硫酸铵/亚硫酸氢钠体系、过硫酸铵/亚硫酸钠体系中的一种，所述引发剂与单体的质量比为(28～32):(0.04～0.08)。
[0034]优选地，所述聚合反应的时间为12～24h。
具体实施方式
[0035]本专利技术针对现有凝胶颗粒调剖剂强度高但易剪切破碎本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种油田注水井用调剖剂，其特征在于，所述调剖剂在室温下为固体，包括三维网状聚合物主体和通过氢键结合在所述三维网状聚合物主体上的酚类物质和醛类物质；所述三维网状聚合物主体的主链至少含有丙烯酰胺结构单元：或者还含有如下共聚结构单元中的至少一种：主链之间通过如下交联结构单元形成三维网状结构：其中代表连接在主链中；应用时，所述三维网状聚合物主体在≥75℃的条件下，碳酸酯键水解断裂，生成聚合物；所述酚类物质和醛类物质作为交联剂，与聚合物发生交联反应，生成用于调剖的交联聚合物。2.如权利要求1所述的油田注水井用调剖剂，其特征在于，所述酚类物质为苯酚、间苯二酚、对苯二酚、多羟基间苯二酚中的一种或两种以上组合。3.如权利要求1所述的油田注水井用调剖剂，其特征在于，所述醛类物质为六次亚甲基四胺、甲醛、三聚甲醛中的一种或两种以上组合。4.如权利要求1～3中任一项所述的油田注水井用调剖剂，其特征在于，所述三维网状聚合物主体的主链含有所述丙烯酰胺结构单元和所述共聚结构单元，所述共聚结构单元含有有中的至少一种。5.一种如权利要求1所述的油田注水井用调剖剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：按重量份计，将3.0
‑
4.8份酚类物质、3.2
‑
4.5份醛类物质、28～32份单体、0.15～0.3份交联剂、溶剂和引发剂混合，在30～50℃、隔绝空气条件下进行聚合反应；所得聚合产物经过切块、粉碎，得到固体颗粒；
所述单体...

【专利技术属性】
技术研发人员：马香丽，曹敏，薛永新，张俊瑾，张永军，王建勇，刘明霞，黄鹂，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司中原油田分公司石油工程技术研究院，
类型：发明
国别省市：