适用于高温油藏的响应性凝胶暂堵剂及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开一种适用于高温油藏的响应性凝胶暂堵剂及其制备方法和应用。该制备方法包括以下步骤：将醛类交联剂溶解至含无机碱的第一有机溶剂中，得到第一混合液；将金属盐和高分子有机胺溶解至第二有机溶剂中，得到第二混合液；将第一混合液和第二混合液混合均匀，得到响应性凝胶暂堵剂。本发明专利技术制备的适用于高温油藏的响应性凝胶暂堵剂，具有制备简单、原料廉价、环境友好等显著优势；该材料在储层温度下能够自动成胶，且耐温性能优异，利用酸化或酸压等工艺中的酸液破胶，可有效简化破胶工艺，解堵率高，同时酸液将凝胶分解为具有表面活性的两亲性产物能进一步强化采油。活性的两亲性产物能进一步强化采油。活性的两亲性产物能进一步强化采油。

【技术实现步骤摘要】
适用于高温油藏的响应性凝胶暂堵剂及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及油气田应用化学
，尤其是涉及一种适用于高温油藏的响应性凝胶暂堵剂及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]根据2015年全国油气资源动态评价结果，全国深层、超深层油气资源量达671亿吨油气当量，占油气资源总量的34％。深层油气资源的勘探开发受到广泛关注，全球深层油气的新增储量呈明显增长趋势。以塔里木盆地为例，埋深在6,000至10,000米的油气资源占总量的73％，开发潜力巨大。因此，勘探开发深层油气资源，对新老油气田扩大储量、稳定产量有着非常重要的意义。我国在深层、超深层油气资源勘探开发研究方面取得了多项进展，但由于其埋藏深、超高温、超高压的特点，此类资源的高效勘探和效益开发面临诸多挑战。
[0003]多分支井技术是在常规水平井和分支井的基础上发展起来的一项新型钻井技术。此技术能从一个主井眼底部中钻出两个或多个以上的分支井眼(二级井眼)，再从二级井眼中钻出三级井眼，通过不断分出的次级井眼，提高井道的利用率，得到更大的泄油面积和泄油能力，降低油气的开发成本，是21世纪油气田开发的主体工艺技术之一。暂堵剂是多分支水平井开发工程中重要的材料，在开发同级井眼时，需要将先钻开的井道封堵，再转向钻井开发同级另一井眼，待同级井眼全部竣工后再将井眼全部解堵，连通至上级井道。暂堵剂能有效阻止钻井液向非施工井道漏失，减少钻井成本，同时能有效保护储层不被污染。
[0004]目前常用暂堵剂主要包括纤维类、固体颗粒类和凝胶类等。根据其封堵前后是否发生化学变化可分为预制型(纤维类、固体颗粒类和预制凝胶类)和原位型(原位凝胶类)暂堵剂。预制型暂堵剂主要为固体，具有封堵强度高和耐温性好等优点。作业时，堵剂粒径需满足“1/2～2/3原则”，不断实时筛选材料粒径来配伍裂缝会严重降低工作效率，且固体与井壁之间的高摩擦需要较高的泵注压力会增加安全隐患。原位型凝胶暂堵剂呈液态，与井壁摩擦小且易泵注。进入地层后，暂堵剂在压差及渗透作用下深入井道和裂缝，达到交联温度后，成胶并将其封堵。因此，和预制型相比原位型凝胶暂堵剂具有优异的地层适应性和配伍性。通常原位型凝胶暂堵剂主要有自降解和注入破胶剂两种破胶方式。自降解破胶的降解时间和解堵效率受温度影响较大且难以调控，并且解堵不完全时易造成储层污染。破胶剂破胶存在工艺较为复杂、使用成本较高等缺点。引入响应性基团赋予原位凝胶型暂堵剂优异的响应性，使得凝胶可随环境(pH、温度及溶液溶解性质等)发生相变并响应破胶，通过与酸压改造、生产采油和水力压裂等增产措施相结合，无需注入破胶剂即可达到可控解堵的目的。
[0005]抗高温有机暂堵剂的研发是高温(>120℃)油气资源高效开发的关键技术之一，但目前适用于高温油气藏的抗高温原位凝胶暂堵剂的研究报道还很少。李丹等人采用高温铬交联剂G交联聚丙烯酰胺(分子量为1200万，水解度小于5％)，制备了一种抗高温(120℃)的暂堵剂。在最佳适用条件下具有耐盐性能好、成胶强度高和稳定时间可调等优点，对不同渗透率的岩心封堵率达92.75％，但解堵率仅为83.19％，超过120℃使用温度后堵剂易分解，
难以在高温油藏的应用(应用化工，2011，40(12))。熊颖等人采用将无机盐交联剂与多羟基配位体进行络合得到一种可缓释的交联剂，将其与复合改性植物胶交联后可耐120℃高温的暂堵剂，其成胶后黏度可达30000mPa
·
s，经酸液解堵后粘度低至5mPa
·
s可顺利返排，虽然原料绿色环保但成本仍较高(石油与天然气化工，2018，47(06))。郭锦棠等人以丙烯酰胺(AM)、丙烯酸(AA)、耐温单体2
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丙烯酰胺
‑2‑
甲基丙磺酸(AMPS)为主要原料，N,N
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亚甲基双丙烯酰胺(BIS)为交联剂，加入高温引发剂过氧化二异丙苯后可在地层温度下响应成胶封堵。该暂堵剂中含有
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SO3‑
基团，
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SO3‑
基团中3个氧原子都为强负电性，且与π键共用一个负电荷，使
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SO3‑
基团很稳定，不易受到外界阳离子的影响，故引入
‑
SO3‑
基团可以提高该暂堵剂的耐盐性能。但受引发剂稳定性影响，最高引发温度(即成胶温度)为125℃，虽然成本略有降低，但仍然无法推广高温地层使用(天津大学学报(自然科学与工程技术版)，2019，52(01))。刘伟等人以氨羰基化反应为基础，采用聚乙烯亚胺交联AMPS改性聚丙烯酰胺，制备出可耐140℃高温的原位凝胶类暂堵剂。该暂堵剂封堵强度达9MPa，解堵率为90.00％，并在在长庆某井暂堵成功(钻井液与完井液，2019，36(06))。同时专利CN105018050A、CN1047686A、CN104710967A所报道的有机暂堵剂及体系普遍存在抗温能力偏低(<140℃)或降解不彻底(解堵率<90.00％)等缺点。此类工作中暂堵剂大多利用铬离子、PEI及BIS等交联剂交联聚丙烯酰胺而制备，但因交联剂对环境有害或生产成本高，以及破胶产物通常不具备表界面活性而返排困难等因素导致使用范围受限。此外，复杂的制备工艺和繁琐的施工方式，导致产品的质量控制和现场应用均较为困难，有碍高温油藏的效益开发。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于克服上述技术不足，提出一种适用于高温油藏的响应性凝胶暂堵剂及其制备方法和应用，解决现有技术中凝胶类暂堵剂耐高温性能差、解堵率低、制备方法复杂的技术问题。
[0007]第一方面，本专利技术提供一种适用于高温油藏的响应性凝胶暂堵剂的制备方法，包括以下步骤：
[0008]将醛类交联剂溶解至含无机碱的第一有机溶剂中，得到第一混合液；
[0009]将金属盐和高分子有机胺溶解至第二有机溶剂中，得到第二混合液；
[0010]将第一混合液和第二混合液混合均匀，得到响应性凝胶暂堵剂。
[0011]第二方面，本专利技术提供一种适用于高温油藏的响应性凝胶暂堵剂，该适用于高温油藏的响应性凝胶暂堵剂通过本专利技术第一方面提供的适用于高温油藏的响应性凝胶暂堵剂的制备方法得到。
[0012]第三方面，本专利技术提供一种适用于高温油藏的响应性凝胶暂堵剂的应用，该适用于高温油藏的响应性凝胶暂堵剂作为原位型暂堵剂应用于油气田钻井和采油过程。
[0013]与现有技术相比，本专利技术的有益效果包括：
[0014]本专利技术制备的适用于高温油藏(120～160℃)的响应性凝胶暂堵剂，其具有制备简单、原料廉价、环境友好等显著优势；该材料在储层温度下能够自动成胶，且耐温性能优异，酸液会引起上述凝胶响应性破胶，利用酸化或酸压等工艺中的酸液破胶，可有效简化破胶工艺，解堵率高，同时酸液将凝胶分解为具有表面活性的两亲性产物能进一步强化采油。
附图说明
[0015]图1为本专利技术实施例1所制备的适用于高温油藏的响应性凝胶暂堵剂不同处理阶段的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种适用于高温油藏的响应性凝胶暂堵剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将醛类交联剂溶解至含无机碱的第一有机溶剂中，得到第一混合液；将金属盐和高分子有机胺溶解至第二有机溶剂中，得到第二混合液；将所述第一混合液和所述第二混合液混合均匀，得到响应性凝胶暂堵剂。2.根据权利要求1所述适用于高温油藏的响应性凝胶暂堵剂的制备方法，其特征在于，所述醛类交联剂包括甲醛、多聚甲醛、苯甲醛、乌洛托品中的至少一种；所述第一有机溶剂为甲醇。3.根据权利要求1所述适用于高温油藏的响应性凝胶暂堵剂的制备方法，其特征在于，所述含无机碱的第一有机溶剂溶液中，无机碱的浓度为0.01～5wt％，所述醛类交联剂与含无机碱的第一有机溶剂的质量比为1:1～10。4.根据权利要求1所述适用于高温油藏的响应性凝胶暂堵剂的制备方法，其特征在于，所述高分子有机胺包括聚醚二胺、聚乙烯亚胺、壳聚糖中的至少一种；所述金属盐中的阳离子需至少一种为具有配位能力的过渡态金属离子；所述第二有机溶剂为乙二醇苯醚、N,N
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二甲基甲酰胺、二甲基亚砜、N
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甲基吡咯烷酮中的至少一种。5.根据权利要求4所述适用于高温油藏的响应性凝胶暂堵剂的制备方法，其特征在于，所述聚醚二胺为聚醚胺ED
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600、聚醚胺ED
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900、聚醚胺E...

【专利技术属性】
技术研发人员：赖璐，王刚，王仕伟，刘凌风，
申请(专利权)人：长江大学，
类型：发明
国别省市：