【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种水溶性暂堵剂及其制备方法，属于油田开发。
技术介绍
1、目前，水力压裂技术广泛应用于低渗储层进行储层改造，已成为许多油气田增产挖潜不可或缺技术手段。我国西部许多油气田储层均属于低渗透油藏，面对各种复杂的工况条件，选择性压裂对暂堵剂的性能提出了更高的要求，如要求暂堵剂在储层温度40～50℃条件下具有优良的暂堵功能，而且要求在压裂液注入井筒运移过程中不能具备暂堵功能。即要求暂堵剂具有温控型选择性暂堵功能，在压裂施工前期运移直至到达产层暂堵位置前，暂堵剂吸水性小，便于流动注入输送；到达产层暂堵位置，随着暂堵剂不断进入储层孔喉温控条件逐渐满足实现吸水膨胀暂堵。
2、但是现阶段现场应用的大多数聚合物暂堵剂都存在溶胀速率过快，在未达到储层地带便已失效，不仅不能有效封堵储层孔喉，而且造成堵塞近井地带及压裂施工管道等不利影响，对非作业层的伤害也大，不利于油气井长期开采。因此，需要研制一种良好的暂堵性能和施工性能的新型暂堵剂，以达到暂堵剂能够适应不同环境及温度条件下的使用需求。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种水溶性暂堵剂的制备方法，制得水溶性暂堵剂具有良好的暂堵性能和施工性能。
2、本专利技术还提供了一种采用上述水溶性暂堵剂的制备方法制备的水溶性暂堵剂。
3、为了实现以上目的，本专利技术的水溶性暂堵剂的制备方法所采用的技术方案是：
4、一种水溶性暂堵剂的制备方法，包括以下步骤：在丙烯酰胺、丙烯酸、烯丙基磺酸钠、2-丙烯酰
5、本专利技术的水溶性暂堵剂的制备方法，通过溶液聚合生成胶体产物，造粒得到“中低分子量聚合+纳米热敏材料(纳米sio2)温控+选择性吸水暂堵”中低分子量的低温温控型胶粒状暂堵剂，聚合物暂堵剂具有一定地层温度(40～50℃)实现暂堵和降解，其降解时间可控、降解率高、封堵压力大等特点。采用本专利技术的制备方法制得的水溶性暂堵剂为浅黄绿色或棕色的胶粒状。
6、本专利技术水溶性暂堵剂的制备方法，将丙烯酰胺、丙烯酸、烯丙基磺酸钠、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸和疏水功能单体等基础功能低分子量材料进行溶液聚合，形成中低分子量聚合物；其中采用碳酸氢钠调节溶液丙烯酰胺等成份的水解度，从而使其更好地发挥丙烯酰胺、丙烯酸、烯丙基磺酸钠、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸的反应聚合作用；阻聚剂可以延缓加入碳酸氢钠后升温反应过程中的自聚反应；交联引发剂过硫酸盐的介入丙烯酰胺基团等聚合反应特点是反应速率高，便于降低能耗需求，易于合成加工，制得的水溶性暂堵剂在温控条件下易于降解，且降解后溶液粘度低，便于返排。另外，引发剂亚硫酸氢盐能够促进疏水功能单体参与聚合反应增强中低分子量链刚性，使分子聚合链更为缠结，进而控制溶解时间，并且长链具有一定的变形能力，能够随着注入的压裂液在储层多孔介质中自由移动，深入不同尺寸的孔吼并相互堆积成胶暂堵；同时通过原料中引入的刚性基团-so32-或-coo-能够增加聚合物链内及链间的静电排斥，在一定程度上控制暂堵剂溶解时间。
7、本专利技术水溶性暂堵剂采用纳米热敏材料进行温控。丙烯酰胺、丙烯酸、烯丙基磺酸钠、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、纳米sio2与疏水功能单体在引发剂硫代硫酸盐的作用下于聚合反应过程中生成具有韧性的智能高吸水温敏性空间立体网格型结构，使得聚合暂堵剂吸水性凝胶颗粒不仅兼容了热敏凝胶材料的感温性，而且具有高的承压强度及良好的稳定性。同时，形成的智能高吸水温敏性空间立体网格型结构在温度未达标前便于水溶性暂堵剂大量溶解和稳定输送，并进入储层孔吼。一旦地层环境条件达到温控指标，智能高吸水温敏性空间立体网格型结构的温敏效应使得水溶性暂堵剂中聚合物分子链部分缠结展开，便于形成内部分子间吸水性凝胶结构溶胀吸附于储层裂缝网络。
8、本专利技术水溶性暂堵剂具有选择性吸水暂堵的特点。纳米sio2与疏水功能单体形成高吸水温敏性空间立体网格型结构的温控作用，使得暂堵剂在井内压裂输送过程中具有良好的稳定性，不会大量吸水膨胀，暂堵剂聚集体在进入压裂孔道前，不易解缠结，并且具有良好的亲水性，利于在压裂液中的分散溶解运移输送达到储层工作位置。直到流体温度达标，热敏材料空间立体网格型结构不断伸展、缠结，内部吸水结构暴露出来，开始溶胀吸水膨胀，胶体堆积分子链缠结形成堵点，实现成胶堆积的孔吼暂堵，暂堵率高、强度大，实现暂堵剂的暂堵功能。随着压裂程序趋于结束，聚合物暂堵剂形成的溶胀体系又开始溶解，并最终消失，暂堵通道重新打开，恢复甚至增大储层的导流能力。
9、本专利技术中纳米sio2是指粒径介于1nm～100nm的sio2颗粒。所述sio2的粒径优选为10～40nm。
10、进一步地，所述丙烯酰胺、丙烯酸、烯丙基磺酸钠、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、尿素、碳酸氢钠、疏水功能单体、纳米sio2、交联剂的质量比为4～5.8:5.6～6.1:3～4.2:2～3.5:1.2～3.6:8～11:20～40:10～20:0.02。更进一步地，所述丙烯酰胺、丙烯酸、烯丙基磺酸钠、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、尿素、碳酸氢钠、疏水功能单体、纳米sio2、交联剂的质量比为5:6:3.8:3:3:10:20～40:10～20:0.02。例如疏水功能单体与交联剂的质量之比为25:0.02或30:0.02或35:0.02，纳米sio2与交联剂的质量之比为15:0.02。
11、进一步地，加入疏水功能单体、纳米sio2、交联剂和引发剂进行聚合反应时，控制反应体系所处环境的温度为50～55℃，聚合反应的时间为8h。反应结束后熟化2h，然后采用25℃的循环水冷却。
12、现有技术中在聚合反应中可作为引发剂的过硫酸盐、硫代硫酸盐和亚硫酸氢盐均可以用于本专利技术。进一步地，所述过硫酸盐优选为过硫酸钾，所述亚硫酸氢盐优选为亚硫酸氢钾，所述硫代硫酸盐优选为硫代硫酸钠。
13、进一步地，在丙烯酰胺、丙烯酸、烯丙基磺酸钠、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸和尿素的混合水溶液中加入的阻聚剂为对羟基苯甲醚，阻聚剂与丙烯酰胺的质量比为3～3.6:4～5.8，优选为3.5:5。
14、进一步地，加入疏水功能单体、纳米sio2、交联剂和引发剂进行聚合反应时所采用本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种水溶性暂堵剂的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：在丙烯酰胺、丙烯酸、烯丙基磺酸钠、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸和尿素的混合水溶液中加入阻聚剂、碳酸氢钠后进行反应，然后加入疏水功能单体、纳米SiO2、交联剂和引发剂进行聚合反应，反应结束后固液分离，再将所得固体洗涤后进行干燥处理，然后破碎、造粒；所述丙烯酰胺、丙烯酸、烯丙基磺酸钠、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、尿素、碳酸氢钠、疏水功能单体、纳米SiO2、交联剂的质量比为4～5.8:5.6～6.1:3～4.2:2～3.5:1.2～3.6:8～11:1～50:1～30:0.02；
2.根据权利要求1所述的水溶性暂堵剂的制备方法，其特征在于：所述丙烯酰胺、丙烯酸、烯丙基磺酸钠、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、尿素、碳酸氢钠、疏水功能单体、纳米SiO2、交联剂的质量比为4～5.8:5.6～6.1:3～4.2:2～3.5:1.2～3.6:8～11:20～40:10～20:0.02。
3.根据权利要求1所述的水溶性暂堵剂的制备方法，其特征在于：加入疏水功能单体、纳米SiO2、交联剂和引发剂进行聚合反应时，控制反应
4.根据权利要求1所述的水溶性暂堵剂的制备方法，其特征在于：在丙烯酰胺、丙烯酸、烯丙基磺酸钠、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸和尿素的混合水溶液中加入的阻聚剂为对羟基苯甲醚，阻聚剂与丙烯酰胺的质量比为3～3.6:4～5.8；加入疏水功能单体、纳米SiO2、交联剂和引发剂进行聚合反应时所采用的引发剂中，过硫酸盐、亚硫酸氢盐和硫代硫酸盐的质量比为2:3:3，过硫酸盐与疏水功能单体质量比为2:20～40。
5.根据权利要求1所述的水溶性暂堵剂的制备方法，其特征在于：加入阻聚剂、碳酸氢钠后进行反应的温度为50℃，进行反应的时间为50min。
6.根据权利要求1所述的水溶性暂堵剂的制备方法，其特征在于：所述甲基丙烯酸二甲氨基乙酯和溴代十二烷的质量之比为15.36:33.36；在甲基丙烯酸二甲氨基乙酯和溴代十二烷的混合水溶液中加入的阻聚剂为对羟基苯甲醚，阻聚剂与甲基丙烯酸二甲氨基乙酯的质量比为2.2:15.36，加入的引发剂为亚硫酸氢盐，亚硫酸氢盐与甲基丙烯酸二甲氨基乙酯的质量之比为0.04:15.36；甲基丙烯酸二甲氨基乙酯和溴代十二烷的混合水溶液中甲基丙烯酸二甲氨基乙酯和水的质量比为15.36:15.52。
7.根据权利要求1所述的水溶性暂堵剂的制备方法，其特征在于：丙烯酰胺、丙烯酸、烯丙基磺酸钠、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸和尿素的混合水溶液中，丙烯酰胺和水的质量比为4～5.8:7～11。
8.根据权利要求1所述的水溶性暂堵剂的制备方法，其特征在于：在甲基丙烯酸二甲氨基乙酯和溴代十二烷的混合水溶液中加入阻聚剂后再加入引发剂进行聚合反应的温度为50～55℃，时间为4～5h。
9.根据权利要求1所述的水溶性暂堵剂的制备方法，其特征在于：纳米SiO2的粒径为10～40nm。
10.一种采用如权利要求1～9中任意一项所述的水溶性暂堵剂的制备方法制得的水溶性暂堵剂。
...【技术特征摘要】
1.一种水溶性暂堵剂的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：在丙烯酰胺、丙烯酸、烯丙基磺酸钠、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸和尿素的混合水溶液中加入阻聚剂、碳酸氢钠后进行反应，然后加入疏水功能单体、纳米sio2、交联剂和引发剂进行聚合反应，反应结束后固液分离，再将所得固体洗涤后进行干燥处理，然后破碎、造粒；所述丙烯酰胺、丙烯酸、烯丙基磺酸钠、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、尿素、碳酸氢钠、疏水功能单体、纳米sio2、交联剂的质量比为4～5.8:5.6～6.1:3～4.2:2～3.5:1.2～3.6:8～11:1～50:1～30:0.02；
2.根据权利要求1所述的水溶性暂堵剂的制备方法，其特征在于：所述丙烯酰胺、丙烯酸、烯丙基磺酸钠、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、尿素、碳酸氢钠、疏水功能单体、纳米sio2、交联剂的质量比为4～5.8:5.6～6.1:3～4.2:2～3.5:1.2～3.6:8～11:20～40:10～20:0.02。
3.根据权利要求1所述的水溶性暂堵剂的制备方法，其特征在于：加入疏水功能单体、纳米sio2、交联剂和引发剂进行聚合反应时，控制反应体系所处环境的温度为50～55℃，聚合反应的时间为8h。
4.根据权利要求1所述的水溶性暂堵剂的制备方法，其特征在于：在丙烯酰胺、丙烯酸、烯丙基磺酸钠、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸和尿素的混合水溶液中加入的阻聚剂为对羟基苯甲醚，阻聚剂与丙烯酰胺的质量比为3～3.6:4～5.8；加入疏水功能单体、纳米sio2、交联剂和引发剂进行聚合反应时所采用的引...
【专利技术属性】
技术研发人员：常云超，张军义，贾光亮，李晔旻，郑道明，杨文波，高成海，
申请(专利权)人：中国石油化工集团有限公司，
类型：发明
国别省市：
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