專利名稱：一種復合交聯聚合物弱凝膠調驅劑及其制備方法
技術領域：
本發(fā)明屬于油田注水井調驅技術領域，特別涉及一種復合交聯聚合物弱凝膠調驅劑及其制備方法。
背景技術：
當油田進入高含水或特高含水期后，油田水驅問題就會越來越復雜，如何提高高含水期的油田采收率是石油界普遍關注的問題。在水驅過程中，因為油水界面張力高、巖石表面潤濕性差等原因導致水驅洗油效率低，而油藏的非均質性和不利的流度比又會造成注入水沿高滲透層及高滲透區(qū)不均勻推進，在縱向上形成單層突進、舌進，在橫向上形成指進，致使注入水提前突破，中低滲透層波及系數低、驅油效果差，嚴重影響了水驅的開發(fā)效果O為了在水驅后進一步提高原油采收率，人們相繼提出了提高波及系數(如聚合物驅、交聯聚合物驅)和提高洗油效率(如表面活性劑驅、混相驅)等提高采收率的方法。近年來，采用聚合物驅、復合驅等三次采油技術取得了良好的效果，但存在著驅油成本高、風險大、現場實施難等問題。雖然注聚合物溶液技術比較簡單，但由于地層孔隙剪切及地層高溫、高礦化度等因素影響，聚合物注入地層后，其有效粘度損失很大，往往達不到預期目的。而對于非均質程度較高的地層，聚合物則會沿高滲透帶竄流。對于我國處于高含水期的油田，在提高采收率方面，目前常常采用的途徑仍然是以擴大注入水波及體積和提高注入水洗油效率為主，因此，改善注入水開發(fā)效果的主要方法仍然是提高注入水的波及系數，從根本上說，必須采取調驅技術改善吸水剖面，使注入水盡量波及到含油飽和度高的區(qū)域，從而將剩余油區(qū)中的原油驅出。盡管調驅技術對某些特定的油藏能起到改善水驅開發(fā)的效果，但以提高波及系數為目的、改善吸水剖面的調驅技術，在提高洗油效率方面存在明顯的不足。常規(guī)調驅技術，由于體系中化學劑濃度高，膠凝速度快，不易控制，從而限制了其注入量和有效距離，隨著多次重復調驅的增加，調驅措施改善剖面的效果逐漸變差，其增產有效期縮短。同樣，以降低油水界面張力、改善油藏巖石潤濕性、提高洗油效率為目的的驅油技術在提高波及系數方面也存在明顯不足。所以，須在充分發(fā)揮調驅技術作用的基礎上，借助高效的驅油技術提高微觀的驅油效率，由此提出了調驅技術。目前，聚合物弱凝膠類的調驅劑以其膠凝時間可控、適用的范圍較廣的優(yōu)勢在油田被廣泛應用。弱凝膠也可稱為“流動凝膠”，主要由聚合物和交聯劑兩部分組成，以整體的形式存在，交聯狀態(tài)主要為分子間交聯。弱凝膠調驅劑可以達到深部流體改向和驅油的雙重目的，一方面弱凝膠具有一定的強度能對地層中的高滲透通道產生一定的封堵作用，使后續(xù)注入水繞流至中低滲透層，起到調驅作用；另一方面，由于交聯強度不高，弱凝膠在后續(xù)注入水的推動下在高滲透通道中還能緩慢向地層深部移動產生類似于聚合物驅的效果，從而能更大限度地擴大波及體積和提聞驅油效率。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于提供一種復合交聯聚合物弱凝膠調驅劑及其制備方法，其具有抗剪切、成膠時間可控、封堵率高、封堵強度大以及較強的耐沖刷能力和選擇封堵能力等特點，并且該調驅劑的制備方法簡單，使用效果好，用于提高原油采收率。本發(fā)明采用的技術方案是復合交聯聚合物弱凝膠調驅劑，各組分的重量份為
A、聚合物 AM/AA/NVP 0. 12% O. 3% ；B、交聯劑0· 0002% O. 0006% ；C、穩(wěn)定劑0. 005% O. 025% ；其余為水。所述聚合物，各組分的重量份為 A、AM :10% 18% ;B、AA:4% 8%;C、N-乙烯基吡咯烷酮(NVP) 0. 1% 1· 1% ；D、引發(fā)劑0. 4% 0· 7%ο其余為水。所述的交聯劑是甲醛/苯酚，甲醛和苯酚的摩爾比為4:1。所述的穩(wěn)定劑為硫脲。所述的pH調節(jié)劑是丙烯酸或氫氧化鈉中的一種或兩種。所述引發(fā)劑為過硫酸銨/亞硫酸氫鈉，其摩爾比為1:1。復合交聯聚合物弱凝膠調驅劑的制備方法如下I、稱取IOOOml實驗用水，加入到容積為IL的燒杯中；然后加入AM/AA/NVP5. OOg,配制成5000mg/L聚合物溶液，攪拌溶解完全后老化24小時；2、用蒸餾水配制交聯劑甲醛/苯酚，穩(wěn)定劑硫脲母液，濃度均為10000mg/L，靜置48小時；3、取一定量聚合物母液，用實驗用水稀釋成目標液，然后加入交聯劑、穩(wěn)定劑及pH調節(jié)劑，攪拌均勻，得到反應混合物；4、將反應混合物在50°C 80°C的烘箱中保溫20tT60h，使其交聯聚合，得到粘稠溶液即為復合交聯聚合物弱凝膠調驅劑。本發(fā)明還提供了制備復合交聯聚合物弱凝膠所用聚合物的制備步驟如下I、在廣口瓶中加入一定量的AM、AA,加入適量水溶解，然后加入一定量NVP，攪拌溶解；2、將上述所配溶液用pH調節(jié)劑調節(jié)至pH=6 7，然后將反應體系放入恒溫水浴鍋中；3、當溫度升至30°C 50°C后，在攪拌條件下向反應體系中加入一定量過硫酸銨/亞硫酸氫鈉引發(fā)劑，直至引發(fā)劑完全溶解，使其在恒溫條件下反應8小時；4、反應完成后，將聚合物剪碎，然后用乙醇提純，并在40°C烘箱中烘干，研磨成粉末，即得到聚合物AM/AA/NVP。本發(fā)明提供的復合交聯聚合物弱凝膠調驅劑經剪切后的粘度保留率達到80%以上，封堵率大于99%，凝膠強度高，突破壓力達到7MPa以上，能夠在地層中封堵高滲透層和調整注水井吸水剖面，達到又“調”又“驅”的目的。另外，此復合交聯聚合物弱凝膠調驅劑制備方法簡單，有效期長，使用效果好。


圖I為弱凝膠調驅劑受剪切作用的影響。
具體實施例方式為了對本發(fā)明的技術特征、目的和使用效果有更加清楚的認識和理解，下面通過 實施例對本發(fā)明作進一步說明。對本發(fā)明所提供的復合交聯聚合物弱凝膠調驅劑的抗剪切性、封堵率、封堵強度、選擇封堵能力、耐沖刷能力進行了測試，其中弱凝膠調驅劑的抗剪切性能測試見圖1，封堵率見表2，封堵強度見表3，選擇封堵能力見表4，耐沖刷能力見表5。實施例I :弱凝膠調驅劑的抗剪切性能本實例提供一種弱凝膠調驅劑，其制備步驟如下稱取IOOOml實驗用水，加入到容積為IL的燒杯中；然后加入AM/AA/NVP5. 00g，配制成5000mg/L聚合物溶液,攪拌溶解完全后老化24小時；用蒸懼水配制交聯劑甲醒/苯酚、穩(wěn)定劑硫脲母液，濃度均為為10000mg/L，靜置48小時；取40g聚合物母液，向其中加入0. 04g甲醒/苯酹母液和Ig穩(wěn)定劑母液及58. 96g的水,然后再向其中加入氫氧化鈉調節(jié)其PH至7，攪拌均勻，放入60°C的烘箱中保溫30h使其交聯聚合，得到弱凝膠調驅劑。將制備的調驅劑用吳茵攪拌器剪切，在3500r/min的轉速下剪切不同的時間，然后用BiOokfieldDV-III粘度計測定弱凝膠體系剪切后的粘度，結果見圖I。從圖I可以看出，經過高速剪切后體系的粘度下降，剪切50s后凝膠粘度保留率在91. 38%，說明凝膠體系具有良好的抗剪切性，能夠保證溶液到達地層深部時仍具有較高的粘度，有利于擴大波及體積，提高原油采收率。實施例2 :弱凝膠調驅劑的封堵性能本實例提供一種弱凝膠調驅劑，其制備步驟如下稱取1000ml實驗用水，加入到容積為IL的燒杯中；然后加入AM/AA/NVP 5. OOg,配制成5000mg/L聚合物溶液,攪拌溶解完全后老化24小時；用蒸懼水配制交聯劑甲醒/苯酚、穩(wěn)定劑硫脲母液，濃度均為為10000mg/L，靜置48小時；取40g聚合物母液，向其中加入0. 04g甲醒/苯酹母液和Ig穩(wěn)定劑母液及58. 96g的水,然后再向其中加入氫氧化鈉調節(jié)其PH至7，攪拌均勻，放入60°C的烘箱中保溫30h使其交聯聚合，得到弱凝膠調驅劑。對巖心的封堵率測試實驗的具體測試步驟如下以2mL/min的恒定流速向填砂管中注入人工配置的模擬地層水，至壓力恒定，記錄流量和壓力，計算填砂管的滲透率Kl ；以lmL/min流速向填砂管中注入上述弱凝膠調驅劑，放入60°C恒溫箱中成膠，保溫時間42h ;后續(xù)水驅，以lmL/min流速向填砂管中注入地層水，記錄突破壓力和平穩(wěn)后的壓力，計算滲透率K2。封堵率結果見表2。
表2封堵率實驗結果
權利要求
1.一種復合交聯聚合物弱凝膠調驅劑，其特征在于，該調驅劑是由聚合物AM/AA/NVP通過其酰胺基與復合交聯劑甲醛/苯酚中的羥基進行脫水縮合反應而成，各組分的重量份為聚合物:0. 12% 0. 3% ;交聯劑0. 0002% 0. 0006% ;穩(wěn)定劑0. 005% 0. 025%，其余為水。調驅劑在溫度為50°C 80°C、pH值為6 7. 5條件下成膠。
2.根據權利要求I所述的復合交聯聚合物弱凝膠調驅劑，其特征在于，所述聚合物為AM/AA/NVP，它是以丙烯酰胺(AM)、丙烯酸(AA)及N-乙烯基吡咯烷酮(NVP)作為聚合單體，在引發(fā)劑過硫酸銨/亞硫酸氫鈉的作用下發(fā)生自由基聚合得到，它的制備步驟如下 (1)在廣口瓶中加入一定比例的AM、AA，再加入適量水溶解，然后加入一定量NVP，攪拌溶解完全； (2)將上述所配溶液用pH調節(jié)劑調節(jié)至pH=6 7，然后將反應體系放入恒溫水浴鍋中； (3)當溫度升至30°C 50°C后，在攪拌條件下向反應體系中加入一定量過硫酸銨/亞硫酸氫鈉作為引發(fā)劑，直至引發(fā)劑完全溶解，在恒溫條件下反應8小時； (4)反應完成后，將聚合物剪碎，然后用乙醇提純，并在40°C烘箱中烘干，研磨成粉末，即得到聚合物AM/AA/NVP。
3.根據權利要求I所述的復合交聯聚合物弱凝膠調驅劑，其特征在于，所述交聯劑為甲醛/苯酚，其摩爾比為4:1。
4.根據權利要求I所述的復合交聯聚合物弱凝膠調驅劑，其特征在于，所述穩(wěn)定劑為硫脲。
5.根據權利要求2所述的復合交聯聚合物弱凝膠調驅劑，其特征在于，所述聚合物由AM、AA、NVP以及引發(fā)劑合成，各組分的重量份為AM :10% 18% ；AA 4% 8% ；NVP :0. 1% I.1% ;引發(fā)劑:0. 4% 0. 7%o
6.根據權利要求I 2所述的復合交聯聚合物弱凝膠調驅劑，其特征在于，所述pH調節(jié)劑為丙烯酸或氫氧化鈉。
7.根據權利要求5所述的復合交聯聚合物弱凝膠調驅劑，其特征在于，所述引發(fā)劑為硫酸銨/亞硫酸氫鈉，其摩爾比為I: I。
8.權利要求I 7中所述的復合交聯聚合物弱凝膠調驅劑的制備步驟如下 (1)稱取IOOOml實驗用水，加入到容積為IL的燒杯中；然后加入AM/AA/NVP共聚物5.OOg,配制成5000mg/L聚合物溶液，攪拌溶解完全后老化24小時； (2)用蒸餾水配制交聯劑甲醛/苯酚、穩(wěn)定劑硫脲母液，濃度均為10000mg/L，靜置48小時； (3)取一定量聚合物母液，用實驗用水稀釋成目標液，然后加入交聯劑、穩(wěn)定劑及pH調節(jié)劑，攪拌均勻，得到反應混合物； (4)將反應混合物在50°C 80°C的烘箱中保溫20h 60h，使其交聯聚合，得到粘稠溶液即為復合交聯聚合物弱凝膠調驅劑。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種復合交聯聚合物弱凝膠調驅劑及其制備方法，該調驅劑是由聚合物AM/AA/NVP與復合交聯劑甲醛/苯酚進行脫水縮合反應而成，其配方為聚合物AM/AA/NVP0.12%～0.3%；復合交聯劑0.0002%～0.0006%；穩(wěn)定劑0.005%～0.025%，其余為水。本發(fā)明提供的復合交聯聚合物弱凝膠調驅劑具有良好的抗剪切稀釋性，經過剪切的凝膠體系粘度保留率達到80%以上，封堵率達到99%以上，突破壓力大于7MPa，并且具有較強的耐沖刷能力和選擇封堵能力，選擇封堵能力達到80%以上。
文檔編號C08F220/56GK102952533SQ20121046985
公開日2013年3月6日 申請日期2012年11月20日 優(yōu)先權日2012年11月20日
發(fā)明者賴南君, 宋曉慧, 陳科, 彭琴, 葉仲斌, 覃孝平, 董軍 申請人:西南石油大學