本發(fā)明涉及一種高溫高礦化度油井專用堵水劑的制備方法，屬于堵水劑制備技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
隨著油井原油開發(fā)的逐步深入，油田進入高含水開發(fā)期，油井存在不同類型的水竄、水害。特別的是對于低滲地層的油井管外竄、套管變形及損壞、層間竄、難卡封的已射開高含水井的封堵，最常用的方法是向采油井或注水井特定層段擠注高強度堵水劑進行永久性封堵或重新射孔，來穩(wěn)油控水，提高采收率。
目前已開發(fā)出水泥堵水、顆粒堵水及聚合物交聯(lián)凝膠堵水技術(shù)等，其中水泥具有優(yōu)良的機械強度、熱穩(wěn)定性、堵水強度高，但是其缺點是不能進入滲透率低的區(qū)域、選擇性差、風(fēng)險性大，因此其應(yīng)用受到一定限制。顆粒類堵水劑適于封堵高滲透層的大孔道，但是其缺點是顆粒的強度一般比較低，有效期短，堵水效果不完全。聚合物凝膠是研究和應(yīng)用最多的一種堵水劑，堵劑優(yōu)點是線性大分子鏈上都有極性基團，能與某些多價金屬離子或有機基團（交聯(lián)劑）反應(yīng)，生成交聯(lián)型凍膠，其粘度大幅度增加，從而失去流動性及水溶性，顯示較好的粘彈性；溶于水，優(yōu)先進入高含水層；來源廣，成本低；工藝簡單、易于控制。但是其缺點是有效期較短；不耐溫，不耐鹽，不能滿足高溫高鹽油藏使用；制備聚丙烯酰胺凍膠使用的多價金屬離子做交聯(lián)劑時，凍膠強度低，不能滿足堵水的要求。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題：針對傳統(tǒng)堵水劑耐高溫和耐鹽性較差，在高溫和高鹽環(huán)境下穩(wěn)定性和耐久性低，易老化，無法滿足高溫和高礦化度油井使用的問題，提供了一種將造紙黑液提取物接枝改性，與稻殼灰溶解制備的硅酸鈉溶液混合濃縮得到高溫高礦化度油井專用堵水劑的制備方法。本發(fā)明首先利用氫氧化鈉溶液溶解造紙黑液中有效成分，經(jīng)過濾后，用稀硫酸使有效成分沉淀，再于堿性環(huán)境下，加入亞硫酸鈉發(fā)生磺化反應(yīng)，再將反應(yīng)產(chǎn)物與二甲基二烯丙基氯化銨和丙烯酰胺發(fā)生接枝反應(yīng)，最后將接枝改性產(chǎn)物與稻殼灰制備的硅酸鈉溶液復(fù)配濃縮，得到高溫高礦化度油井專用堵水劑。本發(fā)明利用稻殼灰制備的硅酸鈉溶液可與高礦化度地層中的鈣鎂離子反應(yīng)沉淀，再利用接枝改性產(chǎn)物粘附于巖石表面，形成三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，固定反應(yīng)產(chǎn)生的沉淀物，達到堵水效果，大幅降低工作液的濾失性，防塌效果好，利用其部分降解性，在封堵后無須清除封堵層，有效解決了傳統(tǒng)堵水劑在高溫高鹽環(huán)境下穩(wěn)定性和耐久性較差的問題。
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：
（1）量取30～50mL造紙黑液，加入燒杯中，再將燒杯置于數(shù)顯測速恒溫磁力攪拌器中，調(diào)節(jié)溫度至80～85℃，轉(zhuǎn)速至400～500r/min，在恒溫攪拌狀態(tài)下，向燒杯中加入15～20mL質(zhì)量分數(shù)為10～15%氫氧化鈉溶液，恒溫攪拌反應(yīng)45～60min，趁熱過濾，去除濾渣，收集得1號濾液，并向濾液中加入質(zhì)量分數(shù)為8%硫酸溶液，直至沉淀完全為止，抽濾，去除濾液，用去離子水洗滌濾餅，直至洗滌液呈中性，再將洗滌后的濾餅置于烘箱中，于溫度為105～110℃條件下干燥至恒重，得干燥濾餅；
（2）依次取8～10g上述所得干燥濾餅，60～80mL去離子水，8～10mL質(zhì)量分數(shù)為10%氫氧化鈉溶液，倒入帶攪拌器的三口燒瓶中，于轉(zhuǎn)速為300～500r/min條件下攪拌直至濾餅完全溶解，再加入8～10g亞硫酸鈉和0.1～0.3g氯化鐵，再將三口燒瓶移至水浴鍋中，于溫度為85～95℃，轉(zhuǎn)速為300～500r/min條件下，恒溫攪拌反應(yīng)4～6h，隨后將燒瓶中物料轉(zhuǎn)入烘箱中，于105～110℃條件下干燥6～8h，得黑色固體；
（3）稱取6～8g上述所得黑色固體，倒入盛有80～120mL去離子水的三口燒瓶中，再將三口燒瓶置于數(shù)顯測速恒溫磁力攪拌器中，調(diào)節(jié)溫度為55～60℃，轉(zhuǎn)速為600～800r/min，在恒溫攪拌狀態(tài)下，加入0.1～0.2g過硫酸銨，8～10g丙烯酰胺，3～5g二甲基二烯丙基氯化銨，恒溫攪拌反應(yīng)6～8h，過濾，去除濾液，用丙酮洗滌濾餅3～5次后，移至真空干燥箱中，于溫度為55～60℃條件下干燥4～6h，得接枝改性產(chǎn)物，備用；
（4）稱取300～400g稻殼，加入焚燒爐中焚燒，收集稻殼灰，并將稻殼灰倒入盛有1～2L質(zhì)量分數(shù)為10%氫氧化鈉溶液的燒杯中，用玻璃棒攪拌混合10～15min，過濾，去除濾渣，收集得2號濾液；
（5）按重量份數(shù)計，依次取60～80份步驟（3）備用接枝改性產(chǎn)物，300～400份上述所得2號濾液，混合均勻后，轉(zhuǎn)入旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀中，于溫度為75～80℃條件下旋蒸濃縮至原體積的1/3，待自然冷卻至室溫，灌裝，即得高溫高礦化度油井專用堵水劑。
本發(fā)明的應(yīng)用方法：選擇一個井深為3200～4500m，溫度為30～180℃，礦化度為50000～60000ppm的油井，再將本發(fā)明制備的高溫高礦化度油井專用堵水劑注入油套環(huán)空中，注入的量為100～120m3，注入排量為0.21～0.25m3/min，注入壓力為10～15MPa，待注入結(jié)束后及時進行反洗井，并上提油管至油層頂界上20～30cm，關(guān)井2～3天后，開井即可。經(jīng)檢測，本發(fā)明制備的高溫高礦化度油井專用堵水劑堵水率達到98.75%以上，堵油率小于15%。
本發(fā)明與其他方法相比，有益技術(shù)效果是：
（1）本發(fā)明制備的高溫高礦化度油井專用堵水劑利用分子鏈中磺酸基牢固吸附于水沖刷暴露的巖石表面，提高了堵水劑的抗沖刷能力，延長了堵水劑的有效期；
（2）本發(fā)明制備的高溫高礦化度油井專用堵水劑原材料獲取簡易，制備步驟簡單，所需成本低廉。
具體實施方式
首先量取30～50mL造紙黑液，加入燒杯中，再將燒杯置于數(shù)顯測速恒溫磁力攪拌器中，調(diào)節(jié)溫度至80～85℃，轉(zhuǎn)速至400～500r/min，在恒溫攪拌狀態(tài)下，向燒杯中加入15～20mL質(zhì)量分數(shù)為10～15%氫氧化鈉溶液，恒溫攪拌反應(yīng)45～60min，趁熱過濾，去除濾渣，收集得1號濾液，并向濾液中加入質(zhì)量分數(shù)為8%硫酸溶液，直至沉淀完全為止，抽濾，去除濾液，用去離子水洗滌濾餅，直至洗滌液呈中性，再將洗滌后的濾餅置于烘箱中，于溫度為105～110℃條件下干燥至恒重，得干燥濾餅；依次取8～10g上述所得干燥濾餅，60～80mL去離子水，8～10mL質(zhì)量分數(shù)為10%氫氧化鈉溶液，倒入帶攪拌器的三口燒瓶中，于轉(zhuǎn)速為300～500r/min條件下攪拌直至濾餅完全溶解，再加入8～10g亞硫酸鈉和0.1～0.3g氯化鐵，再將三口燒瓶移至水浴鍋中，于溫度為85～95℃，轉(zhuǎn)速為300～500r/min條件下，恒溫攪拌反應(yīng)4～6h，隨后將燒瓶中物料轉(zhuǎn)入烘箱中，于105～110℃條件下干燥6～8h，得黑色固體；再稱取6～8g上述所得黑色固體，倒入盛有80～120mL去離子水的三口燒瓶中，再將三口燒瓶置于數(shù)顯測速恒溫磁力攪拌器中，調(diào)節(jié)溫度為55～60℃，轉(zhuǎn)速為600～800r/min，在恒溫攪拌狀態(tài)下，加入0.1～0.2g過硫酸銨，8～10g丙烯酰胺，3～5g二甲基二烯丙基氯化銨，恒溫攪拌反應(yīng)6～8h，過濾，去除濾液，用丙酮洗滌濾餅3～5次后，移至真空干燥箱中，于溫度為55～60℃條件下干燥4～6h，得接枝改性產(chǎn)物，備用；接著稱取300～400g稻殼，加入焚燒爐中焚燒，收集稻殼灰，并將稻殼灰倒入盛有1～2L質(zhì)量分數(shù)為10%氫氧化鈉溶液的燒杯中，用玻璃棒攪拌混合10～15min，過濾，去除濾渣，收集得2號濾液；最后按重量份數(shù)計，依次取60～80份備用接枝改性產(chǎn)物，300～400份上述所得2號濾液，混合均勻后，轉(zhuǎn)入旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀中，于溫度為75～80℃條件下旋蒸濃縮至原體積的1/3，待自然冷卻至室溫，灌裝，即得高溫高礦化度油井專用堵水劑。
實例1
首先量取50mL造紙黑液，加入燒杯中，再將燒杯置于數(shù)顯測速恒溫磁力攪拌器中，調(diào)節(jié)溫度至85℃，轉(zhuǎn)速至500r/min，在恒溫攪拌狀態(tài)下，向燒杯中加入20mL質(zhì)量分數(shù)為15%氫氧化鈉溶液，恒溫攪拌反應(yīng)60min，趁熱過濾，去除濾渣，收集得1號濾液，并向濾液中加入質(zhì)量分數(shù)為8%硫酸溶液，直至沉淀完全為止，抽濾，去除濾液，用去離子水洗滌濾餅，直至洗滌液呈中性，再將洗滌后的濾餅置于烘箱中，于溫度為110℃條件下干燥至恒重，得干燥濾餅；依次取10g上述所得干燥濾餅，80mL去離子水，10mL質(zhì)量分數(shù)為10%氫氧化鈉溶液，倒入帶攪拌器的三口燒瓶中，于轉(zhuǎn)速為500r/min條件下攪拌直至濾餅完全溶解，再加入10g亞硫酸鈉和0.3g氯化鐵，再將三口燒瓶移至水浴鍋中，于溫度為95℃，轉(zhuǎn)速為500r/min條件下，恒溫攪拌反應(yīng)6h，隨后將燒瓶中物料轉(zhuǎn)入烘箱中，于110℃條件下干燥8h，得黑色固體；再稱取8g上述所得黑色固體，倒入盛有120mL去離子水的三口燒瓶中，再將三口燒瓶置于數(shù)顯測速恒溫磁力攪拌器中，調(diào)節(jié)溫度為60℃，轉(zhuǎn)速為800r/min，在恒溫攪拌狀態(tài)下，加入0.2g過硫酸銨，10g丙烯酰胺，5g二甲基二烯丙基氯化銨，恒溫攪拌反應(yīng)8h，過濾，去除濾液，用丙酮洗滌濾餅5次后，移至真空干燥箱中，于溫度為60℃條件下干燥6h，得接枝改性產(chǎn)物，備用；接著稱取400g稻殼，加入焚燒爐中焚燒，收集稻殼灰，并將稻殼灰倒入盛有2L質(zhì)量分數(shù)為10%氫氧化鈉溶液的燒杯中，用玻璃棒攪拌混合15min，過濾，去除濾渣，收集得2號濾液；最后按重量份數(shù)計，依次取80份備用接枝改性產(chǎn)物，400份上述所得2號濾液，混合均勻后，轉(zhuǎn)入旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀中，于溫度為80℃條件下旋蒸濃縮至原體積的1/3，待自然冷卻至室溫，灌裝，即得高溫高礦化度油井專用堵水劑。
選擇一個井深為4500m，溫度為180℃，礦化度為60000ppm的油井，再將本發(fā)明制備的高溫高礦化度油井專用堵水劑注入油套環(huán)空中，注入的量為120m3，注入排量為0.25m3/min，注入壓力為15MPa，待注入結(jié)束后及時進行反洗井，并上提油管至油層頂界上30cm，關(guān)井3天后，開井即可。經(jīng)檢測，本發(fā)明制備的高溫高礦化度油井專用堵水劑堵水率達到98.85%，堵油率為14%。
實例2
首先量取30mL造紙黑液，加入燒杯中，再將燒杯置于數(shù)顯測速恒溫磁力攪拌器中，調(diào)節(jié)溫度至80℃，轉(zhuǎn)速至400r/min，在恒溫攪拌狀態(tài)下，向燒杯中加入15mL質(zhì)量分數(shù)為10%氫氧化鈉溶液，恒溫攪拌反應(yīng)45min，趁熱過濾，去除濾渣，收集得1號濾液，并向濾液中加入質(zhì)量分數(shù)為8%硫酸溶液，直至沉淀完全為止，抽濾，去除濾液，用去離子水洗滌濾餅，直至洗滌液呈中性，再將洗滌后的濾餅置于烘箱中，于溫度為105℃條件下干燥至恒重，得干燥濾餅；依次取8g上述所得干燥濾餅，60mL去離子水，8mL質(zhì)量分數(shù)為10%氫氧化鈉溶液，倒入帶攪拌器的三口燒瓶中，于轉(zhuǎn)速為300r/min條件下攪拌直至濾餅完全溶解，再加入8g亞硫酸鈉和0.1g氯化鐵，再將三口燒瓶移至水浴鍋中，于溫度為85℃，轉(zhuǎn)速為300r/min條件下，恒溫攪拌反應(yīng)4h，隨后將燒瓶中物料轉(zhuǎn)入烘箱中，于105℃條件下干燥6h，得黑色固體；再稱取6g上述所得黑色固體，倒入盛有80mL去離子水的三口燒瓶中，再將三口燒瓶置于數(shù)顯測速恒溫磁力攪拌器中，調(diào)節(jié)溫度為55℃，轉(zhuǎn)速為600r/min，在恒溫攪拌狀態(tài)下，加入0.1g過硫酸銨，8g丙烯酰胺，3g二甲基二烯丙基氯化銨，恒溫攪拌反應(yīng)6h，過濾，去除濾液，用丙酮洗滌濾餅3次后，移至真空干燥箱中，于溫度為55℃條件下干燥4h，得接枝改性產(chǎn)物，備用；接著稱取300g稻殼，加入焚燒爐中焚燒，收集稻殼灰，并將稻殼灰倒入盛有1L質(zhì)量分數(shù)為10%氫氧化鈉溶液的燒杯中，用玻璃棒攪拌混合10min，過濾，去除濾渣，收集得2號濾液；最后按重量份數(shù)計，依次取6份備用接枝改性產(chǎn)物，300份上述所得2號濾液，混合均勻后，轉(zhuǎn)入旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀中，于溫度為75℃條件下旋蒸濃縮至原體積的1/3，待自然冷卻至室溫，灌裝，即得高溫高礦化度油井專用堵水劑。
選擇一個井深為3200m，溫度為100℃，礦化度為55000ppm的油井，再將本發(fā)明制備的高溫高礦化度油井專用堵水劑注入油套環(huán)空中，注入的量為110m3，注入排量為0.23m3/min，注入壓力為10MPa，待注入結(jié)束后及時進行反洗井，并上提油管至油層頂界上20cm，關(guān)井2天后，開井即可。經(jīng)檢測，本發(fā)明制備的高溫高礦化度油井專用堵水劑堵水率達到98.95%，堵油率為13%。
實例3
首先量取40mL造紙黑液，加入燒杯中，再將燒杯置于數(shù)顯測速恒溫磁力攪拌器中，調(diào)節(jié)溫度至82℃，轉(zhuǎn)速至450r/min，在恒溫攪拌狀態(tài)下，向燒杯中加入17mL質(zhì)量分數(shù)為12%氫氧化鈉溶液，恒溫攪拌反應(yīng)50min，趁熱過濾，去除濾渣，收集得1號濾液，并向濾液中加入質(zhì)量分數(shù)為8%硫酸溶液，直至沉淀完全為止，抽濾，去除濾液，用去離子水洗滌濾餅，直至洗滌液呈中性，再將洗滌后的濾餅置于烘箱中，于溫度為107℃條件下干燥至恒重，得干燥濾餅；依次取9g上述所得干燥濾餅，70mL去離子水，9mL質(zhì)量分數(shù)為10%氫氧化鈉溶液，倒入帶攪拌器的三口燒瓶中，于轉(zhuǎn)速為400r/min條件下攪拌直至濾餅完全溶解，再加入9g亞硫酸鈉和0.2g氯化鐵，再將三口燒瓶移至水浴鍋中，于溫度為90℃，轉(zhuǎn)速為400r/min條件下，恒溫攪拌反應(yīng)5h，隨后將燒瓶中物料轉(zhuǎn)入烘箱中，于107℃條件下干燥7h，得黑色固體；再稱取7g上述所得黑色固體，倒入盛有100mL去離子水的三口燒瓶中，再將三口燒瓶置于數(shù)顯測速恒溫磁力攪拌器中，調(diào)節(jié)溫度為57℃，轉(zhuǎn)速為700r/min，在恒溫攪拌狀態(tài)下，加入0.1g過硫酸銨，9g丙烯酰胺，4g二甲基二烯丙基氯化銨，恒溫攪拌反應(yīng)7h，過濾，去除濾液，用丙酮洗滌濾餅4次后，移至真空干燥箱中，于溫度為57℃條件下干燥5h，得接枝改性產(chǎn)物，備用；接著稱取350g稻殼，加入焚燒爐中焚燒，收集稻殼灰，并將稻殼灰倒入盛有1L質(zhì)量分數(shù)為10%氫氧化鈉溶液的燒杯中，用玻璃棒攪拌混合12min，過濾，去除濾渣，收集得2號濾液；最后按重量份數(shù)計，依次取70份備用接枝改性產(chǎn)物，350份上述所得2號濾液，混合均勻后，轉(zhuǎn)入旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀中，于溫度為77℃條件下旋蒸濃縮至原體積的1/3，待自然冷卻至室溫，灌裝，即得高溫高礦化度油井專用堵水劑。
選擇一個井深為3400m，溫度為90℃，礦化度為50000ppm的油井，再將本發(fā)明制備的高溫高礦化度油井專用堵水劑注入油套環(huán)空中，注入的量為110m3，注入排量為0.24m3/min，注入壓力為12MPa，待注入結(jié)束后及時進行反洗井，并上提油管至油層頂界上25cm，關(guān)井2天后，開井即可。經(jīng)檢測，本發(fā)明制備的高溫高礦化度油井專用堵水劑堵水率達到99.75%，堵油率為13%。