專利名稱：聚丙烯腈復(fù)合交聯(lián)堵水劑及其配制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及化學(xué)堵水、調(diào)剖劑。
《油田化學(xué)》1990，7，NO3公布了一種Na-HPAN高溫堵水劑，它由甲醛、苯酚和氯化銨作交聯(lián)劑和穩(wěn)定劑，已在油田得到應(yīng)用。但是，由于甲醛和苯酚具有強烈地刺激作用，且有時聚合沉淀，對人身安全造成危害，給配制和施工造成一定的不便和浪費。同時還受環(huán)境溫度影響，需加熱配制，配制時的順序也較嚴(yán)格，使施工過程煩瑣。
本發(fā)明的目的在于避免上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處而提供一種能生產(chǎn)成工業(yè)產(chǎn)品，配制簡單，操作方便又能連續(xù)配制，連續(xù)泵入，形成流水作業(yè)的聚丙烯腈復(fù)合交聯(lián)堵水劑。
本發(fā)明的目的是這樣達到的其成膠劑聚丙烯腈(HPAN)水溶液濃度為3％-20％(重量百分比)，交聯(lián)劑為復(fù)合交聯(lián)劑包括添加劑I和添加劑II，其水溶液濃度為0.1％-10％(重量百分比)。添加劑I包括重鉻酸鈉(Na2Cr2O7·2H2O)和重鉻酸鉀(K2Cr2O7)；添加劑II有硫代硫酸鈉(Na2S2O3·5H2O)、亞硫酸鈉(N2SO3·7H2O)、亞硫酸氫鈉(NaHSO3)和亞硝酸鈉(NaNO2)等。
其配制方法為首先將干粉成膠劑聚丙烯腈和干粉交聯(lián)劑按比例配制成混合物，然后將混合物連續(xù)地加入到水池的水中，邊加入邊用循環(huán)槍循環(huán)，連續(xù)配制，連續(xù)泵入井中。配制時成膠劑在水溶液中的濃度為3％-20％(重量百分比)，交聯(lián)劑在水溶液中的濃度為0.1％-10％(重量百分比)。
本發(fā)明的目的還可這樣達到；聚丙烯腈復(fù)合交聯(lián)堵水劑的添加劑I為重鉻酸鈉(Na2Cr2O7·2H2O)和重鉻酸鉀(K2Cr2O7)；其水溶液濃度為0.1％-3.3％(重量百分比)；添加劑II包括硫代硫酸鈉(Na2S2O3·5H2O)、亞硫酸鈉(Na2SO3·7H2O)、亞硫酸氫鈉(NaHSO3)和亞硝酸鈉(NaNO2)等，其水溶液濃度為0.2％-10％(重量百分比)。其成膠劑聚丙烯腈和交聯(lián)劑(添加劑I和添加劑II)能連續(xù)配制，并直接泵入井中，在地層中形成凝膠體。
附圖的圖面說明如下

圖1是多核羥橋絡(luò)離子結(jié)構(gòu)圖。
圖2是聚丙烯腈的交聯(lián)反應(yīng)結(jié)構(gòu)圖。
本發(fā)明結(jié)合附圖和實施例作進一步祥述；如圖1、圖2，由于聚丙烯腈(HAPN)分子鏈上帶有酰胺基、羧酸基、羧鈉基和腈基等多種基團，能與交聯(lián)劑(添加劑I和II)所形成的多核羥橋絡(luò)離子發(fā)生復(fù)合交聯(lián)反應(yīng)，形成高強度聚合物凝膠體。該凝膠體又與出水地層中親水巖石表面的羥基形成氫鍵，牢固地吸附在親水巖石表面，將高滲透大孔道堵住，迫使注入水向中、低滲透層進入，從而增加了水的波及體積，提高了油田最終采收率，達到了堵水、調(diào)剖的目的。
由于本發(fā)明的聚丙烯腈復(fù)合交聯(lián)堵水劑采用了新的交聯(lián)體系，能生產(chǎn)成工業(yè)化產(chǎn)品。因此，簡化了地面配制過程，形成了連續(xù)配制連續(xù)泵入的流水作業(yè)工藝，使施工方便、可靠，又避免了危害，減少了材料浪費，降低了成本。
本發(fā)明聚丙烯腈(HPAN)復(fù)合交聯(lián)堵水劑的實施例表1記錄了聚丙烯腈復(fù)合交聯(lián)堵水劑在不同濃度下，凝膠的形成情況及其特征(表中數(shù)據(jù)是用RV-2型粘度計在5.4S-1條件下測定的)。表1表明，成膠劑(HPAN)在3％-20％的濃度時與0.1％-3.3％濃度的添加劑I和0.2％-10％濃度的添加劑II可形成很好的凝膠體。
表2記錄了聚丙烯腈復(fù)合交聯(lián)堵水劑的熱穩(wěn)定性。將聚丙烯腈復(fù)合交聯(lián)堵水劑凝膠體置于封口的觀察瓶中，在120℃下恒溫，經(jīng)三個月的長期觀察，凝膠體沒有破膠化水，該堵水劑有非常好的熱穩(wěn)定性。
表3的數(shù)據(jù)記錄了此堵水劑對巖芯滲透率的堵塞情況。表3可看出，油飽和巖芯的突破壓力小于水飽和巖芯的突破壓力；且堵油率小于堵水率。試驗使用巖芯為磷酸鋁膠結(jié)的砂巖。測試方法是先將巖芯抽真空，飽和油或水，測堵前巖芯滲透率K1，擠入聚丙烯腈復(fù)合交聯(lián)堵水劑成膠液，在120℃下恒溫，成膠后測突破壓力和堵后滲透率K2，然后用下式計算封堵率封堵率(水、油)％＝(K1-K2)/K1×100％突破壓力為巖芯進口端緩慢升壓，當(dāng)出口端流出第一滴液體時的壓力。
本發(fā)明相比現(xiàn)有技術(shù)有如下優(yōu)點1、本發(fā)明的聚丙烯腈復(fù)合交聯(lián)堵水劑能生產(chǎn)成工業(yè)化產(chǎn)品，配制方便，施工工藝筒單，安全可靠，可連續(xù)配制、連續(xù)施工。
2、適應(yīng)性廣，不僅可用于油井封堵出水層，也可用于注水井調(diào)整吸水剖面。
3、由于本發(fā)明的聚丙烯腈復(fù)合交聯(lián)堵水劑采用了新的交聯(lián)體系，形成了高強度的粘彈性凝膠體，因而大大提高了其韌性和強度。
4、本聚丙烯腈復(fù)合交聯(lián)堵水劑在耐溫、耐鹽、耐剪切、有效期等方面具有優(yōu)越的性能。用濃度為10％的氯化鈉(NaCL)水溶液配制此堵水劑，在120℃下恒溫，經(jīng)三個月觀察，凝膠無化水現(xiàn)象。用2000r/min的高速攪拌機，對此堵水劑的成膠液剪切2min，在120℃下恒溫，成膠后凝膠仍可托住φ10mm鋼球。
表1本堵水劑凝膠的形成情況
表2 本堵水劑熱穩(wěn)定觀察
表3本堵水劑對巖芯滲透率的堵塞情況
權(quán)利要求
1.一種聚丙烯腈(HPAN)復(fù)合交聯(lián)堵水劑，包括成膠劑和交聯(lián)劑，其特征在于成膠劑聚丙烯腈水溶液濃度為3％-20％(重量百分比)，交聯(lián)劑為復(fù)合交聯(lián)劑包括添加劑I和添加劑II，其水溶液濃度為0.1％-10％(重量百分比)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的堵水劑，其特征在于所說添加劑I包括重鉻酸鈉(Na2Cr2O7·2H2O)和重鉻酸鉀(K2Cr2O7)，其水溶液濃度為0.1％-3.3％(重量百分比)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1、2所述的堵水劑，其特征在于所說添加劑II包括硫代硫酸鈉(Na2S2O3·5H2O)、亞硫酸鈉(Na2SO3·7H2O)、亞硫酸氫鈉(NaHSO3)和亞硝酸鈉(NaNO2)，其水溶液濃度為0.2％-10％(重量百分比)。
4.一種聚丙烯腈(HPAN)復(fù)合交聯(lián)堵水劑的配制方法，包括如下步驟a、將聚丙烯腈與各種成份的交聯(lián)劑按比例進行混合；b、將混合物的水溶液泵入井中，其特征在于先將干粉成膠劑聚丙烯腈和干粉交聯(lián)劑按比例配制成混合物，然后將混合物連續(xù)地加入到水池的水中，邊加入邊用循環(huán)槍循環(huán)，連續(xù)配制，連續(xù)泵入井中，其成膠劑在水溶液中的濃度為3％-20％(重量百分比)，交聯(lián)劑在水溶液中的濃度為0.1％-10％(重量百分比)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的堵水劑配制方法，其特征在于所說交聯(lián)劑包括下列物質(zhì)a、重鉻酸鈉(Na2Cr2O7·2H2O)和重鉻酸鉀(K2Cr2O7)，其在水溶液中的濃度為0.1％-3.3％(重量百分比)b、硫代硫酸鈉(Na2S2O3·5H2O)、亞硫酸鈉(Na2SO3·7H2O)、亞硫酸氫鈉(NaHSO3)和亞硝酸鈉(NaNO2)其在水溶液中的濃度為0.2％-10％(重量百分比)。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的堵水劑配制方法，其特征在于成膠劑和交聯(lián)劑連續(xù)配制并直接泵入井中。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種聚丙烯腈復(fù)合交聯(lián)堵水劑，采用新的復(fù)合交聯(lián)體系(添加劑I和II)和連續(xù)配制連續(xù)注入的工藝技術(shù)，達到在地層形成高強度的凝膠體，封堵高滲透層和調(diào)整注水井吸水剖面的目的。本堵水劑能生產(chǎn)成工業(yè)化產(chǎn)品，配制方便，工藝簡單，施工安全可靠。本堵水劑抗鹽、耐溫、抗剪切性能好，有效期長，適應(yīng)性廣。是油水井堵水調(diào)剖的新堵劑新方法。
文檔編號C09K3/12GK1150599SQ9511223
公開日1997年5月28日 申請日期1995年11月20日 優(yōu)先權(quán)日1995年11月20日
發(fā)明者張代森, 徐祥義, 李希明, 張志杰 申請人:勝利石油管理局采油工藝研究院