專利名稱：二次交聯(lián)化學(xué)法凍膠泡沫堵調(diào)液的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及油田開發(fā)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種用于提高非均質(zhì)油藏和大孔道裂縫油藏水平井開發(fā)效果和采收率的化學(xué)藥劑，是一種二次交聯(lián)化學(xué)法凍膠泡沫堵調(diào)液。
背景技術(shù)：
隨著油田水平井采油技術(shù)的規(guī)模化應(yīng)用，由于油藏原生非均質(zhì)及長期水驅(qū)使非均質(zhì)性進一步加劇，層內(nèi)/層間矛盾日益突出，導(dǎo)致底水錐進和邊水推進造成水平井含水量急劇上升、產(chǎn)油量下降。多年來的現(xiàn)場實踐證明，油井堵水技術(shù)在增油降水、控制油井產(chǎn)量遞減速度和改善油藏的穩(wěn)產(chǎn)狀況及開發(fā)效果等方面均發(fā)揮了重要作用，并取得了良好的技術(shù)經(jīng)濟效益。目前，油田調(diào)剖堵水作業(yè)普遍應(yīng)用的聚合物凍膠堵調(diào)劑主要有水解聚丙烯酰胺-乙酸鉻(無機交聯(lián)劑)和水解聚丙烯酰胺-酚醛(有機交聯(lián)劑)交聯(lián)體系。前者適合低溫油藏，后者適用于高溫油藏。由于所形成的凍膠強度有限，不能滿足水平井非均質(zhì)油藏和層內(nèi)封堵的要求，且堵劑進入地層后易被地層水稀釋，并沿高滲透層漏失。為解決一些特殊油藏(厚油層、水平井開采油藏、裂縫大孔道油藏等)的堵水和提高采收率的難題，相關(guān)油田也陸續(xù)進行了探索性研究，其研究結(jié)果大都是依據(jù)各油藏非均質(zhì)性質(zhì)，采用研制單一交聯(lián)聚合物或加入表面活性劑配合現(xiàn)場注氣來解決，并未形成一個適應(yīng)性強的堵水調(diào)剖處理技術(shù)?，F(xiàn)場注氣需要的氣量較大，現(xiàn)場實施困難，且易造成危險事故。另外由于各油藏性質(zhì)的巨大差異，這些處理方法也不能形成廣譜的工藝技術(shù)，更不能從根本上解決特殊油藏(厚油層、水平井開采油藏、裂縫大孔道油藏等)的堵水和提高采收率的問題。水平井堵水技術(shù)經(jīng)過近十年的研究發(fā)展，雖在部分油藏試驗取得初步效果，但還沒有形成一系列適應(yīng)不同油藏條件的控水穩(wěn)油的有效技術(shù)。隨著國內(nèi)油田普遍進入高含水 (特高含水)開發(fā)期，油藏深部的非均質(zhì)矛盾加劇，邊/底水侵入嚴(yán)重，尤以一些特殊油藏 (厚油層、水平井開采油藏、裂縫大孔道油藏等)更為突出，使控水穩(wěn)油、改善水驅(qū)等技術(shù)面臨極大的挑戰(zhàn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種二次交聯(lián)化學(xué)法凍膠泡沫堵調(diào)液，針對特殊油藏(厚油層、水平井開采油藏、裂縫大孔道油藏等)進行堵水調(diào)剖處理，提高堵調(diào)劑強度、降低堵調(diào)劑溶液密度。能夠提高堵調(diào)劑對出水孔隙和縫洞的封堵強度，而且還能夠增大堵調(diào)劑在地層條件下形成的凍膠體積，提高堵劑的波及面積，達到良好的堵水調(diào)剖作用。本發(fā)明采用的技術(shù)方案是二次交聯(lián)化學(xué)法凍膠泡沫堵調(diào)液，各組分包括I、聚合物水解聚丙烯酰胺(HPAM)，分子量1600 1800萬；2、聚合物非離子聚丙烯酰胺(PAM)，分子量1000 1500萬；3、交聯(lián)劑雙酚樹脂交聯(lián)劑；4、交聯(lián)劑乳酸鉻交聯(lián)劑，((CH3CHOHCOO)3Cr)；
5、化學(xué)生氣劑亞硝酸鈉，(NaNO2)；6、化學(xué)生氣劑氯化銨，(NH4Cl)；7、催化劑草酸，((COOH)2 · 2H20)；8、助劑鈉基膨潤土 ；9、水。二次交聯(lián)化學(xué)法凍膠泡沫堵調(diào)液，各組分質(zhì)量百分比為I、水解聚丙烯酰胺，分子量1600 1800萬，O. I O. 35% ；2、非尚子聚丙烯酸胺,分子量1000 1500萬,O. I O. 25% ；3、雙酚樹脂交聯(lián)劑，O. 2 I. 2% ;4、乳酸鉻交聯(lián)劑，O. 002 O. 006% ；5、亞硝酸鈉，O. 2 I. 1% ;6、氯化銨，O. 3 O. 8 % ;7、草酸，O. 016 O. 025% ;8、鈉基膨潤土，O. 2 O. 4 % ;9、其余為水。各組分質(zhì)量百分比之和為百分之百。雙酚樹脂交聯(lián)劑的制備方法分別稱取480. O 490. O質(zhì)量份的苯酚和20. O 25. O質(zhì)量份間苯二酚后倒入2000L搪瓷反應(yīng)釜，加熱至50°C使其熔融成液體。將34. O 36. O質(zhì)量份的氫氧化鈉加入盛有已熔融苯酚的反應(yīng)釜中，維持反應(yīng)釜溫度為50°C，攪拌反應(yīng)20min，稱取甲醛385. O 395. O質(zhì)量份倒入反應(yīng)釜，升高反應(yīng)釜溫度至60°C，繼續(xù)攪拌反應(yīng)50min,向反應(yīng)爸中加入14. 5 15. 5質(zhì)量份的堿性催化劑氫氧化銨,升高反應(yīng)爸溫度至70°C，恒溫攪拌反應(yīng)20min，最后加入98. 5 101. 5質(zhì)量份的甲醛后升高反應(yīng)溫度至 900C，恒溫攪拌反應(yīng)30min。得到樹脂交聯(lián)劑。乳酸鉻交聯(lián)劑的制備方法將1349. 5 1351. 5質(zhì)量份乳酸加入2000L搪瓷反應(yīng)釜中，在攪拌下加入588. 5 592. 5質(zhì)量份重鉻酸鉀使其溶解，然后加入亞硝酸鈉455. O 465. O質(zhì)量份，升溫至85°C，保溫反應(yīng)8 12h后冷卻至室溫。制備的乳酸鉻交聯(lián)劑外觀為墨綠色粘稠溶液，控制有效成分(Cr3+)濃度為24 59g/L，pH值8. 5 9。二次交聯(lián)化學(xué)法凍膠泡沫堵調(diào)液的制備方法在帶有攪拌器的配液池中加入PH 為6. 5 7的水，啟動攪拌器后依次加入鈉基膨潤土、非離子聚丙烯酰胺、水解聚丙烯酰胺、 雙酚樹脂交聯(lián)劑、氯化銨、亞硝酸鈉、乳酸鉻交聯(lián)劑和草酸，攪拌30min即得到二次交聯(lián)化學(xué)法凍膠泡沫堵調(diào)液。二次交聯(lián)化學(xué)法凍膠泡沫堵調(diào)液的使用方法現(xiàn)場采用配液池人工加藥方式，所需設(shè)備包括配液池、清水池及泵車、罐車、壓力表等相關(guān)輔助設(shè)備。使用步驟(I)起出井內(nèi)原生產(chǎn)管柱，下通井規(guī)，通井至人工井底；(2)堵水管柱完成至設(shè)計深度，按規(guī)定安裝井口，上緊井口所有螺栓；(3)連接正擠、反洗管線，正注管匯試壓25MPa ；(4)試擠清水，測不同排量、壓力下的視吸水指數(shù)，確定工藝控制參數(shù)；(5)在配液池中配制設(shè)計量的二次交聯(lián)化學(xué)法凍膠泡沫堵調(diào)液，并攪拌均勻；(6)以正注方式和設(shè)計排量向地層注入攪拌好的堵調(diào)劑溶液；(7)頂替清水后關(guān)井候凝。
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使用條件油藏儲層溫度50 90°C。本發(fā)明的有益效果本發(fā)明二次交聯(lián)化學(xué)法凍膠泡沫堵調(diào)液，注入地層中，經(jīng)過兩次交聯(lián)過程形成高強度凍膠，因其強度在二次交聯(lián)后增加，能對高滲透層形成有效的封堵， 達到改善層內(nèi)矛盾，防止水過早侵入產(chǎn)油井。同時在自生氣發(fā)泡體系的作用下，氣體被形成的有機凍膠包覆，孔隙體和孔隙喉道處具有很多很薄的凍膠薄膜，最終形成以凍膠為外相的凍膠泡沫體系，比以水為外相的普通泡沫穩(wěn)定性好，并且堵調(diào)劑溶液在注入過程中的第一次交聯(lián)，克服了堵劑進入地層后易被地層水稀釋或沿高滲透層漏失的缺點。堵劑在地層溫度條件下產(chǎn)生自生氣起泡鼓起，吸附在微裂縫、小孔道上，擴大了對孔隙厚道的封堵半徑，提高了對產(chǎn)水孔道的封堵作用。室內(nèi)試驗結(jié)果表明，按配方比例配制的堵調(diào)劑在較寬溫度范圍和不同水質(zhì)條件下具有較好的適應(yīng)性。相同條件下，在堵調(diào)劑主體材料水解聚丙烯酰胺用量為O. 25%時，溶液密度由常規(guī)堵劑溶液的I. 12降至I. 06 ;凍膠粘度由IlOOOOmPa. S增加至186000mPa. S，凍膠體積增加26%。
具體實施例方式實施例I :二次交聯(lián)化學(xué)法凍膠泡沫堵調(diào)液，各組分質(zhì)量百分比為非離子聚丙烯酰胺(PAM)，分子量1200萬，用量O. 15% ;水解聚丙烯酰胺(HPAM)， 分子量1600萬，用量O. 1% ;雙酚樹脂交聯(lián)劑，用量O. 3% ;乳酸鉻交聯(lián)劑，用量O. 003% ;亞硝酸鈉，用量O. 2% ;氯化銨，用量O. 3% ;草酸，用量O. 016% ;鈉基膨潤土，用量O. 25% ;水為 98. 681%。雙酚樹脂交聯(lián)劑的制備方法分別稱取485質(zhì)量份的苯酚和23質(zhì)量份間苯二酚后倒入2000L搪瓷反應(yīng)釜，加熱至50°C使其熔融成液體。將35質(zhì)量份的氫氧化鈉加入盛有已熔融苯酚的反應(yīng)釜中，維持反應(yīng)釜溫度為50°C，攪拌反應(yīng)20min，稱取甲醛390質(zhì)量份倒入反應(yīng)釜，升高反應(yīng)釜溫度至60°C，繼續(xù)攪拌反應(yīng)50min，向反應(yīng)釜中加入15質(zhì)量份的堿性催化劑氫氧化銨，升高反應(yīng)釜溫度至70°C，恒溫攪拌反應(yīng)20min，最后加入100質(zhì)量份的甲醛后升高反應(yīng)溫度至90°C，恒溫攪拌反應(yīng)30min。得到樹脂交聯(lián)劑。乳酸鉻交聯(lián)劑的制備方法將1350質(zhì)量份乳酸加入2000L搪瓷反應(yīng)釜中，在攪拌下加入590質(zhì)量份重鉻酸鉀使其溶解，然后加入亞硝酸鈉460質(zhì)量份，升溫至85°C，保溫反應(yīng)8 12h后冷卻至室溫。制備的乳酸鉻交聯(lián)劑外觀為墨綠色粘稠溶液，控制有效成分 (Cr3+)濃度為 24 59g/L, pH 值 8. 5 9。二次交聯(lián)化學(xué)法凍膠泡沫堵調(diào)液的制備在帶有攪拌器的配液池中加入PH為 6. 5 7的水，啟動攪拌器后按設(shè)計量依次加入鈉基膨潤土、非離子聚丙烯酰胺、水解聚丙烯酰胺、雙酚樹脂交聯(lián)劑、氯化銨、亞硝酸鈉、乳酸鉻交聯(lián)劑和草酸，攪拌30min后得到二次交聯(lián)化學(xué)法凍膠泡沫堵調(diào)液。室內(nèi)試驗表明，在70°C時二次交聯(lián)化學(xué)法凍膠泡沫堵調(diào)液有一定的一次成膠能力 (C級)和較大的二次凍膠強度(G H級)，溶液密度降至I. 06，凍膠粘度為158000mPa. S， 凍膠體積增加20%。實施例2 :二次交聯(lián)化學(xué)法凍膠泡沫堵調(diào)液，各組分質(zhì)量百分比為非尚子聚丙烯酰胺(PAM),分子量1000萬,用量O. 15% ;水解聚丙烯酰胺(HPAM),分子量1800萬，用量O. 15%;;雙酚樹脂交聯(lián)劑，用量O. 35%;乳酸鉻交聯(lián)劑，用量O. 004%； 亞硝酸鈉，用量O. 3% ;氯化銨，用量O. 3% ;草酸，用量O. 018% ;鈉基膨潤土，用量O. 25% ； 水為 98. 478 % ο雙酚樹脂交聯(lián)劑、乳酸鉻交聯(lián)劑和二次交聯(lián)化學(xué)法凍膠泡沫堵調(diào)液的制備方法與實施例I相同。室內(nèi)試驗表明在75°C時二次交聯(lián)化學(xué)法凍膠泡沫堵調(diào)液有一定的一次成膠能力 (C級)和較大的二次凍膠強度(G H級)，溶液密度降至I. 00，凍膠粘度為161000mPa. S， 凍膠體積增加23%。實施例3 :二次交聯(lián)化學(xué)法凍膠泡沫堵調(diào)液，各組分質(zhì)量百分比為非離子聚丙烯酰胺(PAM)，分子量1300萬，用量O. 1% ;水解聚丙烯酰胺(HPAM)， 分子量1600萬，用量O. 2% ;雙酚樹脂交聯(lián)劑，用量O. 4% ;乳酸鉻交聯(lián)劑，用量O. 005% ;亞硝酸鈉，用量O. 4% ;氯化銨，用量O. 3% ;草酸，用量O. 018% ;鈉基膨潤土，用量O. 3% ;水為 98. 277%。雙酚樹脂交聯(lián)劑、乳酸鉻交聯(lián)劑和二次交聯(lián)化學(xué)法凍膠泡沫堵調(diào)液的制備方法與實施例I相同。室內(nèi)試驗表明在80°C時二次交聯(lián)化學(xué)法凍膠泡沫堵調(diào)液有一定的一次成膠能力 (D級)和較大的二次凍膠強度(G H級)，溶液密度降至I. 02，凍膠粘度為177000mPa. S， 凍膠體積增加24.5%。實施例4 :二次交聯(lián)化學(xué)法凍膠泡沫堵調(diào)液，各組分質(zhì)量百分比為非尚子聚丙烯酰胺(PAM),分子量1200萬,用量O. 25% ;水解聚丙烯酰胺(HPAM), 分子量1600萬，用量O. 2% ;雙酚樹脂交聯(lián)劑，用量O. 6% ;乳酸鉻交聯(lián)劑，用量O. 005% ;亞硝酸鈉，用量O. 6% ;氯化銨，用量O. 5% ;草酸，用量O. 02% ;鈉基膨潤土，用量O. 4% ;水為 97. 425%。雙酚樹脂交聯(lián)劑、乳酸鉻交聯(lián)劑和二次交聯(lián)化學(xué)法凍膠泡沫堵調(diào)液的制備方法與實施例I相同。室內(nèi)試驗表明在85°C時二次交聯(lián)化學(xué)法凍膠泡沫堵調(diào)液有一定的一次成膠能力 (D級)和較大的二次凍膠強度(H級)，溶液密度降至I. 06，凍膠粘度為185000mPa. S，凍膠體積增加25%。實施例5 :二次交聯(lián)化學(xué)法凍膠泡沫堵調(diào)液，各組分質(zhì)量百分比為非離子聚丙烯酰胺(PAM)，分子量1200萬，用量O. 25% ;水解聚丙烯酰胺(HPAM)， 分子量1800萬，用量O. 2% ;雙酚樹脂交聯(lián)劑，用量O. 8% ;乳酸鉻交聯(lián)劑，用量O. 006% ;亞硝酸鈉，用量O. 8% ;氯化銨，用量O. 6% ;草酸，用量O. 025% ;鈉基膨潤土，用量O. 2% ;水為 97. 119%。雙酚樹脂交聯(lián)劑、乳酸鉻交聯(lián)劑和二次交聯(lián)化學(xué)法凍膠泡沫堵調(diào)液的制備方法與實施例I相同。室內(nèi)試驗表明在90°C時二次交聯(lián)化學(xué)法凍膠泡沫堵調(diào)液有一定的一次成膠能力 (D級)和較大的二次凍膠強度(H I級)，溶液密度降至I. 05，凍膠粘度為177000mPa. S， 凍膠體積增加25.7%。由于不同油藏的不同井地質(zhì)特征各異，所以選用本發(fā)明進行處理時，需要進行有針對性的匹配實驗，調(diào)整到最佳效果。推薦使用配方為實施例I或在實施例5的基礎(chǔ)上進行的調(diào)整。
權(quán)利要求
1.一種二次交聯(lián)化學(xué)法凍膠泡沫堵調(diào)液，各組分質(zhì)量百分比為水解聚丙烯酰胺，分子量1600 1800萬，O. I O. 35%非尚子聚丙烯酸胺，分子量1000 1500萬,O. I O. 25% ；雙酚樹脂交聯(lián)劑，O. 2 I. 2% ;乳酸鉻交聯(lián)劑，O. 002 O. 006% ；亞硝酸鈉，O. 2 I. 1% ;氯化銨，O. 3 O. 8% ；草酸，O. 016 O. 025% ；鈉基膨潤土，O. 2 O. 4% ；其余為水；各組分質(zhì)量百分比之和為百分之百。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的二次交聯(lián)化學(xué)法凍膠泡沫堵調(diào)液，其特征是制備方法是 在帶有攪拌器的配液池中加入PH為6. 5 7的水，啟動攪拌器后依次加入鈉基膨潤土、非離子聚丙烯酰胺、水解聚丙烯酰胺、雙酚樹脂交聯(lián)劑、氯化銨、亞硝酸鈉、乳酸鉻交聯(lián)劑和草酸，攪拌30min即得到二次交聯(lián)化學(xué)法凍膠泡沫堵調(diào)液。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的二次交聯(lián)化學(xué)法凍膠泡沫堵調(diào)液，其特征是雙酚樹脂交聯(lián)劑的制備方法分別稱取480. O 490. O質(zhì)量份的苯酚和20. O 25. O質(zhì)量份間苯二酚后倒入2000L搪瓷反應(yīng)釜，加熱至50°C使其熔融成液體；將34. O 36. O質(zhì)量份的氫氧化鈉加入盛有已熔融苯酚的反應(yīng)釜中，維持反應(yīng)釜溫度為50°C，攪拌反應(yīng)20min，稱取甲醛 385. O 395. O質(zhì)量份倒入反應(yīng)釜，升高反應(yīng)釜溫度至60°C，繼續(xù)攪拌反應(yīng)50min，向反應(yīng)釜中加入14. 5 15. 5質(zhì)量份的堿性催化劑氫氧化銨，升高反應(yīng)釜溫度至70°C，恒溫攪拌反應(yīng)20min，最后加入98. 5 101. 5質(zhì)量份的甲醛后升高反應(yīng)溫度至90°C，恒溫攪拌反應(yīng) 30min ;得到樹脂交聯(lián)劑。
4.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的二次交聯(lián)化學(xué)法凍膠泡沫堵調(diào)液，其特征是乳酸鉻交聯(lián)劑的制備方法將1349. 5 1351. 5質(zhì)量份乳酸加入2000L搪瓷反應(yīng)釜中，在攪拌下加入 588. 5 592. 5質(zhì)量份重鉻酸鉀使其溶解，然后加入亞硝酸鈉455. O 465. O質(zhì)量份，升溫至85°C，保溫反應(yīng)8 12h后冷卻至室溫。
全文摘要
二次交聯(lián)化學(xué)法凍膠泡沫堵調(diào)液，應(yīng)用于油田非均質(zhì)油藏開發(fā)堵水調(diào)剖以及水平井層內(nèi)堵水。特征各組分質(zhì)量百分比為水解聚丙烯酰胺，0.1～0.35％，非離子聚丙烯酰胺，0.1～0.25％；雙酚樹脂交聯(lián)劑，0.2～1.2％；乳酸鉻交聯(lián)劑，0.002～0.006％；亞硝酸鈉，0.2～1.1％；氯化銨，0.3～0.8％；草酸，0.01～0.05％；鈉基膨潤土，0.2～0.4％；其余為水；各組分質(zhì)量百分比之和為百分之百。效果是注入地層中，經(jīng)過兩次交聯(lián)過程形成高強度泡沫凍膠，不僅能夠避免或防止注入過程中地層水對其造成的稀釋，而且能對高滲透層形成有效的封堵，同時自生氣被形成的有機凍膠包覆，形成以凍膠為外相的凍膠泡沫體系，防止水過早侵入產(chǎn)油井。
文檔編號C09K8/42GK102604606SQ20121003499
公開日2012年7月25日 申請日期2012年2月16日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月16日
發(fā)明者巨登峰, 張偉, 曹瑞民, 謝剛, 謝娟, 閆?？? 高孟祥, 魏愛軍 申請人:中國石油天然氣股份有限公司