CN102604609B - 异部交联堵水调剖凝胶剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

异部交联堵水调剖凝胶剂，应用于油田采油井下堵水技术领域。制备方法：A、制备有机酸铝溶液：将六水三氯化铝、柠檬酸和水按质量份比0.6～0.8∶1∶50混合均匀，在常温下搅拌30分钟，得有机酸铝溶液。B、制备复合交联剂：在步骤A中制备的有机酸铝溶液中加入醋酸锌和α-羟基己二醛，有机酸铝溶液、醋酸锌和α-羟基己二醛的质量份比为50∶1.6～2.0∶3.0～5.0。常温下搅拌，得到复合交联剂。C、制备异部交联堵水调剖凝胶剂：向100质量份的水中缓慢加入0.2～0.8质量份的环状聚丙烯酰胺，搅拌；加入0.3～1.0质量份的复合交联剂；完成交联反应。效果是：能控制不同凝胶强度，实现不同延迟交联时间，达到堵水调剖工艺需要。

Description

异部交联堵水调剖凝胶剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及油田采油井下堵水技术领域，特别涉及一种适合超低渗油藏致密储层的异部交联堵水调剖凝胶剂。

背景技术

目前，长庆部分超低渗透油藏裂缝发育，在注水开发过程中，由于储层非均质性严重，注入水沿高渗透带窜流，导致注入水波及效果差，油井采出液体中含水量上升快，堵水调剖作为改善注水波及系数，提高注水开发效果的现实途径，难度大。

现用的堵水调剖方法，主要是通过无机有机颗粒和交联凝胶两种堵水调剖体系，通过不同的段塞组合的方式，可调控范围有限，实施下来整体表现为有效率低，且有效期短。目前国内外对低渗储层进行深部调剖的交联凝胶主要使用聚合物弱凝胶和胶态分散凝胶。这种凝胶强度低，主要适用于非均质性不太严重的油藏，以大剂量注入进行调驱。而非均质性较强、裂缝发育、水窜严重的超低渗透油藏，要求所用的凋堵剂具有一定强度，同时深部调剖注入堵剂量大，注入时间长，调堵剂应有合适的成胶时间和较高的封堵强度。

发明内容

本发明的目的是：提供一种异部交联堵水调剖凝胶剂，通过控制交联剂成份和加入比例，实现不同的凝胶强度，实现不同延迟的交联时间。适合超低渗油藏致密储层堵水调剖，满足不同的堵水调剖需要。

本发明采用的技术方案是：异部交联堵水调剖凝胶剂，各组分包括：

1、主剂：环状聚丙烯酰胺，环状聚丙烯酰胺是含有酰胺基和羧基两个不同的可交联官能团的环状阴离子型聚丙烯酰胺，北京希涛技术开发有限公司生产有产品并有销售。

2、六水三氯化铝(AlCl₃·6H₂O)，工业级，上海明太化工发展有限公司生产。

3、柠檬酸，工业级，吴江市润泰精细化工有限公司生产。

4、醋酸锌，工业级，山东格兰德生物科技有限公司生产。

5、pH值调节剂：浓度为2％的氢氧化钠水溶液，工业级，天津市申泰化学试剂有限公司生产。

6、α-羟基己二醛：老河口荆洪化工有限责任公司生产。

分子式：C₆H₁₀O₃分子结构式：

7、水。

异部交联堵水调剖凝胶剂的制备方法：

步骤A、制备有机酸铝溶液：将六水三氯化铝、柠檬酸和水按质量份比0.6～0.8∶1∶50混合均匀，在常温下搅拌30分钟，得有机酸铝溶液。

步骤B、制备复合交联剂：在步骤A中制备的有机酸铝溶液中加入醋酸锌和α-羟基己二醛，有机酸铝溶液、醋酸锌和α-羟基己二醛的质量份比为50∶1.6～2.0∶3.0～5.0。在常温下搅拌10分钟，得到复合交联剂。

步骤C、制备异部交联堵水调剖凝胶剂：在搅拌器搅拌条件下，向100质量份的水中缓慢加入0.2～0.8质量份的环状聚丙烯酰胺，搅拌2～6小时；然后，滴加浓度为2％的氢氧化钠水溶液，将pH调到5～8之间，搅拌均匀；最后，加入0.3～1.0质量份的复合交联剂；搅拌均匀；在50～60℃条件下完成交联反应，降至常温，得到异部交联堵水调剖凝胶剂。

异部交联堵水调剖凝胶剂的使用方法：

施工现场按施工设计要求的量准备材料，连接配液车管线后，利用配液漏斗向配液罐的清水中内缓慢添加异部交联堵水调剖凝胶剂，大排量循环30分钟，直接注入地层。异部交联堵水调剖凝胶剂在地层中缓慢交联成胶。

本发明的有益效果：本发明异部交联堵水调剖凝胶剂，主剂为含有两个不同的可交联官能团的环状阴离子型聚丙烯酰胺，通过配套可与两个官能团交联的复合交联剂，实现两个部位酰胺基和羧基的异部交联。在50～60℃条件下进行交联反应，控制交联剂中各成分之间的配比和交联剂加量。能控制不同凝胶强度，实现不同延迟交联时间1天到20天，达到堵水调剖工艺需要。

具体实施方式

以三次制备异部交联堵水调剖凝胶剂为例，对本发明作进一步详细说明。

实施例1：

步骤A、制备有机酸铝溶液：向2000kg水中加入24kg六水三氯化铝(AlCl₃·6H₂O)和40kg柠檬酸，常温下搅拌30分钟，得到2064kg有机酸铝溶液。

步骤B、制备复合交联剂：在步骤A中制备的2064kg有机酸铝溶液中加入70kg醋酸锌和140kgα-羟基己二醛，在常温下搅拌10分钟，得到2274kg复合交联剂。

步骤C、现场使用前进行制备。

现场准备十个配液罐，每个配液罐中备清水3×10⁴kg(30m³)，利用700型水泥车接配液漏斗向每个配液罐中加入60kg环状聚丙烯酰胺和100kg浓度为2％氢氧化钠水溶液，循环30分钟，将pH调到6，静置4小时。然后，向第一罐凝胶溶液中加入90kg复合交联剂，循环30分钟后，利用水泥车以50L/min的排量泵入实例井1。第一罐凝胶溶液剩余五分之一时，向第二罐凝胶溶液内加入90kg复合交联剂，并循环30分钟，依次类推。

实例井1累计泵注凝胶2.8×10⁵kg(280m³)。

实施例1的效果：实例井1完成泵注异部交联堵水调剖凝胶剂后，继续以50L/min泵注清水100m³，完成后关井。15天后开始注水，注水压力由之前的13.5MPa，升至15.2MPa，日注水量由21m³降至18m³并保持稳定，对应6口油井平均含水由83.4％降至50.6％，注水20天后，6口油井总产量由10.7t/d增至14.3t/d。

实施例2：

步骤A、制备有机酸铝溶液：向2000kg水中加入32kg六水三氯化铝(AlCl₃·6H₂O)和40kg柠檬酸，常温下搅拌30分钟，得到2072kg有机酸铝溶液。

步骤B、制备复合交联剂：在步骤A中制备的2072kg有机酸铝溶液中加入80kg醋酸锌和200kgα-羟基己二醛，在常温下搅拌10分钟，得到2352kg复合交联剂。

步骤C、现场使用过程：现场准备6具配液罐，每具备清水3×10⁴kg(30m³)，利用700型水泥车接配液漏斗向每具大罐中加入120kg环状聚丙烯酰胺和100升5％氢氧化钠水溶液，循环30分钟，制备凝胶基液1.8×10⁵kg(180m³)，静置4小时后，利用混砂车接700型水泥车以200L/min的排量泵注，此过程中混砂车液添泵以1.6L/min添加上述复合交联剂。实例井2累计泵注凝胶1.65×10⁵kg(165m³)。

实施例2的效果：实例井2完成泵注异部交联堵水调剖凝胶剂后，过顶替清水20m³，完成后关井。3天后开始采油，含水由措施前的92.1％降至46.9％，日产液由措施前15.2m³/d降至5.6m³/d，有效期达415天。

实施例3：

步骤A、制备有机酸铝溶液：向2000kg水中加入28kg六水三氯化铝(AlCl₃·6H₂O)和40kg柠檬酸，常温下搅拌30分钟，得到2068kg有机酸铝溶液。

步骤B、制备复合交联剂：在步骤A中制备的有机酸铝溶液中加入70kg醋酸锌和150kgα-羟基己二醛，在常温下搅拌10分钟，得到2288kg复合交联剂。

步骤C、现场使用过程：现场准备5具配液罐，每具备清水3×10⁴kg(30m³)，利用700型水泥车接配液漏斗向每具大罐中加入105kg环状聚丙烯酰胺和100kg 4.5％氢氧化钠水溶液，循环30分钟，制备凝胶基液1.5×10⁵kg(150m³)，静置4小时后，利用混砂车接700型水泥车以160L/min的排量泵注，此过程中混砂车液添泵以1.2L/min添加上述复合交联剂。实例井2累计泵注凝胶1.37×10⁵kg(137m³)。

实施例3的效果：实例井3完成泵注异部交联堵水调剖凝胶剂后，过顶替清水12m³，完成后关井。5天后开始采油，含水由措施前的87.3％降至31.6％，日产液由措施前8.3m³/d降至3.5m³/d，有效期达320天。

Claims (1)

1.一种异部交联堵水调剖凝胶剂的制备方法： 

步骤A、制备有机酸铝溶液：将六水三氯化铝、柠檬酸和水按质量份比0.6～0.8:1:50混合均匀，在常温下搅拌30分钟，得有机酸铝溶液； 

步骤B、制备复合交联剂：在步骤A中制备的有机酸铝溶液中加入醋酸锌和α-羟基己二醛，有机酸铝溶液、醋酸锌和α-羟基己二醛的质量份比为50:1.6～2.0:3.0～5.0 ，在常温下搅拌10分钟，得到复合交联剂； 

步骤C、制备异部交联堵水调剖凝胶剂：在搅拌器搅拌条件下，向100质量份的水中缓慢加入0.2～0.8质量份的环状聚丙烯酰胺，搅拌2～6小时；然后，滴加浓度为2%的氢氧化钠水溶液，将pH调到5～8之间，搅拌均匀；最后，加入0.3～1.0质量份的复合交联剂；搅拌均匀；在50～60℃条件下完成交联反应，降至常温，得到异部交联堵水调剖凝胶剂，所述环状聚丙烯酰胺是含有酰胺基和羧基两个不同的可交联官能团的环状阴离子型聚丙烯酰胺。