[go: up one dir, main page]

CN109679603A - 一种复合离子聚合物凝胶及其制备方法 - Google Patents

一种复合离子聚合物凝胶及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN109679603A
CN109679603A CN201811453967.XA CN201811453967A CN109679603A CN 109679603 A CN109679603 A CN 109679603A CN 201811453967 A CN201811453967 A CN 201811453967A CN 109679603 A CN109679603 A CN 109679603A
Authority
CN
China
Prior art keywords
gel
water
reservoir
amphiprotic
rubber system
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201811453967.XA
Other languages
English (en)
Other versions
CN109679603B (zh
Inventor
刘义刚
张云宝
卢祥国
孟祥海
邹剑
黎慧
李彦阅
王婷婷
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
China National Offshore Oil Corp CNOOC
Northeast Petroleum University
CNOOC China Ltd Tianjin Branch
Original Assignee
China National Offshore Oil Corp CNOOC
Northeast Petroleum University
CNOOC China Ltd Tianjin Branch
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by China National Offshore Oil Corp CNOOC, Northeast Petroleum University, CNOOC China Ltd Tianjin Branch filed Critical China National Offshore Oil Corp CNOOC
Priority to CN201811453967.XA priority Critical patent/CN109679603B/zh
Publication of CN109679603A publication Critical patent/CN109679603A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN109679603B publication Critical patent/CN109679603B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K8/00—Compositions for drilling of boreholes or wells; Compositions for treating boreholes or wells, e.g. for completion or for remedial operations
    • C09K8/50—Compositions for plastering borehole walls, i.e. compositions for temporary consolidation of borehole walls
    • C09K8/504—Compositions based on water or polar solvents
    • C09K8/5045—Compositions based on water or polar solvents containing inorganic compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K8/00—Compositions for drilling of boreholes or wells; Compositions for treating boreholes or wells, e.g. for completion or for remedial operations
    • C09K8/50—Compositions for plastering borehole walls, i.e. compositions for temporary consolidation of borehole walls
    • C09K8/504—Compositions based on water or polar solvents
    • C09K8/506—Compositions based on water or polar solvents containing organic compounds
    • C09K8/508—Compositions based on water or polar solvents containing organic compounds macromolecular compounds
    • C09K8/5083—Compositions based on water or polar solvents containing organic compounds macromolecular compounds obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K8/00—Compositions for drilling of boreholes or wells; Compositions for treating boreholes or wells, e.g. for completion or for remedial operations
    • C09K8/50—Compositions for plastering borehole walls, i.e. compositions for temporary consolidation of borehole walls
    • C09K8/504—Compositions based on water or polar solvents
    • C09K8/506—Compositions based on water or polar solvents containing organic compounds
    • C09K8/508—Compositions based on water or polar solvents containing organic compounds macromolecular compounds
    • C09K8/512—Compositions based on water or polar solvents containing organic compounds macromolecular compounds containing cross-linking agents

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Processes Of Treating Macromolecular Substances (AREA)

Abstract

本发明涉及一种复合离子聚合物凝胶及其制备方法，主要用于油田开发过程中储层内高渗透条带或大孔道封堵。凝胶体系组份及质量百分含量以水为100％计量，加入丙烯酰胺3.4％～6.0％，聚合氯化铝1.0％～3.0％，N,N‑亚甲基双丙烯酰胺0.06％～0.4％，过硫酸铵0.05％～0.4％，尿素0.8％～1.5％。将凝胶体系注入地层或岩心，候凝1h～120h。凝胶适用油藏温度范围25℃～100℃，成胶时间可在1h～120h内调节。本发明的复合离子聚合物凝胶，成胶前其初始黏度低于10mPa.s，可以在储层岩石孔隙内发生交联反应，形成的凝胶具有优良封堵性和稳定性，适用于储层中高渗透条带或大孔道封堵。

Description

一种复合离子聚合物凝胶及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种复合离子聚合物凝胶及其制备方法，主要用于油田开发过程中储层内高渗透条带或大孔道封堵。
背景技术
国内外绝大多数油田都采取注水开发方式，目前国内主要油田都已经进入高含水或特高含水开发期。经历长期高强度注水或注聚冲刷作用，部分储层岩石结构遭到破坏，造成岩石胶结物和骨架颗粒发生运移，进而在近井地带形成高渗透条带或大孔道，这进一步加剧了储层非均质性，致使注入水或驱油剂沿大孔道突进，形成低效或无效循环，最终降低中低渗透层波及效率和采收率。因此，如何减少注入水在高渗透条带或大孔道内低效和无效循环、提高中低渗透层波及体积已成为油田开发过程中的主要技术难题之一。目前，油田上高渗透条带或大孔道治理用封堵剂主要包括聚合物凝胶和淀粉接枝共聚物凝胶等，前者强度较低，难以适应大孔道治理技术需求；后者强度性能明显提高，但初始黏度较高，注入性较差，易于造成非目的层伤害。因此，油田生产亟待开发一种封堵强度高、注入性好和成本低的凝胶体系。
发明内容
本发明目的在于解决现有封堵剂自身性能的不足，开发一种复合离子聚合物凝胶及其制备方法。该凝胶由主剂、“无机+有机”交联剂和助剂组成，主剂为丙烯酰胺，无机交联剂为聚合氯化铝，有机交联剂为N,N-亚甲基双丙烯酰胺，助剂为尿素和过硫酸铵。
本发明的凝胶体系组份及质量百分含量如下：
以水为100％计量，加入下述物质和含量：
丙烯酰胺3.4％～6.0％，
聚合氯化铝1.0％～3.0％，
N,N-亚甲基双丙烯酰胺0.06％～0.4％，
过硫酸铵0.05％～0.4％，
尿素0.8％～1.5％。
本发明的复合离子聚合物凝胶制备步骤如下：
(1)称量一定体积溶剂水，溶剂水可以是油田生产污水或注入清水；
(2)按照配方组成称量各种组份；
(3)将聚合氯化铝分散到溶剂水中，搅拌均匀，得到聚合氯化铝溶液；
(4)将尿素加入到聚合氯化铝溶液中，搅拌均匀，得到混合液；
(5)将丙烯酰胺、N,N-亚甲基双丙烯酰胺和过硫酸铵混合均匀，并将其加入到混合液中，搅拌均匀，得到凝胶体系。
将凝胶体系注入地层或岩心，候凝1h～120h；适用油藏温度范围25℃～100℃；成胶时间可在1h～120h内调节。
本发明的复合离子聚合物凝胶，成胶前其初始黏度低于10mPa.s，可以在储层岩石孔隙内发生交联反应，形成的凝胶具有优良封堵性和稳定性，适用于储层中高渗透条带或大孔道封堵。
与现有聚合物凝胶和淀粉接枝共聚物凝胶相比较，本凝胶具有以下优点：(1)耐温性(25℃～100℃)和稳定性较强；(2)成胶前初始黏度低于10mPa.s，注入性较好；(3)储层岩石孔隙内成胶效果较好，封堵强度较高；(4)原材料来源较广，成本较低，技术经济效果较好。
附图说明
图1：封堵效果特征曲线。
具体实施方式
实施例1：
(1)按照表1中离子组成配制注入模拟水，得到溶剂水；
(2)称取100g溶剂水和1.0g聚合氯化铝(1.0％聚合氯化铝)；
(3)将聚合氯化铝分散到溶剂水中，搅拌均匀，得到聚合氯化铝溶液；
(4)将0.8％(0.8g)尿素加入聚合氯化铝溶液中，搅拌均匀，得到混合液；
(5)称取3.4％(3.4g)丙烯酰胺、0.06％(0.06g)N,N-亚甲基双丙烯酰胺和0.05％(0.05g)过硫酸铵，混合均匀，将其加入混合液中，搅拌均匀，得到凝胶体系。
实施例2
(1)按照表1中离子组成配制注入模拟水，得到溶剂水；
(2)称取一定体积溶剂水和2.0％聚合氯化铝(实例中用100g水和2.0g聚合氯化铝)；
(3)将聚合氯化铝分散到溶剂水中，搅拌均匀，得到聚合氯化铝溶液；
(4)将1.0％(1.0g)尿素加入聚合氯化铝溶液中，搅拌均匀，得到混合液；
(5)称取5.0％(10.0g)丙烯酰胺、0.3％(0.3g)过硫酸铵和0.3％(0.3g)N,N-亚甲基双丙烯酰胺，混合均匀，将其加入混合液中，搅拌均匀，得到凝胶体系。
实施例3
(1)按照表1中离子组成配制注入模拟水，得到溶剂水；
(2)称取一定体积溶剂水和3.0％聚合氯化铝(实例中用100g水和3.0g聚合氯化铝)；
(3)将聚合氯化铝分散到溶剂水中，搅拌均匀，得到聚合氯化铝溶液；
(4)将1.5％(1.5g)尿素加入聚合氯化铝溶液中，搅拌均匀，得到混合液；
(5)称取6.0％(6.0g)丙烯酰胺、0.4％(0.4g)过硫酸铵和0.4％(0.4g)N,N-亚甲基双丙烯酰胺，混合均匀，将其加入混合液中，搅拌均匀，得到凝胶体系。
表1水质分析表
实施例4
(1)称取一定体积自来水和3.0％聚合氯化铝(实例中用100g水和3.0g聚合氯化铝)；
(2)将聚合氯化铝分散到溶剂水中，搅拌均匀，得到聚合氯化铝溶液；
(3)将1.5％(1.5g)尿素加入聚合氯化铝溶液中，搅拌均匀，得到混合液；
(4)称取6.0％(6.0g)丙烯酰胺、0.4％(0.4g)过硫酸铵和0.4％(0.4g)N,N-亚甲基双丙烯酰胺，混合均匀，将其加入混合液中，搅拌均匀，得到凝胶体系。
2、复合离子凝胶性能测试
(1)黏度
复合离子凝胶体系黏度与时间关系测试结果见表2。
表2实施例1粘度测试结果(mPa·s)
表3实施例2粘度测试结果(mPa·s)
表4实施例3粘度测试结果(mPa·s)
表5实施例4粘度测试结果(mPa·s)
从表2-5可以看出，复合离子凝胶体系初始黏度低于10.0mPa·s，成胶后黏度超过10×104mPa·s，注入水类型对复合离子凝胶体系成胶效果基本没影响。
(2)不同类型凝胶体系成胶效果对比
不同类型凝胶体系在岩心内成胶效果对比实验结果见表6，注入压力与PV数关系对比见图1。(选择复合离子凝胶与淀粉胶进行对比)
表6静态成胶实验效果
从表6可以看出，在凝胶注入阶段，与淀粉接枝共聚物凝胶体系相比较，复合离子凝胶体系注入压力(压力梯度)较低，表现出较好注入性。在后续水驱阶段，复合离子凝胶体系注入压力(压力梯度)远高于淀粉接枝共聚物凝胶体系的值。综上所述，复合离子凝胶体系不仅注入能力较强，而且封堵效果也较好(见图1)。
3、技术经济效果评价
与已有的淀粉接枝共聚物凝胶成本相比较，复合离子凝胶药剂费用较低，1m3工作液的药剂使用成本可降低20％，技术经济效果较好。
综上所述，本发明制得的复合离子聚合物凝胶体系初始黏度低(黏度小于10mPa·s)，在25℃～100℃条件下，通过调整体系配方，成胶时间1h～120h可控，成胶强度大于10万mPa·s，适用于储层中高渗透条带或大孔道封堵；复合离子凝胶体系与油田常用的调堵剂相比，总价较低，经济效果较好。

Claims (3)

1.一种复合离子聚合物凝胶；其特征是以水为100％计量，加入组份及质量百分含量如下：
丙烯酰胺3.4％～6.0％，
聚合氯化铝1.0％～3.0％，
N,N-亚甲基双丙烯酰胺0.06％～0.4％，
过硫酸铵0.05％～0.4％，
尿素0.8％～1.5％。
2.权利要求1的复合离子聚合物凝胶的制备方法，其特征是步骤如下：
(1)称量一定体积溶剂水；
(2)按照配方组成和含量称量各种组份；
(3)将聚合氯化铝分散到溶剂水中，搅拌均匀，得到聚合氯化铝溶液；
(4)将尿素加入到聚合氯化铝溶液中，搅拌均匀，得到混合液；
(5)将丙烯酰胺、N,N-亚甲基双丙烯酰胺和过硫酸铵混合均匀，并将其加入到混合液中，搅拌均匀，得到凝胶体系。
3.权利要求2的所述的方法，其特征是，溶剂水是油田生产污水或注入清水。
CN201811453967.XA 2018-11-30 2018-11-30 一种复合离子聚合物凝胶及其制备方法 Active CN109679603B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811453967.XA CN109679603B (zh) 2018-11-30 2018-11-30 一种复合离子聚合物凝胶及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811453967.XA CN109679603B (zh) 2018-11-30 2018-11-30 一种复合离子聚合物凝胶及其制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN109679603A true CN109679603A (zh) 2019-04-26
CN109679603B CN109679603B (zh) 2021-12-03

Family

ID=66185189

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201811453967.XA Active CN109679603B (zh) 2018-11-30 2018-11-30 一种复合离子聚合物凝胶及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN109679603B (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113234425A (zh) * 2021-04-09 2021-08-10 中国石油大学(华东) 一种中低渗油藏深部调剖用复合铝凝胶堵剂及其制备方法与应用

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA2864955A1 (en) * 2012-03-16 2013-09-19 Clariant International Ltd Method for reducing negative effects of natural pitch contaminants in both pulping and papermaking operations
CN104178098A (zh) * 2014-08-01 2014-12-03 克拉玛依市正诚有限公司 高强度凝胶调堵剂及其制备方法和使用方法
CN105712865A (zh) * 2014-12-02 2016-06-29 中国石油天然气股份有限公司 固体柠檬酸铝交联剂、其制备方法及其应用
CN107986418A (zh) * 2017-12-29 2018-05-04 柴建锋 一种聚合氯化铝改性pvc基絮凝剂及其制备方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA2864955A1 (en) * 2012-03-16 2013-09-19 Clariant International Ltd Method for reducing negative effects of natural pitch contaminants in both pulping and papermaking operations
CN104178098A (zh) * 2014-08-01 2014-12-03 克拉玛依市正诚有限公司 高强度凝胶调堵剂及其制备方法和使用方法
CN105712865A (zh) * 2014-12-02 2016-06-29 中国石油天然气股份有限公司 固体柠檬酸铝交联剂、其制备方法及其应用
CN107986418A (zh) * 2017-12-29 2018-05-04 柴建锋 一种聚合氯化铝改性pvc基絮凝剂及其制备方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
肖春妹等: "聚合氯化铝/聚丙烯酰胺复合絮凝剂处理废水的研究", 《黎明职业大学学报》 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113234425A (zh) * 2021-04-09 2021-08-10 中国石油大学(华东) 一种中低渗油藏深部调剖用复合铝凝胶堵剂及其制备方法与应用
CN113234425B (zh) * 2021-04-09 2023-02-28 中国石油大学(华东) 一种中低渗油藏深部调剖用复合铝凝胶堵剂及其制备方法与应用

Also Published As

Publication number Publication date
CN109679603B (zh) 2021-12-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102533233B (zh) 耐高温高矿化度的堵水调剖剂及其配制方法与应用
US20210115317A1 (en) Particulate profile control agent self-adaptive to size of formation pore throat and preparation method thereof
CN102838781B (zh) 适合聚合物交联的超高温有机锆交联剂及其制得的压裂液
CN104974724B (zh) 适用于中高温高盐低渗油藏的地下成胶封堵剂及其制法
CN106010485A (zh) 一种自胶结堵漏剂及堵漏方法
CN106317321B (zh) 用于制备井下交联复合凝胶的组合物以及由其制备的交联复合凝胶
CN109942739B (zh) 一种水玻璃-丙烯酸盐复合凝胶堵水剂及其制备方法
CN104910882A (zh) 一种柔性凝胶颗粒以及由其制成的柔性凝胶颗粒调堵剂
CN104610950A (zh) 一种悬浮凝胶颗粒调堵剂及其应用
CN104371699A (zh) 一种有机铝锆交联剂、制备方法及低分子聚合物压裂液
CN105038746A (zh) 一种冻胶型含油污泥调剖剂的制备方法
CN106634903A (zh) 一种互穿型聚合物网络体冻胶及其制备方法与应用
CN106749921A (zh) 一种调驱用接枝高分子微球及其制备方法
CN104232071A (zh) 一种超高温压裂液用非金属交联剂及压裂液、制备和应用
CN107011879A (zh) 一种耐高温高强度复合交联冻胶封隔剂及制备方法
CN106317315A (zh) 一种油藏裂缝封堵用封堵剂
CN105802598B (zh) 一种聚丙烯腈钠盐改性碱木素复合凝胶堵剂及其制备方法
CN107556996B (zh) 一种co2响应就地凝胶封窜剂及其制备方法与应用
CN112876612B (zh) 一种封堵裂缝用温敏性低滤失地下交联堵剂及其应用
CN109679603A (zh) 一种复合离子聚合物凝胶及其制备方法
CN112341997A (zh) 一种油基钻井液用抗高温凝胶堵漏剂及其制备方法与应用
CN109536144A (zh) 一种低温硫氧镁热固树脂胶凝体系及其制备方法
CN102181008B (zh) 一种修井堵漏用吸水树脂及其合成方法
CN104927005A (zh) 一种预交联凝胶体膨颗粒耐碱调剖剂及其制备方法与用途
CN111218265A (zh) 一种有机铬类堵水调剖剂及其制备方法和应用

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant