本發(fā)明屬于油氣田開發(fā)工程，具體屬于一種適用于高溫高鹽油藏堵水的緩交聯(lián)聚合物凍膠及應(yīng)用。

背景技術(shù)：

1、注水開發(fā)油田中后期通常會(huì)存在嚴(yán)重的水竄問題，需要采用聚合物凍膠進(jìn)行封堵。隨著勘探開發(fā)向高溫高鹽油藏進(jìn)軍，對(duì)聚合物凍膠的性能也提出了更高的要求，一方面凍膠在高溫高鹽下要有較好的穩(wěn)定性以延長(zhǎng)封堵有效期，另一方面還要有足夠長(zhǎng)的成膠時(shí)間以保證施工安全，實(shí)現(xiàn)深部調(diào)剖。然而，高溫下凍膠穩(wěn)定性和成膠時(shí)間的需求存在矛盾，通常為了增加凍膠穩(wěn)定性需要提高凍膠中聚合物和交聯(lián)劑的用量，而這會(huì)導(dǎo)致凍膠成膠時(shí)間過短；反之，為延長(zhǎng)成膠時(shí)間而降低聚合物和交聯(lián)劑用量則導(dǎo)致穩(wěn)定性差。目前，這一矛盾還尚未形成有效的解決方法。

2、為了改善凍膠在高溫高鹽條件下的穩(wěn)定性，將聚合物由常規(guī)的hpam轉(zhuǎn)向耐溫耐鹽聚合物，比如am-amps共聚物，am-amps-nvp共聚物等，使用的交聯(lián)劑也由無機(jī)金屬類交聯(lián)劑轉(zhuǎn)向有機(jī)酚醛類交聯(lián)劑。目前，科研工作者已經(jīng)做了很多關(guān)于耐溫耐鹽凍膠的研究，但其普遍關(guān)注的是溫度不超過130℃、礦化度不超過20×104mg/l的油藏條件，而有些油藏的溫度高達(dá)150℃、礦化度達(dá)到25×104mg/l。根據(jù)現(xiàn)有研究中凍膠在不同溫度、礦化度條件下的成膠時(shí)間，可以推測(cè)出這些凍膠在150℃、25×104mg/條件下的成膠時(shí)間遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于礦場(chǎng)施工要求的10h。例如，專利cn?111808585a公開了一種緩交聯(lián)耐溫鹽型高強(qiáng)度凍膠及制備方法及應(yīng)用，該凍膠在130℃條件下的成膠時(shí)間只有1.5～2h，無法滿足礦場(chǎng)施工要求。專利cn106749899a公開了一種抗高溫高鹽調(diào)剖堵水用聚合物成膠劑的制備方法，該凍膠在110℃、10×104mg/l條件下的成膠時(shí)間為15～24h，但是該專利沒有提供更高溫度和更高礦化度下的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，根據(jù)溫度對(duì)成膠時(shí)間的影響規(guī)律可以推測(cè)該體系在150℃條件下的成膠時(shí)間會(huì)遠(yuǎn)低于15h。專利cn105131921a公開了一種抗鹽抗高溫高強(qiáng)度凍膠堵水劑，該抗鹽抗高溫高強(qiáng)度凍膠堵水劑在溫度120℃、礦化度20×104mg/l條件下，成膠強(qiáng)度為4×104～10×104mpa·s，但成膠時(shí)間只有4～6h。專利cn103232839a公開了一種適于高溫高鹽油藏堵水調(diào)剖用的堵水劑，該堵水劑適用于90～150℃、礦化度大于2×105mg/l的油層堵水調(diào)剖，成膠時(shí)間在5～28h，形成的凍膠強(qiáng)度在0.060～0.085mpa，堵水劑整體性好，且對(duì)巖心的封堵率達(dá)到92％以上。但是該體系在150℃、清水中的成膠時(shí)間只有5.4h。因此，目前耐溫耐鹽凍膠的成膠時(shí)間無法滿足高溫高鹽油藏(溫度150℃、礦化度25×104mg/l)的施工要求，無法實(shí)現(xiàn)深部調(diào)剖，且容易引發(fā)施工事故。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的高鹽高鹽油藏堵水用凍膠成膠快、穩(wěn)定性差以及提高凍膠穩(wěn)定性與延緩成膠時(shí)間矛盾的問題，本發(fā)明提出了一種適用于高溫高鹽油藏堵水的緩交聯(lián)聚合物凍膠及應(yīng)用，該凍膠體系成膠時(shí)間長(zhǎng)、穩(wěn)定性好，對(duì)提高油氣采收率具有重要意義，可以在油氣田開發(fā)工程技術(shù)領(lǐng)域中進(jìn)一步提高原油采收率。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：一種適用于高溫高鹽油藏堵水的緩交聯(lián)聚合物凍膠，原料包括丙烯酰胺/2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸共聚物、酚醛復(fù)合交聯(lián)劑、除氧劑、交聯(lián)控制劑a、交聯(lián)控制劑b和余量的水組成，其中，所述交聯(lián)控制劑a為溴化烷基吡啶，所述交聯(lián)控制劑b為對(duì)甲苯磺酸鈉、異丙基苯磺酸鈉或水楊酸鈉。

3、進(jìn)一步的，以質(zhì)量百分比計(jì)，總量為100％，原料包括：0.5％～1.0％的丙烯酰胺/2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸共聚物，0.2％～0.8％的酚醛復(fù)合交聯(lián)劑，0.3％的除氧劑、0.2％～0.3％的交聯(lián)控制劑a、0.05％～0.075％的交聯(lián)控制劑b和余量的水組成。

4、進(jìn)一步的，酚醛復(fù)合交聯(lián)劑包括第一交聯(lián)劑和第二交聯(lián)劑，所述第一交聯(lián)劑為對(duì)苯二酚、間苯二酚、鄰苯二酚或連苯三酚；所述第二交聯(lián)劑為甲醛、烏洛托品或?qū)Ρ蕉兹?/p>

5、進(jìn)一步的，所述第一交聯(lián)劑與第二交聯(lián)劑的質(zhì)量比為1:1。

6、進(jìn)一步的，第一交聯(lián)劑為對(duì)苯二酚，第二交聯(lián)劑為烏洛托品。

7、進(jìn)一步的，所述交聯(lián)控制劑a為溴代十六烷基吡啶或溴代十八烷基吡啶中的一種。

8、進(jìn)一步的，所述丙烯酰胺/2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸共聚物中2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸的含量為50％-80％，分子量600萬-800萬。

9、進(jìn)一步的，所述除氧劑為硫脲。

10、進(jìn)一步的，所述凍膠體系在溫度150℃、25×104mg/l礦化度條件下的成膠時(shí)間在12h以上。

11、本發(fā)明還提供一種上述緩交聯(lián)聚合物凍膠在高溫高鹽油藏堵水中的應(yīng)用。

12、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明至少具有以下有益效果：

13、本發(fā)明提供一種適用于高溫高鹽油藏堵水的緩交聯(lián)聚合物凍膠，通過交聯(lián)劑、除氧劑、交聯(lián)控制劑a和交聯(lián)控制劑b和水構(gòu)建緩交聯(lián)體系，交聯(lián)控制劑a溴化烷基吡啶能夠在成膠液中形成膠束，而酚醛復(fù)合交聯(lián)劑能夠增溶在交聯(lián)控制劑a形成的膠束中，擴(kuò)散速度降低，交聯(lián)控制劑b對(duì)甲苯磺酸鈉還可以增加溴化烷基吡啶膠束聚集數(shù)的效果，強(qiáng)化膠束對(duì)交聯(lián)劑的增溶作用，進(jìn)而交聯(lián)劑生成酚醛預(yù)聚體的速率減緩，從而延緩酚醛預(yù)聚體與丙烯酰胺/2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸共聚物交聯(lián)反應(yīng)，最終實(shí)現(xiàn)的延緩凍膠成膠的目的，本發(fā)明的高溫高鹽油藏堵水用凍膠對(duì)提高油氣采收率具有重要意義，可以在油氣田開發(fā)工程技術(shù)領(lǐng)域中進(jìn)一步提高原油采收率。

14、本發(fā)明制得的高溫高鹽油藏堵水用凍膠的成膠時(shí)間長(zhǎng)，在溫度150℃、25×104mg/l礦化度條件下的成膠時(shí)間在12h以上，能夠滿足礦場(chǎng)施工時(shí)的注入時(shí)間要求，進(jìn)而保證施工安全，實(shí)現(xiàn)深部堵水；且其在高溫高鹽環(huán)境中穩(wěn)定性好，封堵能力強(qiáng)，在150℃、25×104mg/l礦化度條件下老化90天的脫水率不超過8％，在滲透率2μm2左右的巖心中堵水產(chǎn)生的突破壓力梯度高于60mpa/m，滿足凍膠堵水強(qiáng)度需求。

技術(shù)特征：

1.一種適用于高溫高鹽油藏堵水的緩交聯(lián)聚合物凍膠，其特征在于，原料包括丙烯酰胺/2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸共聚物、酚醛復(fù)合交聯(lián)劑、除氧劑、交聯(lián)控制劑a、交聯(lián)控制劑b和余量的水組成，其中，所述交聯(lián)控制劑a為溴化烷基吡啶，所述交聯(lián)控制劑b為對(duì)甲苯磺酸鈉、異丙基苯磺酸鈉或水楊酸鈉。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種適用于高溫高鹽油藏堵水的緩交聯(lián)聚合物凍膠，其特征在于，以質(zhì)量百分比計(jì)，總量為100％，原料包括：0.5％～1.0％的丙烯酰胺/2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸共聚物，0.2％～0.8％的酚醛復(fù)合交聯(lián)劑，0.3％的除氧劑、0.2％～0.3％的交聯(lián)控制劑a、0.05％～0.075％的交聯(lián)控制劑b和余量的水組成。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種適用于高溫高鹽油藏堵水的緩交聯(lián)聚合物凍膠，其特征在于，酚醛復(fù)合交聯(lián)劑包括第一交聯(lián)劑和第二交聯(lián)劑，所述第一交聯(lián)劑為對(duì)苯二酚、間苯二酚、鄰苯二酚或連苯三酚；所述第二交聯(lián)劑為甲醛、烏洛托品或?qū)Ρ蕉兹?/p>

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種適用于高溫高鹽油藏堵水的緩交聯(lián)聚合物凍膠，其特征在于，所述第一交聯(lián)劑與第二交聯(lián)劑的質(zhì)量比為1:1。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種適用于高溫高鹽油藏堵水的緩交聯(lián)聚合物凍膠，其特征在于，第一交聯(lián)劑為對(duì)苯二酚，第二交聯(lián)劑為烏洛托品。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種適用于高溫高鹽油藏堵水的緩交聯(lián)聚合物凍膠，其特征在于，所述交聯(lián)控制劑a為溴代十六烷基吡啶或溴代十八烷基吡啶中的一種。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種適用于高溫高鹽油藏堵水的緩交聯(lián)聚合物凍膠，其特征在于，所述丙烯酰胺/2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸共聚物中2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸的含量為50％-80％，分子量600萬-800萬。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種適用于高溫高鹽油藏堵水的緩交聯(lián)聚合物凍膠，其特征在于，所述除氧劑為硫脲。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種適用于高溫高鹽油藏堵水的緩交聯(lián)聚合物凍膠，其特征在于，所述凍膠體系在溫度150℃、25×104mg/l礦化度條件下的成膠時(shí)間在12h以上。

10.權(quán)利要求1～9中任一項(xiàng)所述的緩交聯(lián)聚合物凍膠在高溫高鹽油藏堵水中的應(yīng)用。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提出了一種適用于高溫高鹽油藏堵水的緩交聯(lián)聚合物凍膠及應(yīng)用，原料包括丙烯酰胺/2?丙烯酰胺?2?甲基丙磺酸共聚物、酚醛復(fù)合交聯(lián)劑、除氧劑、交聯(lián)控制劑A、交聯(lián)控制劑B和余量的水組成，其中，所述交聯(lián)控制劑A為溴化烷基吡啶，所述交聯(lián)控制劑B為對(duì)甲苯磺酸鈉、異丙基苯磺酸鈉或水楊酸鈉。本發(fā)明的凍膠體系成膠時(shí)間長(zhǎng)、穩(wěn)定性好，對(duì)提高油氣采收率具有重要意義，可以在油氣田開發(fā)工程技術(shù)領(lǐng)域中進(jìn)一步提高原油采收率。

技術(shù)研發(fā)人員：周代余,陶正武,伍藏原,邵光強(qiáng),葛際江,張?zhí)熨n,郭洪賓,王文慧
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中國石油天然氣股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/19