專利名稱：一種新型采油用無機-有機三元復(fù)合堵劑及制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種新型采油用無機-有機三元復(fù)合堵劑及制備方法。
背景技術(shù)：
目前，國內(nèi)的大部分油田已進(jìn)入了高含水或特高含水期開發(fā)階段產(chǎn)液量增加，產(chǎn) 油量減少，含水量超過80%，甚至高達(dá)90 %以上，產(chǎn)液量的增加直接導(dǎo)致地層能量降低，抽 油井泵效降低，管線和設(shè)備腐蝕和結(jié)垢加重，水處理量成本增加，投資費用增大，直接影響 原油的產(chǎn)量并導(dǎo)致油層最終采收率的降低。油井出水是注水(或注蒸汽)開發(fā)油田存在的一個普遍問題。在油田開發(fā)過程 中，當(dāng)油層原始能量開始降低后，需要人工向地層補注能量，即向油層注水，以提高原油采 收率。但是由于地層的非均質(zhì)性和流體流度的不同以及開采方式不當(dāng)，導(dǎo)致注入水沿高滲 透層或高滲透區(qū)不均勻地推進(jìn)，引起水錐、水竄、水指進(jìn)等現(xiàn)象的出現(xiàn)，使一些油井過早見 水或水淹。尤其是油田開采進(jìn)入中晚期后，油層出水已成為越來越嚴(yán)重的問題，油藏的層間 和層內(nèi)矛盾突出，已嚴(yán)重制約油田開發(fā)，社會經(jīng)濟效益也顯著降低。為了有效地封堵高滲透 層，調(diào)整好吸水剖面和產(chǎn)液剖面，改善水的波及體積，降低油井產(chǎn)水，提高原油的采收率，油 井堵水、注水井調(diào)剖已成為提高原油采收率的重要措施。堵水調(diào)剖技術(shù)一直是油田改善注 水開發(fā)效果、實現(xiàn)油藏穩(wěn)產(chǎn)的有效手段。交聯(lián)聚合物弱凝膠是目前國內(nèi)外應(yīng)用最廣泛的深部調(diào)剖改善水驅(qū)技術(shù)，但影響其 性能的因素多，針對性強，且多不抗鹽。硅酸鹽類堵劑由于具有低粘度、良好的化學(xué)穩(wěn)定性、 優(yōu)良的耐溫和抗機械性能、地面處理工藝簡單、成本低以及對環(huán)境友好等優(yōu)點，早在20世 紀(jì)70年代就開始在國內(nèi)外的油井堵水、調(diào)剖，抑制氣錐，穩(wěn)定油藏基巖以及穩(wěn)定粘土等方 面得到大量應(yīng)用。但硅酸鹽類堵劑也具有一些缺點膠凝時間短，形成的凝膠較硬易于破 裂，易于脫水收縮和由收縮引起堵劑性能隨時間改變等等。本文發(fā)明的堵劑由硅酸凝膠與 改性樹脂交聯(lián)的聚合物凍膠形成，有機凍膠和無機凝膠的網(wǎng)絡(luò)互相交織、穿插，提高了堵劑 的粘彈性。交聯(lián)劑為改性樹脂具有多個活性反應(yīng)點，與聚丙烯酰胺反應(yīng)時生成多個放射狀 的共價交聯(lián)鍵，交聯(lián)點具有柔性而且較強；硅酸鈉(水玻璃)沉積在交聯(lián)聚合物網(wǎng)絡(luò)內(nèi)，在 沉積過程中可吸附在聚合物分子鏈上，將分子鏈包埋，使整個網(wǎng)絡(luò)得到加強；網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的硅酸 鈉凝膠吸附、包裹水分子，從而減少游離水的含量，提高網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的強度和穩(wěn)定性。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是針對現(xiàn)有技術(shù)存在的上述缺陷，提供一種新型采油用無機_有 機三元復(fù)合堵劑及制備方法，在克服無機硅酸凝膠時間短、凝膠強度相對較弱的情況下，提 供一種在70°C以下凝膠時間相對較長(在6 8h)、凝膠強度較大，且凝膠具有一定韌性， 不易開裂的無機有機復(fù)合凝膠。一種新型采油用無機_有機三元復(fù)合堵劑，其技術(shù)方案是由水玻璃、聚丙烯酰 胺、水溶性酚醛樹脂、磷酸和水混合而成，其質(zhì)量百分比含量分別是8% 12%的水玻璃，其模數(shù)為3. 3,0. 0. 3%的聚丙烯酰胺、0. 3% 0. 8%的水溶性酚醛樹脂，磷酸用于調(diào) 節(jié)PH值。上述的酸采用磷酸，其水溶液濃度為5% 8%;當(dāng)然也可以采用鹽酸、硫酸或檸檬酸。另外，上述的調(diào)節(jié)pH值包括兩種情況，一種為堿性凝膠pH值在10. 5左右；一種 為酸性凝膠PH值在3左右。一種新型采油用無機_有機三元復(fù)合堵劑的制備方法，具體是將聚丙烯酰胺和酚 醛樹脂按比例混合，配制成一定量的水溶液，經(jīng)攪拌使其溶解后加入一定量的水玻璃，混合 均勻后放入干燥箱加熱2 3h后加入5% 8%的磷酸調(diào)節(jié)pH值至10. 5，制成堿性凝膠。一種新型采油用無機-有機三元復(fù)合堵劑的制備方法，將聚丙烯酰胺和酚醛樹脂 按比例混合，配制成一定量的水溶液，經(jīng)攪拌使其溶解后加入一定量的磷酸，混合均勻后放 入干燥箱加熱2 3h后加入稀釋2倍后的水玻璃調(diào)節(jié)pH值至3，制成酸性凝膠。本發(fā)明所提供的堵劑與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點與傳統(tǒng)的無機硅酸凝膠相比，其凝膠時間大大延長，在溫度80°C以下可達(dá)8小時； 與傳統(tǒng)的無機硅酸凝膠相比，其凝膠強度也明顯增大，且具有一定的粘彈性，不易破膠；因 為堵劑的主體是無機材料，其成本較低廉；另外本發(fā)明的堵劑具有良好的熱穩(wěn)定性，固化后 在60°C放置兩個月，只有少量水析出，且強度無明顯變化；由于硅酸凝膠本身堿性太強，所 以本文通過酸調(diào)節(jié)其PH值，且制備pH值在10. 5附近的堿性凝膠和pH值在3左右的酸性 凝膠，因此適用于不同的地層環(huán)境。
具體實施例方式實施例1 首先稱取0. Ig的聚丙烯酰胺、0. 5g酚醛樹脂，配制成IOOml的水溶液， 經(jīng)攪拌溶解后加入IOml的水玻璃，在60°C下加熱2 3h后在攪拌條件下加入18ml 5%的 磷酸溶液，即得PH值為10. 5的堿性凝膠。實施例2 首先稱取0. Ig的聚丙烯酰胺、0. 5g酚醛樹脂，配制成IOOml的水溶液， 經(jīng)攪拌溶解后加入IOml的水玻璃，在60°C下加熱2 3h后在攪拌條件下加入28ml 85% 的檸檬酸溶液，即得PH值為10. 0的堿性凝膠。實施例3 首先稱取0. 2g的聚丙烯酰胺、0. Sg酚醛樹脂，配制成IOOml的水溶液， 經(jīng)攪拌溶解后加入12ml的水玻璃，在60°C下加熱2 3h后在攪拌條件下加入18ml 5%的 磷酸溶液，即得PH值為10. 5的堿性凝膠。實施例4 首先稱取0. Ig的聚丙烯酰胺、0. 5g酚醛樹脂、3ml磷酸，配制成IOOml 的水溶液，經(jīng)攪拌溶解后在60°C下加熱2 3h，之在攪拌條件下加入18ml稀釋2倍的水玻 璃，即得PH值為3的酸性凝膠。實施例5 首先稱取0. Ig的聚丙烯酰胺、0. 5g酚醛樹脂、5ml磷酸，配制成IOOml 的水溶液，經(jīng)攪拌溶解后在60°C下加熱2 3h，之在攪拌條件下加入35ml稀釋2倍的水玻 璃，即得PH值為3的酸性凝膠。上述實施例與傳統(tǒng)的無機硅酸凝膠相比，其凝膠時間大大延長，在溫度80°C以下 可達(dá)8小時；與傳統(tǒng)的無機硅酸凝膠相比，其凝膠強度也明顯增大，且具有一定的粘彈性， 不易破膠；因為堵劑的主體是無機材料，其成本較低廉；另外本發(fā)明的堵劑具有良好的熱穩(wěn)定性，固化后在60°C放置兩個月，只有少量水析出，且強度無明顯變化；由于硅酸凝膠本 身堿性太強，所以本文通過酸調(diào)節(jié)其PH值，且制備pH值在10. 5附近的堿性凝膠和pH值在 3左右的酸性凝膠，因此適用于不同的地層環(huán)境。
權(quán)利要求
一種新型采油用無機-有機三元復(fù)合堵劑，其特征是由水玻璃、聚丙烯酰胺、水溶性酚醛樹脂、磷酸和水混合而成，各組分的質(zhì)量百分比含量分別是8％～12％的水玻璃，采用的水玻璃模數(shù)為3.3、0.1％～0.3％的聚丙烯酰胺、0.3％～0.8％的水溶性酚醛樹脂，磷酸用于調(diào)節(jié)pH值。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型采油用無機_有機三元復(fù)合堵劑，其特征是所述的酸 是磷酸，其水溶液濃度為5 % 8 %。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型采油用無機_有機三元復(fù)合堵劑，其特征是所述的酸 可以采用鹽酸、硫酸或檸檬酸。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的新型采油用無機-有機三元復(fù)合堵劑，其特征是所 述的調(diào)節(jié)PH值包括兩種情況，一種為堿性凝膠pH值在10. 5左右；一種為酸性凝膠pH值 在3左右。
5.一種新型采油用無機_有機三元復(fù)合堵劑的制備方法，其特征是將聚丙烯酰胺和 酚醛樹脂按比例混合，配制成一定量的水溶液，經(jīng)攪拌使其溶解后加入一定量的水玻璃，混 合均勻后放入干燥箱加熱2 3h后加入5% 8%的磷酸調(diào)節(jié)pH值至10. 5，制成堿性凝 膠。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的新型采油用無機-有機三元復(fù)合堵劑的制備方法，其特征是 將0. 0. 3%的聚丙烯酰胺、0. 5% 0. 8%的水溶性酚醛樹脂配制成一定量的水溶液， 攪拌使其溶解后加入8% 12%的水玻璃，其模數(shù)為3. 3，在50°C 80°C條件下加熱2 3h，攪拌均條件下加入3% 8%的磷酸調(diào)節(jié)pH值至10. 5，制成堿性凝膠，以上均采用質(zhì)量 百分比。
7.一種新型采油用無機_有機三元復(fù)合堵劑的制備方法，其特征是將聚丙烯酰胺和 酚醛樹脂按比例混合，配制成一定量的水溶液，經(jīng)攪拌使其溶解后加入一定量的磷酸，混合 均勻后放入干燥箱加熱2 3h后加入稀釋2倍后的水玻璃調(diào)節(jié)pH值至3，制成酸性凝膠。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的新型采油用無機_有機三元復(fù)合堵劑的制備方法，其特征 是將0. 0. 3%的聚丙烯酰胺、0. 5% 0. 8%的水溶性酚醛樹脂，配制成一定量的水 溶液，攪拌使其溶解后加入3% 8%的磷酸，其模數(shù)為3. 3，在50°C 80°C條件下加熱2 3h，之后加入稀釋二倍的水玻璃調(diào)節(jié)pH值至3，制成酸性凝膠，以上均采用質(zhì)量百分比。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種新型采油用無機-有機三元復(fù)合堵劑及制備方法。其技術(shù)方案是由水玻璃、聚丙烯酰胺、水溶性酚醛樹脂、磷酸和水混合而成，各組分的含量分別是8％～12％的水玻璃，其模數(shù)為3.3、0.1％～0.3％的聚丙烯酰胺、0.3％～0.8％的水溶性酚醛樹脂，磷酸用于調(diào)節(jié)pH值。在克服無機硅酸凝膠時間短、凝膠強度相對較弱的情況下，提供一種在70℃以下凝膠時間相對較長、凝膠強度較大，且凝膠具有一定韌性，不易開裂的無機有機復(fù)合凝膠，適用于不同的地層環(huán)境。
文檔編號C09K8/46GK101880522SQ20101020791
公開日2010年11月10日 申請日期2010年6月12日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月12日
發(fā)明者何婷婷, 孔瑛, 李文江 申請人:中國石油大學(xué)(華東)