一种堵水剂及其制备方法与流程

本发明涉及油田调剖堵水领域，特别涉及一种堵水剂及其制备方法。

背景技术：

1、西北油田缝洞型碳酸盐岩油藏具有高温、高压、高矿化度等显著地质特征，加之多重孔隙介质油藏地质沉积构造、储集体空间展布以及内部尺度变化区别于常规单孔隙介质砂岩油藏，油井堵水在压力梯度分布、油水选择性以及堵剂靶向安放等方面与水井调剖不同。针对缝洞型碳酸盐岩油藏整体发育大型裂缝、溶洞储集体而言，堵水作为一种较为有效的降水增油主导措施而被广泛研究。该类型油藏地质具有以下特点：埋深大(5000-8000m)、温度高(120-150℃)、矿化度高(20-22万mg/l)、压力高(50-70mpa)；溶洞-裂缝组合、尺度复杂多变、连通形式多样；水体能量强，平剖面矛盾突出，油水分布差异显著。

2、面对高温深井以及西北油田缝洞型碳酸盐岩油藏的地层水质为氯化钙水型环境，导致传统凝胶堵水体系存在以下技术缺陷：(1)聚合物分子链暴露于高含量金属离子环境下，酰胺基、羧基等侧基易受二价钙镁离子攻击而水解、沉淀，从而容易出现“摊煎饼”现象，难以在三维空间体型缝洞位置形成高强韧封堵结构，难以形成有效滞留，并且长期稳定性降低；(2)高温加快丙凝类单体聚合反应速率，易于在泵注过程中爆聚成胶，异常胶凝堵塞井筒；(3)传统凝胶体系受高温影响致使成胶前粘度过低，前沿位置不耐水体冲刷，抗冲稀能力差，导致成胶时间延后、封堵强度降低，不利于形成高滞留强稳定的挡板凝胶体系；(4)西北油田缝洞型碳酸盐岩油藏的高矿化度地质特征抑制了粘土矿金属阳离子在水溶剂中的分散性能。随着水溶液中电解质浓度的增加，金属离子水化与粘土水化争夺水分子，使粘土直连吸附水分子的能力降低，其次阳离子数目增多，挤压扩散层，导致粘土的水化膜减薄、水化能力减弱，因此在西北油藏特殊的高矿化度地质条件下，使用粘土矿提高水体液相粘度实现抗冲稀的方法并不可行。

技术实现思路

1、本发明之一提供了一种堵水剂的制备方法，其包括如下步骤：

2、1)将水、第一螯合剂、聚合单体、一级交联剂、引发剂和促进剂混合均匀，得到a液；

3、2)将水、第二螯合剂、交联聚合物、二级交联剂和稳定剂混合均匀，得到b液；

4、3)将a液和b液混合均匀，得到所述堵水剂。

5、在一个具体实施方式中，所述第一螯合剂和所述第二螯合剂独立地为碳酸钠。

6、在一个具体实施方式中，所述聚合单体为酰胺类单体、磺酸盐类单体和疏水缔合单体。

7、在一个具体实施方式中，所述酰胺类单体为丙烯酰胺和/或n,n-二甲基丙烯酰胺。

8、在一个具体实施方式中，所述磺酸盐类单体为3-烯丙氧基-2-羟基-1-丙磺酸钠、苯乙烯磺酸钠和烯丙基磺酸钠中的至少一种。

9、在一个具体实施方式中，所述疏水缔合单体为十八烷基三甲基氯化铵和/或十六烷基三甲基溴化铵中的至少一种。

10、在一个具体实施方式中，以所述聚合单体的质量计作100％，所述丙烯酰胺类单体的含量为60％至78％，所述磺酸盐类单体的含量为20％至35％，所述疏水缔合单体的含量为2％至5％。

11、在一个具体实施方式中，所述一级交联剂为n,n-亚甲基双丙烯酰胺。

12、在一个具体实施方式中，所述二级交联剂为六次甲基四胺、间苯二酚、对苯二胺、乙酸锆和乙酸铬中的至少一种。

13、在一个具体实施方式中，所述引发剂为过氧化二异丙苯和/或过氧化氢叔丁醇。

14、在一个具体实施方式中，所述促进剂为四甲基乙二胺。

15、在一个具体实施方式中，所述交联聚合物为部分水解聚丙烯酰胺、部分水解聚丙烯腈和丙烯酰胺-丙烯酸-十八烷基三甲基氯化铵共聚物中的至少一种。

16、在一个具体实施方式中，所述部分水解聚丙烯酰胺的黏均分子量为1500万至1800万，水解度为20％至25％。

17、在一个具体实施方式中，所述部分水解聚丙烯腈的黏均分子量为1500万至1800万，水解度为35％至40％。

18、在一个具体实施方式中，所述丙烯酰胺-丙烯酸-十八烷基三甲基氯化铵共聚物的黏均分子量为1500万至1800万。

19、在一个具体实施方式中，所述稳定剂为硫脲。

20、在一个具体实施方式中，以所述a液的质量计作100％，所述第一螯合剂的含量为2％至4％，所述聚合单体的含量为3％至6％。

21、在一个具体实施方式中，以所述聚合单体的质量计作100％，所述一级交联剂的含量为1％至5％；所述促进剂的含量为0.1％至0.2％，所述引发剂的含量为0.5％至1％。

22、在一个具体实施方式中，以所述b液的质量计作100％，所述第二螯合剂的含量为3％至6％，所述交联聚合物的含量为0.4％至1.2％，所述二级交联剂的含量为0.5％至1.5％；所述稳定剂的含量为0.05％至0.1％。

23、本发明之二提供了根据本发明之一中任意一项所述的制备方法制备得到的所述堵水剂。

24、本发明的有益效果：

25、(1)优良的抗水冲稀能力。常规聚合物凝胶型堵水剂主要有聚合物交联体系和单体聚合体系，往往选用水溶性聚合物或单体作为反应试剂，高温环境与地层水接触后受分散、稀释作用，凝胶质量变差甚至难以成胶。本发明采用预交联弱凝胶作为一级结构，注入水被机械地包藏于具有多孔结构的凝胶的孔洞之中，提高了抗地层水冲稀的能力。

26、(2)优良的堵水能力。六亚甲基四胺等二级水溶性交联剂潜藏于预交联弱凝胶的内部，随环境温度升高，反应活性物质或触媒被释放，醛基或芳香胺基团等与一级结构中酰胺基团反应形成二级互穿交联网络，进一步提高了堵水剂的强度，发挥前置挡板的作用。

27、(3)具有一定的凝胶时间调控能力。酰胺基团高温水解形成羧酸基团，使得反应活性降低，引起凝胶强度降低。利用部分水解聚丙烯腈中氰基可水解为酰胺基的特征，同时，六亚甲基四胺交联剂随温度升高水解生成可反应的醛基，从而预留更多的潜在的反应活性位点，提高了高温环境凝胶时间的调控能力。

技术特征：

1.一种堵水剂的制备方法，其包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述第一螯合剂和所述第二螯合剂独立地为碳酸钠。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述聚合单体为酰胺类单体、磺酸盐类单体和疏水缔合单体；

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述一级交联剂为n,n-亚甲基双丙烯酰胺；和/或

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述引发剂为过氧化二异丙苯和/或过氧化氢叔丁醇。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述促进剂为四甲基乙二胺。

7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述交联聚合物为部分水解聚丙烯酰胺、部分水解聚丙烯腈和丙烯酰胺-丙烯酸-十八烷基三甲基氯化铵共聚物中的至少一种；

8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述稳定剂为硫脲。

9.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，以所述a液的质量计作100％，所述第一螯合剂的含量为2％至4％，所述聚合单体的含量为3％至6％；

10.根据权利要求1至9中任意一项所述的制备方法制备得到的所述堵水剂。

技术总结
本发明提供了一种堵水剂及其制备方法，所述堵水剂的制备方法包括如下步骤：1)将水、第一螯合剂、聚合单体、一级交联剂、引发剂和促进剂混合均匀，得到A液；2)将水、第二螯合剂、交联聚合物、二级交联剂和稳定剂混合均匀，得到B液；3)将A液和B液混合均匀，得到所述堵水剂。

技术研发人员：石鑫,伍亚军,李亮,何龙,杨祖国,王博远
受保护的技术使用者：中国石油化工股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/12/5