用油田回注水配制的自生氣泡沫凍膠調(diào)剖劑及其制備方法與應(yīng)用的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及一種用油田回注水配制的自生氣泡沫凍膠調(diào)剖劑及其制備方法與應(yīng)用。該自生氣泡沫凍膠調(diào)剖劑組成為：聚丙烯酰胺0.1-0.3%，交聯(lián)劑0.1-0.3%，NH4Cl2.0%，NaNO21.6%，催化劑0.05-0.15%，起泡劑0.2-0.5%，穩(wěn)定劑1-5%，其余為油田回注水；其制備方法為先用油田回注水將聚丙烯酰胺溶解，再加入其他組分溶解均勻。該自生氣泡沫凍膠調(diào)剖劑用于油田注水井調(diào)剖,還可用于壓裂、酸化或驅(qū)油增產(chǎn)；該泡沫凍膠調(diào)剖劑抗鹽性好，可用高礦化度高溫的油田回注水配液，節(jié)約水資源、減少油水污染；在高溫下放置較長(zhǎng)時(shí)間不交聯(lián)，保障施工安全；注入地層后泡沫與凍膠交聯(lián)同時(shí)形成，泡沫在凍膠中分散均勻、強(qiáng)度好。
【專(zhuān)利說(shuō)明】用油田回注水配制的自生氣泡沬凍膠調(diào)剖劑及其制備方法與應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及可用于油田注水井調(diào)剖的、用油田回注水配制的自生氣泡沫凍膠的制備，屬于油田化學(xué)泡沫凍膠調(diào)剖劑【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]泡沫凍膠是一種氣體均勻分散在凝膠中的分散體系，它是由起泡劑、交聯(lián)劑和高分子溶液在氣體作用下發(fā)泡形成的。高分子與交聯(lián)劑形成的高強(qiáng)度的聚合物網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，對(duì)泡沫液膜具有很好的穩(wěn)定性，同時(shí)在起泡劑的協(xié)同作用下，增加了液膜的抗沖擊能力，使泡沫更加穩(wěn)定。
[0003]泡沫凍膠層內(nèi)封堵的機(jī)理主要是:泡沫凍膠在水濕孔隙介質(zhì)中，聚合物凝膠粘附在孔隙內(nèi)壁，占據(jù)了孔隙喉道，充滿(mǎn)了孔隙空間，在巨大的毛細(xì)管壓力作用下阻止了非濕氣相的通過(guò)，橫跨在兩個(gè)孔喉處的凝膠被看作是一個(gè)凝膠透鏡。泡沫凍膠在多孔介質(zhì)中能覆蓋在多孔介質(zhì)壁上，并且在喉道中形成Jamin效應(yīng)，除去驅(qū)動(dòng)流體的竄流通道，使得流體在高滲透層中變?yōu)椴豢闪鲃?dòng)，提高波及效率，并具有穩(wěn)定性好、強(qiáng)度高的特點(diǎn)，是一種良好的選擇性調(diào)剖劑。泡沫凍膠破壞后釋放出氣體、表面活性劑和凝膠殘余物，氣體可以增加儲(chǔ)層能量，推動(dòng)原油流動(dòng)；凝膠殘余物具有較好的流動(dòng)性能，能夠改善水油流度比，起到驅(qū)替作用。
[0004]泡沫凍膠調(diào)剖劑對(duì)層間、層內(nèi)矛盾突出，含油飽和度差異大的地層具有很好的選擇性封堵能力。泡沫凍膠在 多孔介質(zhì)中能覆蓋在多孔介質(zhì)壁上，并且在喉道中形成Jamin效應(yīng)，可使得流體在高滲透層中變?yōu)椴豢闪鲃?dòng)，并具有穩(wěn)定性好、強(qiáng)度高的特點(diǎn)，是一種良好的選擇性調(diào)剖劑。
[0005]2005年，趙仁保等人在《油田化學(xué)》第22卷第4期第362-365頁(yè)上發(fā)表“自生氣凝膠泡沫體系單液法深部調(diào)剖劑可行性研究”的文章，提出利用以石灰水處理油田回注污水時(shí)產(chǎn)生的污泥，制備自生氣凝膠泡沫體系，用作單液法深部調(diào)剖劑，其組成為:62%碳酸鈣和15%碳酸鎂的污泥+8%鹽酸或8%鹽酸+3.2%水玻璃+起泡劑非離子表面活性劑NP-15。
[0006]以上現(xiàn)有技術(shù)可形成自生氣的聚合物網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的泡沫，用于油田油井調(diào)剖堵水。但是，為了節(jié)約水資源、減少油田污水對(duì)環(huán)境的污染、降低成本，目前很多油田都要求用油田回注水配制調(diào)剖劑液體，由于回注水含鹽量高且水溫高，現(xiàn)有技術(shù)無(wú)法達(dá)到這個(gè)要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提出一種可用于油田注水井調(diào)剖的用油田回注水配制的自生氣泡沫凍膠調(diào)剖劑。
[0008]本發(fā)明還提供所述自生氣泡沫凍膠調(diào)剖劑的制備方法及應(yīng)用。
[0009]本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
[0010]一種自生氣泡沫凍膠調(diào)剖劑，按質(zhì)量百分比原料組成如下:[0011]聚丙烯酰胺0.1-0.3%，丙二酸鉻交聯(lián)劑 0.1-0.3%，NH4Cl2.0%，NaNO2L 6%，催化劑
0.05-0.15%，起泡劑0.2-0.5%，穩(wěn)定劑1_5%，其余為油田回注水。
[0012]所述聚丙烯酰胺的水解度為15-30%，分子量在1000萬(wàn)-2000萬(wàn)之間；
[0013]所述的丙二酸鉻交聯(lián)劑的Cr3+離子濃度為20_40g/L ；
[0014]所述的催化劑為丙酸或丁酸；
[0015]所述的起泡劑為十二烷基苯磺酸鈉(SDBS)、α -烯烴磺酸鈉(A0S)、十二烷基磺酸鈉(AS)、或烷基酚聚氧乙烯醚(0Ρ-10)。
[0016]所述的穩(wěn)定劑為乙二胺四乙酸二鈉鹽(EDTA)、氨基三乙酸(NTA)或葡萄糖酸鈉。
[0017]根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的，所述聚丙烯酰胺，水解度27-28%，分子量1500萬(wàn)。
[0018]根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的，丙二酸鉻交聯(lián)劑的Cr3+離子濃度在35g/L ;粘度在86mPaS。
[0019]根據(jù)本發(fā)明，進(jìn)一步優(yōu)選的，一種自生氣泡沫凍膠調(diào)剖劑，按質(zhì)量百分比原料組成如下:
[0020]聚丙烯酰胺，水解度27-28%，分子量1500萬(wàn)，0.2% ;丙二酸鉻交聯(lián)劑0.2% ;NH4Cl2.0% ；NaNO21.6% ;丙酸或丁酸0.1% ；0P-100.3% ;葡萄糖酸鈉或氨基三乙酸3% ;其余為油田回注水。
[0021]根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的，所述的丙二酸鉻交聯(lián)劑按以下方法制備:
[0022]將55_60g丙二酸加入裝有回流冷凝器、溫度計(jì)的三口燒瓶中，在攪拌下加入18-21g重鉻酸鈉，IOOmL /K，完全溶解后加入40_42g亞硫酸鈉，加入5-10g乳酸、3_4g丙三醇，升溫至60-70°C，攪拌下保溫反應(yīng)8-10h，冷卻至室溫，Cr3+離子濃度控制在20_40g/L，即得。
[0023]本發(fā)明所制備的丙二酸鉻交聯(lián)劑外觀為墨綠色粘稠液體，粘度在50-200mPa.S (25 °C IlJ)。
[0024]根據(jù)本發(fā)明，一種自生氣泡沫凍膠調(diào)剖劑的制備方法，先用油田回注水將聚丙烯酰胺溶解完全，再加入其他各組分，溶解均勻。
[0025]本發(fā)明的自生氣泡沫凍膠調(diào)剖劑的應(yīng)用，用于油田壓裂、酸化、調(diào)剖或驅(qū)油增產(chǎn)生產(chǎn)。
[0026]本發(fā)明的自生氣泡沫凍膠調(diào)剖劑應(yīng)用，主要用于油田50-80°C的注水井調(diào)剖。
[0027]本發(fā)明的自生氣泡沫凍膠調(diào)剖劑應(yīng)用時(shí)，最好用現(xiàn)場(chǎng)新鮮配制調(diào)剖劑，壓入井下即可。
[0028]本發(fā)明的泡沫凍膠調(diào)剖劑在50-80°C條件下，在交聯(lián)劑和催化劑的作用下形成凍膠狀交聯(lián)聚合物，并生成氮?dú)?，形成泡沫，無(wú)需另外注入氣體。本發(fā)明的泡沫凍膠的形成過(guò)程如下:
[0029]NH4Cl和NaNO2混合后，在酸催化劑的控制下會(huì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，放出氣體:
[0030]
NH4Cl + NaNO2 H+ > N2| + NaCl + H2O
[0031]生成的氮?dú)庠谄鹋輨┑拇嬖谙拢纬膳菽?br> [0032]在生成泡沫的同時(shí)，聚丙烯酰胺與交聯(lián)劑形成凍膠，因而泡沫分散在凍膠中，形成泡沫凍膠。
[0033]本發(fā)明具有以下優(yōu)良效果:[0034]1、本發(fā)明的丙酸或丁酸催化劑有兩個(gè)作用:調(diào)節(jié)調(diào)剖劑的交聯(lián)時(shí)間、控制自生氣的產(chǎn)生時(shí)間；本發(fā)明的丙二酸鉻交聯(lián)劑中加入了乳酸、丙三醇，本發(fā)明的體系中還加入了多元羧酸穩(wěn)定劑，不但延遲了交聯(lián)時(shí)間，而且使得自生氣調(diào)剖劑可以在較高的溫度下可放置較長(zhǎng)時(shí)間。
[0035]2、本發(fā)明的泡沫凍膠調(diào)剖劑抗鹽性好，而且使用了緩交聯(lián)的催化劑和穩(wěn)定劑，在較高的溫度下可放置較長(zhǎng)時(shí)間而不交聯(lián)，因此可以用高礦化度、高溫的油田回注水配液，節(jié)約了水資源、減少油田污水對(duì)環(huán)境的污染、降低了成本。
[0036]3、本發(fā)明泡沫凍膠調(diào)剖劑是利用自生氣生成的氣體產(chǎn)生泡沫，由于自生氣泡沫凍膠體系不借助外在氣體，而是利用溶液自身反應(yīng)產(chǎn)生的氣體形成泡沫凍膠，從而大大簡(jiǎn)化施工過(guò)程和設(shè)備。
[0037]4、本發(fā)明的泡沫凍膠是在調(diào)剖劑注入地層后，泡沫的生成與凍膠的交聯(lián)同時(shí)、同地形成，泡沫分散在凍膠中，與注氣相比，泡沫在凍膠中的分散更均勻。
[0038]5、本發(fā)明的泡沫凍膠調(diào)剖劑所形成的泡沫穩(wěn)定性好，泡沫以高強(qiáng)度的凝膠為外相，增大了液膜的強(qiáng)度，降低了液膜的排液速度，同時(shí)在起泡劑的協(xié)同作用下，增加了液膜的抗沖擊能力，使泡沫更加穩(wěn)定。
[0039]6、本發(fā)明的泡沫凍膠調(diào)剖劑可在較高溫度下放置，因此可配成水溶液后一次注入地下，工藝簡(jiǎn)單，施工方便。
【具體實(shí)施方式】
[0040]下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明，但并不限制本發(fā)明。各實(shí)施例中的百分比均為質(zhì)量百分比，所使用的化學(xué)品均為工業(yè)品。
[0041 ] 實(shí)施例中所用油田回注水的水質(zhì)分析情況如表1。
[0042]表1油田回注水水質(zhì)分析結(jié)果
【權(quán)利要求】
1.一種自生氣泡沫凍膠調(diào)剖劑，其特征在于按質(zhì)量百分比原料組成如下: 聚丙烯酰胺0.1-0.3%，丙二酸鉻交聯(lián)劑0.1-0.3%，NH4Cl2.0%，NaNO2L 6%，催化劑0.05-0.15%，起泡劑0.2-0.5%，穩(wěn)定劑1_5%，其余為油田回注水； 所述聚丙烯酰胺的水解度為15-30%，分子量在1000萬(wàn)-2000萬(wàn)之間； 所述的丙二酸鉻交聯(lián)劑的Cr3+離子濃度為20-40g/L ； 所述的催化劑為丙酸或丁酸； 所述的起泡劑為十二烷基苯磺酸鈉(SDBS)、α-烯烴磺酸鈉(A0S)、十二烷基磺酸鈉(AS)、或烷基酚聚氧乙烯醚(0Ρ-10)； 所述的穩(wěn)定劑為乙二胺四乙酸二鈉鹽(EDTA)、氨基三乙酸(NTA)或葡萄糖酸鈉。
2.如權(quán)利要求1所述的自生氣泡沫凍膠調(diào)剖劑，其特征在于按質(zhì)量百分比原料組成如下: 聚丙烯酰胺，水解度27-28%，分子量1500萬(wàn)，0.2% ； 丙二酸鉻交聯(lián)劑0.2% ；NH4C12.0% ；NaN02l.6% ;丙酸或丁酸0.1% ；0P-100.3% ;葡萄糖酸鈉或氨基三乙酸3% ； 其余為油田回注水。
3.如權(quán)利要求1或2所述的自生氣泡沫凍膠調(diào)剖劑，其特征在于所述的丙二酸鉻交聯(lián)劑按以下方法制備: 將55-60g丙二酸加入裝有回流冷凝器、溫度計(jì)的三口燒瓶中，在攪拌下加入18-21g重鉻酸鈉，IOOmL /K，完全溶解后加入40-42g亞硫酸鈉，加入5-10g乳酸、3_4g丙三醇，升溫至60-70°C，攪拌下保溫反應(yīng)8-10h，冷卻至室溫，Cr3+離子濃度控制在20_40g/L，即得。
4.如權(quán)利要求1或2所述的自生氣泡沫凍膠調(diào)剖劑的制備方法，先用油田回注水將聚丙烯酰胺溶解完全，再加入其他各組分，溶解均勻。
5.權(quán)利要求1或2所述的自生氣泡沫凍膠調(diào)剖劑的應(yīng)用，用于油田壓裂、酸化、調(diào)剖或驅(qū)油增產(chǎn)生產(chǎn)。
6.如權(quán)利要求5所述的自生氣泡沫凍膠調(diào)剖劑應(yīng)用，主要用于油田50-80°C的注水井調(diào)剖。
【文檔編號(hào)】C09K8/512GK103834376SQ201410062837
【公開(kāi)日】2014年6月4日 申請(qǐng)日期:2014年2月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年2月24日
【發(fā)明者】王彥玲, 趙修太, 王增寶, 白寶君, 金家鋒 申請(qǐng)人:中國(guó)石油大學(xué)(華東)