[发明专利]一种高矿化度聚合物凝胶及其制法

说明书

技术领域

本发明涉及一种调整油田注入井吸液剖面和提高水驱开发效果的助剂，是一种在高矿化度注入水或地层水条件下聚合物凝胶及其制法。背景技术

随着国内注水开发油田综合含水的不断升高,如何减少注入水在高渗透层或大孔道内低效和无效循环、扩大对中低渗透层的波及体积已成为油田开发过程中的主要技术难题。目前，油田上常用的调整注水井吸液剖面的封堵剂(简称调剖剂)主要包括Al³⁺、Cr³⁺和复合离子作为交联剂的聚合物凝胶类和固体颗粒类如黏土、油井采出污泥、粉煤灰和沸石等。

在室内条件下，依据溶剂水矿化度的不同，形成聚合物凝胶的交联反应可分为同一聚合物分子链上部分支链间（分子内）和不同聚合物分子链间（分子间）两种类型。前者具有“局部性”网状聚集态，与聚合物相比较，聚合物凝胶分子线团尺寸（Dh）即黏度变化不大（表明其与油藏孔隙结构的适应性没有受到明显影响），但分子链的柔软性即形变能力变差，进而导致其在岩石孔道内运移过程中滞留量增加，流动阻力增大，这将有助于改善非均质油藏注入井的吸液剖面，扩大波及体积，提高水驱开发效果。后者具有“区域性”网状聚集态，聚合物凝胶分子线团尺寸（Dh）明显增大，且远大于岩石孔隙喉道半径，难以进入岩石孔道，即便在外力作用下进入孔道，其分子聚集态也将遭到破坏，失去原有功能和特征。

与室内条件相比较，矿场配制和成胶过程受到油藏“复杂化学环境”、“微小和连续性差的孔隙空间环境”和“流动和剪切作用”等方面因素制约，导致油藏内聚合物分子难以实现“分子间”交联反应，这是现有聚合物凝胶矿场试验效果差的原因之一。

介于油藏岩石多孔介质内难以形成具有“区域性”聚集态的聚合物凝胶体系，而地面形成后又难以进入油藏多孔介质，即使在外力进入多孔介质，其聚集态也将遭到破坏，失去原有功能和特征。因此，采用在地面配制形成具有“局部性”聚集态的聚合物凝胶体系并注入油藏成为改善水井吸液剖面和提高水驱开发效果的有效技术路线。

发明内容

本发明目的是解决现有技术的不足，提供一种高矿化度聚合物凝胶及其制法。该聚合物凝胶体系中交联反应主要发生在同一聚合物分子链内部分支链间，形成“局部性”网状聚集态，具有黏度低、成胶速度快、流动阻力大、流动性可控和与油藏孔隙适应性强等特点，可以用于水驱开发油藏注水井吸水剖面调整，也可以作为驱油剂用于高矿化度油藏提高原油采收率，可以获得良好的技术和经济效果。

本发明所采用的技术方案内容是：该高矿化度聚合物凝胶的制备方法，将部分水解聚丙烯酰胺HPAM干粉均匀分散到溶剂水中搅拌2小时，部分水解聚丙烯酰胺质量浓度为0.05wt%～0.50 wt %，将交联剂有机铬与聚合物溶液混合并搅拌均匀，Cr³⁺质量浓度与聚合物质量浓度比为：聚:Cr³⁺”=180:1，溶剂水总矿化度为30g/l～180g/l，其中Ca²⁺和Mg²⁺离子浓度范围0.01 wt %～1.00 wt %，在油藏温度条件下或25℃～85℃条件下成胶15min～30min，然后将混合液注入地层或岩心。

本发明的有益效果是：采取上述技术方案，在地面预先配制形成具有“局部性”聚集态的聚合物凝胶体系，然后直接注入地层或岩心。该聚合物凝胶体具有黏度低、成胶速度快、流动阻力大、流动性可控和与油藏孔隙适应性强等特点，可以用于水驱开发油藏注水井吸水剖面调整，也可以作为驱油剂用于高矿化度油藏提高原油采收率，可以获得良好的技术和经济效果。

附图说明：

图1注入压力与PV数关系；

图2注入压力与PV数关系；

图3注入压力与PV数关系。

具体实施方式：

实验室实验：

1、实验用水：

实验用水为模拟水，其离子组成见表1。

 

表1 水质分析

2、 岩心：

岩心为石英砂环氧树脂胶结人造柱状岩心，柱状岩心物理模型气测渗透率为2400×10^-3um²和600×10^-3um²。几何尺寸?2.5 cm×10 cm。

3、交联剂：

    交联剂为有机铬，Cr³⁺含量为2.7wt%。

4、仪器设备：