[发明专利]调剖和聚合物驱用的预交联凝胶颗粒及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明是关于一种石油开采中调剖调驱用的凝胶颗粒，具体是指一种具有调剖和聚合物驱双功能的预交联凝胶颗粒及其制备方法和应用。

背景技术

随着油田的不断开发，油藏非均质性越来越严重，注入水大量冲刷，油层粘土和胶结物膨胀、溶蚀，微粒运移，出砂加重等，造成地质非均质情况进一步恶化。在开发过程中往往表现出以下问题，如：平面矛盾突出，平面注入水沿高渗透带突进形成水道；层间矛盾突出，产吸剖面不均匀，纵向上存在单层突进现象；地下原油粘度高，油水粘度比大，粘性指进现象严重等。

目前，我国东部油田大多都已进入高含水期，如何提高高含水期的采收率是石油界普遍关注的问题。近年来，聚合物驱等三次采油措施虽取得更有了很好的效果，但还存在驱油成本高、现场实施难度大等问题；对于非均质严重、存在高渗透条带或“大孔道”的油藏，仍存在部分井窜聚严重的问题，影响了注聚效果，而且由于聚合物本身的局限性，使其在高温、高矿化度的地层中的有效粘度损失很大，往往达不到预期目的。三元复合驱技术在大庆等老油田也逐渐得到广泛的应用，三元复合驱利用表面活性剂降低界面张力的作用使毛细管力大幅度降低，油水达到混相流动，从而启动低渗透油藏中的残余油，但是三元复合驱技术与聚合物驱存在相似问题：剪切变稀、受油藏条件影响，且聚合物驱与三元复合驱都会污染含油低渗透层，使后续水驱不能达到最好的效果。

目前常用的调剖剂有两类，一是凝胶类，二是颗粒类。

凝胶类包括本体凝胶、弱凝胶和胶态分散凝胶。本体凝胶的功能主要是封堵近井地带的高强度水窜通道，由于形态为半固体状态，因此无法深入地层，适用于近井地带裂缝及高渗透层封堵；弱凝胶以分子内交联为主，分子间交联为辅，形成交联程度较弱的三维网络结构，具有本体凝胶的脱水的特点，有一定的完整性，可以流动，但是深入地层的距离有限，不能达到深部液流转向的作用；胶态分散凝胶是通过低浓度的聚合物和交联剂形成的非三维网络结构的凝胶体系，由于聚合物和交联剂的浓度低，分子间发生碰撞的机会少，不大可能形成分子间交联的三维网状结构，主要由分子内交联的聚合物分子线团构成的胶态粒子分散在水介质中，形成具有凝胶属性和胶体性质的热力学稳定体系，该体系没有整体性，没有形状，可以流动。胶态分散凝胶的特点是：成本低，成胶时间长，适合深部调剖和驱油，但不适合裂缝和大孔道，适用的油藏温度极限为94℃，清水配制，适应性差。

颗粒类凝胶采用预交联的方法具有很好的耐温、耐盐、抗剪切的能力，包括聚合物微球、体膨颗粒、柔性颗粒和微胶囊等。聚合物微球的膨胀率受地层水矿化度的影响，膨胀后的微球的平均粒径为几十纳米，封堵能力较弱；体膨颗粒可以根据不同的油藏条件进行粒径调整，膨胀倍数受地层水矿化度影响，使强度受影响较小，由于体膨颗粒粒径较大，因此深部液流转向的能力有限。柔性颗粒可在孔道中运移，变形通过，产生暂堵动态阻力，有脉动现象，可以实现深部液流转向，柔性颗粒的比重可以根据油田注入水的比重进行调整，粒径可以根据油田地层“大孔道”和裂缝的大小进行调节。柔性颗粒可以在油藏深部形成动态封堵，但是对于近井的由于水流高强度冲刷造成的裂缝和超高渗透层，必须使用高强度堵剂进行防窜作业，否则柔性转向剂的提高采收率的效果也不能得到最大限度的发挥。

综上所述，到目前为止，石油开采的堵水调剖技术中，调剖、油水流度比调整不能同步进行，尚未见到现有技术报道已经解决这一问题。

发明内容

本发明的一个目的在于根据上述现有技术领域存在的空白和缺陷，提供一种调剖和聚合物驱用的预交联凝胶颗粒，该预交联凝胶颗粒特别适合于提高高含水期的油田的采收率。

本发明的另一目的在于提供所述的调剖和聚合物驱用的预交联凝胶颗粒的制备方法。

本发明的另一目的在于提供所述的调剖和聚合物驱用的预交联凝胶颗粒的应用，特别是其在用于采油、提高高含水期的油田的采收率方面的应用。

一方面，本发明提供了一种调剖和聚合物驱用的预交联凝胶颗粒，该预交联凝胶颗粒是由复合单体和非稳定交联剂经引发剂引发聚合交联而得的本体凝胶经干燥后研磨而成，其中：

所述复合单体包括丙烯酰胺(AM)和丙烯酸(AA)；

所述非稳定交联剂选自：聚乙二醇二丙烯酸酯、聚乙二醇二甲基丙烯酸酯、聚丙烯二醇二丙烯酸酯、乙二醇二丙烯酸酯、三甲醇基丙烷三丙稀酸脂、乙氧基三羟甲基三丙烯酸酯、乙氧基季戊四醇四丙烯酸酯以及其衍生物中的一种或多种。