[发明专利]具有选择性堵水功能的聚合物及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及油田调剖堵水材料和提升高含水期油藏油井产能的研究领域，公开了具有堵水功能的聚合物，其为在引发剂、链转移剂、交联剂和水的存在下，使含有单体A、单体B和油溶性树脂的乳液聚合反应而制得，单体A为丙烯酰胺；单体B如式(1)，其中，R₁为C5‑C15的烷基，R₂为H、C1‑C12的烷基、‑COOH、‑SO₃H、‑SO₃K和‑SO₃Na中的任意一种，n为8‑16的整数；油溶性树脂为松香树脂、达玛树脂、油溶性酚醛树脂、石油树脂、萜烯树脂和古马隆树脂中的一种或多种。本发明制备的聚合物具有优异的选择性堵水而不堵油的效果，且具有较高的耐冲刷倍数。

技术领域

本发明涉及油田调剖堵水材料和提升高含水期油藏油井产能的研究领域，具体地，涉及一种具有选择性堵水功能的聚合物、一种制备具有选择性堵水功能的聚合物的方法以及由该方法制备得到的具有选择性堵水功能的聚合物、具有选择性堵水功能的聚合物作为选择性堵水剂的应用。

背景技术

油井堵水工艺是优化油气田注水开发成果的一项关键性技术。地层中的水层与油层相互交织在一起，非均质性严重，现有的施工技术很难将两种储层进行有效隔离，但是油田企业为稳定原油产量，还要尽可能的降低油井的综合含水率，为此对具有油/水高选择性的堵水剂提出了更高的要求。现有的水基、油基、聚合物凝胶等堵水体系，虽然具有一定的选择性，但是既堵水又堵油，室内物模实验结果表明，现有堵水剂的堵油率均大于35％，而且体系的耐温抗盐性能也较差，推广应用范围比较小。水溶性聚合物堵水剂虽然会选择优先进入到含水饱和度较高的地层，但是在地层运移中会有部分的水溶性聚合物堵水剂进入到油层中，由于该类堵水剂自身没有自行解堵的能力将其排出是十分困难的。油基水泥堵水剂虽然也能较大程度的提高原油采收率，但是还存在很大的弊端，它一般封堵的是含水饱和度较高的地层，当油基水泥堵水剂流入到油水混合的地层时，即使油层中只混合着很少一部分的地层水，也会与地层水发生反应使水泥凝固，这说明了油基水泥堵水剂的堵水选择性能还有很大程度的欠缺。聚合物凝胶类堵水剂借助于油水作用下有效可动体积的变化，使油水相渗透率发生不均匀的降低，但该处理方式会造成油水通道物理封堵，导致多孔介质渗流能力下降，油井产水大幅度降低的同时产油能力也降低，处理不当会造成产液量过低，使原油减产。

目前，国内外选择性堵水剂以及深部调剖技术日臻完善，在选择性堵水材料的研究开发、施工工艺等技术上已经有了长足发展，但随着油田开发，油层特性以及环境不断发生变化，尤其是到了开发后期，长期采用堵水材料使油藏开发的矛盾更为突出，根据选择性堵水材料的特性，总结油田实际开发的经验，提出目前选择性堵水剂目前必须克服的技术难题，以便有针对性地研发新技术以适应特殊油田改善选择性体系的堵水效果。

综上所述，目前油井堵水所使用的选择性堵剂多是由聚丙烯酰胺及其衍生物等水溶性聚合物在地层内生成凝胶或冻胶对地层水进行封堵，或用油基堵剂遇水成胶或固化封堵水窜通道，但由于其选择性差，在堵水的同时也会大幅度降低油相渗透率，造成堵后低液，制约了油井堵水技术的应用。

因此，研制一种新型高选择性堵水材料，实现油层的堵水不堵油，对特高含水期提高油井产能具有重要的意义。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术的缺陷，提供一种具有选择性堵水功能的聚合物及其制备方法和应用，即，在水溶液中加入一定量的丙烯酰胺类单体、表面活性单体和油溶性树脂颗粒，表面活性单体既可以参加聚合，又具有较强的乳化作用，搅拌后可形成稳定的乳液体系，加入引发剂、链转移剂和交联剂，聚合后得到含有网络结构包埋树脂颗粒的聚合物胶体，胶体经造粒、干燥和粉碎后得到一种粉剂型的堵水材料。本发明提供的具有高选择性的堵水材料，根据油田现场需求，采用现场水可配制成不同质量浓度的堵水剂，堵水剂经注入油藏地层中，进入水相层后，其中的油溶性颗粒可对孔道进行有效封堵进而降低水相渗透率，加大水相封堵作用；进入油相层后，其中的油溶性颗粒溶于原油而不影响油相渗透率，从而达到选择性堵水而不堵油的效果。