[发明专利]耐高温高强度凝胶调堵体系及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种耐高温高强度凝胶调堵体系及其制备方法。

背景技术

三次采油是目前国内各油田提高采收率的有效措施之一，聚合物驱或注聚后续水驱过程中，地层的非均质性使驱替溶液沿高渗透层不均匀推进，中渗透层波及程度低，驱油效果差，这严重影响了水驱或聚合物驱的开发效果。其中的凝胶调堵技术因施工工艺简单、施工方便，在改善吸水剖面得到广泛应用。目前常用的调堵剂有无机类和有机类，无机类调堵剂耐温性好，强度高，但存在反应速度过快或颗粒大注不进地层的问题；有机类调堵剂成胶时间可控，但耐温性能和化学稳定性较弱。

因此，仍然需要研发新型的调堵体系，以提高油田采收率。

发明内容

本发明提供一种耐高温高强度凝胶调堵体系，其包含以下质量百分数的各组分，各组分总计100％：

(1)聚丙烯酰胺(HPAM)，0.2％-2.0％；

(2)酚醛树脂，0.1％-1.0％；

(3)增强剂，0.1％-0.8％；

(4)稳定剂，0.01％-0.8％；

(5)pH调节剂，0.02％-0.6％；以及

(6)余量为水。

本发明还涉及所述的耐高温高强度凝胶调堵体系的制备方法，其包含以下步骤：

(1)将水加入到容器中，然后在搅拌下，例如500r/min-800r/min，将聚丙烯酰胺加入，搅拌均匀；

(2)边搅拌边依次将增强剂、pH调节剂、稳定剂及酚醛树脂加入步骤(1)的容器中，持续搅拌，例如搅拌速度为500r/min-800r/min下搅拌2-3h，得到均匀混合物；

(3)加热，例如100℃-130℃，优选100℃-120℃下，使步骤(2)中的混合物进行反应，例如8小时以上，生成凝固状的复合矿物凝胶。

本发明与现有技术相比具有如下优点：

1.本发明采用聚丙烯酰胺与酚醛树脂为主剂，通过加入增强剂、pH调节剂和稳定剂，形成了具有较高强度的耐高温凝胶，该体系成胶前粘度较低可运移至地层深部，在目标位置形成强度高、有效期长的稳定封堵，封堵体系中同时具有弹性凝胶体和固体微粒，对窜流通道具有良好封堵效果，室内实验的岩心封堵率可达95％，优选达98％以上；

2.酚醛树脂交联剂在溶液中发生多重反应：首先酚醛树脂微溶于溶液中，酚醛树脂缓慢释放羟基，与聚丙烯酰胺上的酰胺基作用形成三维网状交联体，由于引入苯环，大幅提高了体系的热稳定性；另外通过调节增强剂及pH调节剂浓度促使酚醛树脂之间发生缩聚反应，进一步提高凝胶强度；最后未参与交联反应的酚醛树脂颗粒均匀分散于三维网状交联结构中，增强交联后强度和化学稳定性；体系中添加高温稳定剂的组分，确保体系在高温条件形成稳定的高强度交联凝胶；

3.本发明耐温效果显著，可在油藏温度100℃-130℃条件下使用，具有良好的热稳定性，稳定时间在180天以上。

本发明的高温颗粒凝胶体系耐温性能好、封堵强度高、化学稳定性强，使聚丙烯酰胺与酚醛树脂交联体系在高温100℃-130℃，优选100℃-120℃下交联形成稳定的高强度凝胶。

具体实施方式

本发明提供一种耐高温高强度凝胶调堵体系，其包含以下质量百分数的各组分，各组分总计100％：

(1)聚丙烯酰胺(HPAM)，0.2％-2.0％；

(2)酚醛树脂，0.1％-1.0％；

(3)增强剂，0.1％-0.8％；

(4)稳定剂，0.01％-0.8％；

(5)pH调节剂，0.02％-0.6％；以及

(6)余量为水。

在本发明的一个实施方案中，耐高温高强度凝胶调堵体系，其特征在于

(1)聚丙烯酰胺，0.3％-1.5％，优选0.4％-1.0％；

(2)酚醛树脂，0.2％-0.8％，优选0.2％-0.4％；

(3)增强剂，0.1％-0.5％，优选0.1％-0.2％；

(4)稳定剂，0.03％-0.6％，优选0.05％-0.2％；

(5)pH调节剂，0.03％-0.3％，优选0.05％-0.15％；以及

(6)余量为水。

在本发明的一个实施方案中，所述增强剂选自铵盐，例如氯化铵或硝酸铵、硫酸铵。

在本发明的一个实施方案中，pH调节剂选自无机酸或有机酸，例如磷酸或草酸。

在本发明的一个实施方案中，稳定剂选自硫脲、硫代硫酸钠或尿素。