[发明专利]一种苯二胺交联聚丙烯酰胺的耐温凝胶堵剂及其制备方法

说明书

本发明提供了一种苯二胺交联聚丙烯酰胺的耐温凝胶堵剂及其制备方法，以解决现有酚醛交联凝胶堵剂制备工艺复杂、健康环境危害性大的问题。凝胶堵剂由主剂、苯二胺交联剂、催化剂及水组成。所述主剂为聚丙烯酰胺类聚合物，催化剂为硼酸，各组分的质量百分比为：主剂0.8~1.2%，交联剂0.4~1%,催化剂0.8~0.15%，其余为水。本发明成胶时间较长，可在高温环境下获得较长的泵注时间，在100~130℃的温度条件下可控制成胶时间在10~35h，30天可保持粘度10000 mPa.s以上，可用于高温油藏堵水作业。本发明具有成本低、操作工艺简单、耐温能力强等优点，在油田调剖堵水方面具有广阔应用前景。

技术领域

本发明涉及一种封堵高渗透地层，调整油田注水地层吸水剖面，以转酰胺基反应作用交联大分子量的HPAM的耐温型高温自交联封堵剂材料。

背景技术

我国大部分油田早期注水开发，目前已相继进入二次采油开发中后期，属中高含水期，堵水调剖问题日趋紧迫。油田开发主要应用的堵水剂有无机凝胶堵剂和有机聚合物堵剂两类。常用无机堵剂为硅酸凝胶，其粘度低，易泵入，耐温抗盐性能好，但是强度低，不耐冲刷；常用的有机堵剂为聚丙烯酰胺类凝胶，其在油田控水稳油中有着重要的地位。但对于高温油藏，其存在耐温抗盐性能差，有效期会随着热降解作用减短，使堵水效果变差的缺点。为解决此类问题，自二十世纪五十年代以来，国内外学者主要集中在聚合物与交联剂的优选方案上做出大量研究，N, N’-亚甲基双丙烯酰胺、高价金属离子、酚醛类、聚乙烯亚胺等交联聚丙烯酰胺的凝胶封堵剂相继被开发。

有机凝胶按交联主剂分为丙烯酰胺类和聚丙烯酰胺聚合物类：

（1）丙烯酰胺为主剂的调堵剂主要为N,N’-亚甲基双丙烯酰胺/丙烯酰胺交联体系，其原料组分水溶性良好、自由基聚合能力好、施工简单且成胶性能好。但凝胶成胶时间短，容易在注入过程中成胶造成事故，且封堵剂在高温（>100ºC）环境下热稳性较差。

（2）聚丙烯酰胺为主剂的堵剂按交联剂类型及作用基团分为有机醛类交联体系与无机金属离子交联体系。

高价金属离子交联聚丙烯酰胺体系主要利用铬、铝、钛等高价金属与聚丙烯酰胺分子链上的羧酸根离子形成离子键获得交联凝胶。多价金属离子主要适用于中低温油藏（<70℃)，成胶时间快，初始粘度高，但重金属离子会对地下水环境造成永久性污染。

酚醛类交联剂与聚丙烯酰胺分子链形成共价键而获得网络结构，形成的凝胶封堵剂具备良好的高温热稳定性。该体系要用到苯酚—甲醛预先制备水溶性酚醛，施工难度大且具有环境和健康危险性。

聚乙烯亚胺交联剂中的亚胺氮原子和聚丙烯酰胺中的酰胺基团通过转氨基作用可获得交联结构，形成的凝胶封堵剂具备良好的高温热稳定性，在低温条件下，成胶时间可控制。但聚乙烯亚胺价格昂贵，且粘稠性较大导致施工复杂。

现有的聚丙烯酰胺主剂凝胶堵剂存在成本高、施工复杂、危害健康和环境等问题，开发一种价格低、工艺简单、热稳定性好的凝胶堵剂对于高含水油田开采具有重要意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种耐高温老化的油藏封堵剂的组成及其制备方法，具备配方简单、工艺简便、初始粘度低、热稳定性高等特点，旨在克服现有技术的不足。

本发明所述的凝胶堵剂包含聚丙烯酰胺类主剂、对苯二胺交联剂、硼酸催化剂，分别占混合总质量的0.8~1.2%、0.4~1.2%、0.1~0.15%。

本发明以转酰胺基催化反应作为基础，引入的对苯二胺交联剂含苯环稳定结构，可以加强聚合物的热稳定性。两个氨基可以聚丙烯酰胺分子侧链上的酰胺基发生催化反应，形成具有三维网络结构的凝胶聚合物。凝胶聚合物形成过程如下：