[发明专利]一种用于连续性二氧化碳注入驱油工艺中防治气窜的凝胶颗粒及其制备方法

说明书

本发明提供了一种用于连续性二氧化碳注入驱油工艺中防治气窜的凝胶颗粒及其制备方法，制备原料包括：反应单体、交联剂、引发剂和水，交联剂包括稳定交联剂和不稳定交联剂。该不稳定交联剂，具有在pH<4.0的酸性条件下可水解，而在pH≥4.0条件下稳定的特点。由于注入水或地层水的酸碱性一般为弱酸碱性(pH＝5.0～9.0)，而高压CO₂的连续性注入会引起地层水pH值显著降低至2.0～3.0的范围，因此，在用注入水注入的过程中凝胶颗粒仅发生第一级的部分溶胀，有利于其向地层深部的注入，后续连续性注入CO₂的过程中可以发生显著的第二级溶胀，实现对高渗通道的有效封堵。

技术领域

本发明涉及二氧化碳驱油，具体涉及一种用于连续性二氧化碳注入驱油工艺中防治气窜的凝胶颗粒及其制备方法。

背景技术

二氧化碳驱油作为三次采油技术中的一种，在驱油效率和环境保护方面都具有独特优势，近些年来一直受到国内外的广泛关注。但是，由于二氧化碳气体的流度低，在裂缝发育或渗透率级差较大的非均质地层中应用时会存在比注水更为显著的气体早期突破或气窜的风险，这不仅极大地降低了原油采收率同时也会造成环境污染，因此，气窜的防治对于上述油藏开展二氧化碳驱具有至关重要的作用，而传统的水气交替(WAG)和泡沫技术对于这种气窜的防治效果非常有限。

颗粒型凝胶是近些年来很多油田在非均质油藏的水驱过程中实施有效波及控制所采用的一种具有三维网络结构的高分子材料，根据聚合工艺的不同(如溶液聚合、乳液聚合和微乳液聚合)，可以得到尺寸范围在毫米级、微米级以及纳米级的产品，通过以往的很多现场应用表明其具有降水增油效果。颗粒型凝胶由于在使用前已经发生过交联和凝胶化反应，避免了原位成胶体系(如聚丙烯酰胺弱凝胶)所固有的一些不足之处，包括交联时间不易控制以及地下成胶效果易受剪切和地层水稀释影响等。通过在储层高渗带孔隙结构基础上对凝胶颗粒粒径的优化，使得调剖剂倾向于进入裂缝或窜流通道，却难以进入渗透率较低的岩石基质，同时凝胶颗粒具有三维亲水性高分子网络结构，遇水发生显著的体积溶胀，进而实现对高渗通道的有效封堵。

尽管基于储层孔隙结构的区别和因此所需要的颗粒尺寸分布广泛，使得制备凝胶颗粒过程中聚合反应的实施方式种类较多，但是用来制备凝胶颗粒的化学组成和聚合体系配方也是影响其深部波及控制的重要因素。常规颗粒型凝胶的网络结构大多由亲水性单体，如丙烯酰胺、丙烯酸或2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸等，在单一交联剂，如N,N′-亚甲基双丙烯酰胺，的作用下发生自由基共聚合反应而形成，因此在水中的溶胀通常具有较短时间内便达到溶胀平衡的特点，难以同时实现理想的注入深度和牢固的封堵强度，影响其深部调剖效果。