[发明专利]一种自导式聚合物凝胶调堵剂

说明书

本发明涉及油田化学领域，属于针对油田注聚开发后期调剖作业的一种自导式聚合物凝胶调堵剂。本发明可以解决油田注聚开发后期深部调剖过程中调剖剂注入困难且调剖剂经剪切后粘度损失较大的问题。本发明按重量百分比由下列成分组成：0.06~0.1%的聚丙烯酰胺，0.15~0.25%的Cr³⁺交联剂，0.05~0.1%的三聚磷酸钠，0.05~0.1%的硫脲，0.05~0.1%的抗坏血酸钠，0.01~0.02%的多组分酸，余量为水。本发明适用于油田注聚开发后期调剖作业，能够满足深部调剖的需要；本发明具有可实现40天内粘度稳定维持在10mPa.s以内，体系经剪切后放置15天，粘度较剪切时增加30%以上，粘度明显恢复等优点。

技术领域

本发明涉及油田化学领域，属于针对油田注聚开发后期调剖作业的一种自导式聚合物凝胶调堵剂。

背景技术

目前国内应用的聚合物凝胶型调剖剂由于存在以下问题，使其在深部调剖应用和提高采收率上受到了限制：一是体系在油田现场配置完成后粘度较高，导致开始注入地层时压力上升快，对现场泵入系统造成损害；体系泵入地层并在其中运移时，由于地层对体系的剪切、吸附等作用，导致体系成胶后粘度大幅下降，严重影响了深部调剖效果。

发明内容

本发明目的是研制出针对油田注聚开发后期调剖时，可以使调堵剂进入地层逐渐成胶，粘度经由地层剪切下降后可自行恢复，并且保证深部调剖效果一种自导式聚合物凝胶调堵剂。

本发明所采用的技术方案是：它按重量百分比由下列成分组成：0.06~0.1%的聚丙烯酰胺，0.15~0.25%的Cr³⁺交联剂，0.05~0.1%的三聚磷酸钠，0.05~0.1%的硫脲，0.05~0.1%的抗坏血酸钠，0.01~0.02%的多组分酸，余量为水。

所述的多组分酸为酒石酸、柠檬酸二者的混合。

本发明中聚丙烯酰胺的分子式为：CONH₂[CH₂-CH]_n；Cr³⁺交联剂分子式为：[Cr(H₂O)₆]³⁺；三聚磷酸钠的分子式为Na₅P₃O₁₀；硫脲的分子式为：CH₄N₂S；抗坏血酸钠的分子式为：C₆H₇NaO₆；多组分酸中酒石酸的分子式为：C₄H₆O₆、柠檬酸的分子式为：C₆H₈O₇。

本发明的作用机理是：通过在体系中引入一种易断裂的弱键交联网络结构（物理交联），其能够在丙烯酰胺-铬交联凝胶调剖体系中形成新的交联网络，在一定浓度下可以在水中形成球状胶束。如果不同丙烯酰胺分子链上的-COOH基团同时与同一球状胶束通过氢键链接，那么就会在原有的化学交联网络以外再形成另一套物理交联网，一旦凝胶受力载荷，弱键交联网络可以发挥作用：这些动态共价化学反应都是基于热力学平衡的体系，交联形成的动态共价化学键是一种特殊的共价键。一方面，它在一定程度上保持了共价键的性质而较为稳定，另一方面它具有可逆性，在一些外界因素，如pH值、温度等的影响下，键的断裂和形成可以达到可逆的动态平衡。因此，化学型动态自愈合凝胶网络中始终存在着未交联的反应物，这些反应物并未被凝胶网络所束缚，可以作为“流动相”在损伤处再次反应交联，为凝胶自愈合提供了条件最终表现自修复能力。

当凝胶被破坏时，静电吸引作用、和配位键作用被破坏，同时释放胶团包围的水分子，最后导致凝胶彻底被破坏形成溶液状态。与此同时，自修复行为被启动，溶液中三价铬水合离子重新与两性聚丙烯酰胺分子中羧基进行配位，溶液中大分子两性聚丙酰胺单体的两性电荷通过静电作用和其疏水基团的疏水作用形成胶团进而完成自修复过程。