一種適於高溫高鹽油藏堵水調剖用的堵水劑:專利背景,發明內容,專利目的,技術方案,有

《一種適於高溫高鹽油藏堵水調剖用的堵水劑》是中國石油大學（華東）於2013年5月15日申請的專利，該專利的公布號為CN103232839A，申請號為2013101795459，授權公布日為2013年8月7日，發明人是戴彩麗、由慶、付陽、趙明偉、趙光、崔亞、趙福麟。

《一種適於高溫高鹽油藏堵水調剖用的堵水劑》涉及一種適於高溫高鹽油藏堵水調剖用的堵水劑。該堵水劑由主劑、交聯劑、穩定劑和水組成，主劑為磺化栲膠或腐殖酸鈉；交聯劑是醛類交聯劑和酚類交聯劑的組合，所述穩定劑為水玻璃和非離子型聚丙烯醯胺。該發明的高溫高鹽油藏堵調用的堵水劑適用於90℃～150℃、礦化度大於2.0×10毫克/升的油層堵水調剖，成膠時間在5～28小時，形成的凍膠強度在0.060～0.085兆帕。堵水劑整體性好，且對岩心的封堵率達到92%以上。

2018年12月20日，《一種適於高溫高鹽油藏堵水調剖用的堵水劑》獲得第二十屆中國專利優秀獎。

基本介紹

中文名：一種適於高溫高鹽油藏堵水調剖用的堵水劑
公布號：CN103232839A
授權日：2013年8月7日
申請號：2013101795459
申請日：2013年5月15日
申請人：中國石油大學（華東）
地址：山東省青島市經濟技術開發區長江西路66號
發明人：戴彩麗、由慶、付陽、趙明偉、趙光、崔亞、趙福麟
Int.Cl.：C09K8/467(2006.01)I; C09K8/588(2006.01)I
代理機構：濟南金迪智慧財產權代理有限公司
代理人：呂利敏
類別：發明專利

專利背景,發明內容,專利目的,技術方案,有益效果,附圖說明,技術領域,權利要求,實施方式,榮譽表彰,

專利背景

截至2013年5月，隨著油田注水開發程度的不斷加深以及注入水、邊水和底水的突破，過多產水已經成為許多油田面臨的一個普遍問題。過多產水會造成油井產量下降、井筒腐蝕、井壁結垢及污水處理成本增加等一系列問題，所以解決過多產水問題成為油田提高採收率和降低成本的關鍵問題。在眾多控水穩油的措施中化學堵水由於操作簡單、堵水調剖深度可控、部分具有選擇性越來越受到人們的重視，其中聚合物凍膠類堵劑因其價格低廉、配置簡便、施工效果好而得到最為普遍的套用。例如，CN86108877A提供一種鋯凍膠堵水劑，由成膠劑聚丙烯醯胺（PAM）或甲叉基聚丙烯醯胺（MPAM）與交聯劑無機鋯化合物（氧氯化鋯，四氯化鋯，硫酸鋯，硝酸鋯）組成本堵劑既可用於油井，進行選擇性堵水；又可用於注水井，調整吸水剖面。其熱穩定性好，堵水率高。但對類似塔河油田、塔里木油田等我國西部的高溫高鹽油藏，其油藏溫度達到130℃，礦化度大於2.0×10毫克/升，採用聚合物凍膠對這類油藏進行堵水調剖仍存在很多需要解決的技術難題，主要體現在三個方面：一是高溫容易造成凍膠中聚合物的降解，結構受到破壞，最終形成的堵劑強度較低；二是超高礦化度會使凍膠類堵劑在地層內脫水，體積收縮結構損壞，因而形成的堵劑穩定性較差；三是高溫油藏一般為深井、超深井油藏，為了防止堵劑在井筒或者近井地帶成膠，堵劑需要具有較長的成膠時間才能滿足注入要求，而多數凍膠類堵劑的成膠時間在高溫下驟減，難以達到要求。另外還有一些木質素磺酸鹽與苯酚、甲醛、聚合物組成的凝膠，因配方中加入具有高毒性的苯酚和甲醛溶液，使其現場套用受到限制，且不利於環境保護；且凝膠成膠要求的pH值和溫度範圍較窄，也不適用於高溫高鹽油藏。而無機堵水劑中套用較多的是矽酸鹽凝膠和鈣鎂矽酸鹽沉澱，CN102040975A公開了一種矽酸鹽堵水劑，由矽酸鈉、硫酸鋁、氯化鈣、澱粉、水泥組成。儘管配製方便、價格低廉，但其缺點是強度較低，在高溫下膠凝時間短，現場套用受到限制。因此，研發一種適用於高溫高鹽油藏（溫度達到130℃、礦化度大於2.0×10毫克/升）堵水調剖用的低毒性堵水劑對石油工業進一步提高油氣採收率具有重要意義。

發明內容

專利目的

《一種適於高溫高鹽油藏堵水調剖用的堵水劑》提供一種適於高溫高鹽油藏堵水調剖用的堵水劑。

技術方案

《一種適於高溫高鹽油藏堵水調剖用的堵水劑》的技術方案如下：

一種高溫高鹽油藏堵水調剖用堵水劑，該堵水劑由主劑、交聯劑、穩定劑、水組成，所述交聯劑是醛類交聯劑和酚類交聯劑的組合，所述穩定劑為溫度穩定劑和柔性穩定劑，質量百分比組成如下：

主劑4%～7%，選自磺化栲膠、腐殖酸鈉的一種或兩種；

醛類交聯劑1.8%～2.2%，選自烏洛托品；

酚類交聯劑1.8%～2.2%，選自對苯二酚或間苯二酚之一或組合；

溫度穩定劑1.5%～3.0%，選自水玻璃；

柔性穩定劑0.04%～0.08%，選自非離子型聚丙烯醯胺，相對分子質量為4×10～10×10，水解度為1.5%～3%；

水，餘量。

根據《一種適於高溫高鹽油藏堵水調剖用的堵水劑》優選的，所述溫度穩定劑水玻璃，模數為3.1～3.4，有效物含量為35%～40%。

根據《一種適於高溫高鹽油藏堵水調剖用的堵水劑》優選的，所述非離子聚丙烯醯胺的相對分子質量為700×10～800×10，水解度為2.5%。

根據《一種適於高溫高鹽油藏堵水調剖用的堵水劑》，優選的方案之一，該堵水劑由磺化栲膠5%、烏洛托品2%、對苯二酚2%、水玻璃2%和非離子聚丙烯醯胺0.06%和水88.94%組成。

根據《一種適於高溫高鹽油藏堵水調剖用的堵水劑》，優選的方案之二，該堵水劑由磺化栲膠7%、烏洛托品2%、對苯二酚2%、水玻璃2%和非離子聚丙烯醯胺0.06%和水86.94%組成。

根據《一種適於高溫高鹽油藏堵水調剖用的堵水劑》，優選的方案之三，該堵水劑由腐植酸鈉5%、烏洛托品2%、對苯二酚2%、水玻璃2.5%和非離子聚丙烯醯胺0.06%和水88.44%組成。

根據《一種適於高溫高鹽油藏堵水調剖用的堵水劑》，優選的方案之四，該堵水劑由磺化栲膠4%、烏洛托品2%、對苯二酚2%、水玻璃2%和非離子聚丙烯醯胺0.04%和水89.96%組成。

根據《一種適於高溫高鹽油藏堵水調剖用的堵水劑》，優選的方案之五，該堵水劑由磺化栲膠6%、烏洛托品2.2%、對苯二酚2.2%、水玻璃2%和非離子聚丙烯醯胺0.08%和水87.52%組成。

根據《一種適於高溫高鹽油藏堵水調剖用的堵水劑》，優選的方案之六，該堵水劑由腐植酸鈉7%、烏洛托品2.2%、對苯二酚2.2%、水玻璃2.5%和非離子聚丙烯醯胺0.06%和水86.04%組成。

根據《一種適於高溫高鹽油藏堵水調剖用的堵水劑》，優選的方案之七，該堵水劑由磺化栲膠7%、烏洛托品1.8%、對苯二酚1.8%、水玻璃1.5%和非離子聚丙烯醯胺0.05%和水87.85%組成。

《一種適於高溫高鹽油藏堵水調剖用的堵水劑》的高溫高鹽油藏堵調用的堵水劑的製備方法：在清水中邊攪拌邊依次加入主劑、交聯劑、穩定劑，攪拌均勻即得《一種適於高溫高鹽油藏堵水調剖用的堵水劑》的堵水劑成膠液。

《一種適於高溫高鹽油藏堵水調剖用的堵水劑》的高溫高鹽油藏堵調用的堵水劑適用於90℃～150℃的油層堵水調剖，成膠時間在5～28小時，形成的凍膠強度在0.060～0.085兆帕。

《一種適於高溫高鹽油藏堵水調剖用的堵水劑》的高溫高鹽油藏堵調用的堵水劑在溫度130℃及以上、礦化度為2.15×10毫克/升的油藏條件下養護60d後，僅出現少量脫水現象（脫水不超過5%），堵水劑體積保留率仍達到90%以上，保持較好的整體性，且對岩心的封堵率達到92%以上。

《一種適於高溫高鹽油藏堵水調剖用的堵水劑》的技術特點：該堵水劑由主劑、交聯劑和穩定劑組成，它們之間相互作用形成互補交聯結構，使體系網路結構更加緻密。主劑選自磺化栲膠、腐殖酸鈉的一種或兩種，是堵水劑的主體，提供酚羥基交聯點與醛類交聯劑發生交聯反應；交聯劑由醛類交聯劑和酚類交聯劑組成，醛類交聯劑能夠與主劑的酚羥基發生交聯反應，起到橋接作用而形成堵水劑的網路狀結構；酚類交聯劑為對苯二酚、間苯二酚的一種或幾種，可與醛類交聯劑發生交聯作用，彌補主劑交聯結構的不足，與主劑的交聯結構形成互補使體系網路結構更加緻密；穩定劑由溫度穩定劑和柔性穩定劑，溫度穩定劑為水玻璃，起到改善堵水劑體系高溫下的熱穩定性作用；柔性穩定劑為特定相對分子質量及水解度的非離子型聚丙烯醯胺，使堵劑的結構更加緻密，提高堵水劑體系的韌性和彈性。

有益效果

1、《一種適於高溫高鹽油藏堵水調剖用的堵水劑》的高溫高鹽油藏堵調用的堵水劑適用於90℃～150℃的油層堵水調剖，改善地層剖面，提高后續水驅波及體積，進而提高原油採收率。

2、《一種適於高溫高鹽油藏堵水調剖用的堵水劑》的堵劑成膠液粘度為20～50毫兆帕·秒，粘度低，將低粘度的堵劑成膠液注入地層後，堵劑優先進入含水飽和度高的高滲透層，並在油藏條件下形成不流動的高強度體系，使後續水驅進入中低滲透層，改善注水地層的吸水剖面，提高原油採收率。

3、《一種適於高溫高鹽油藏堵水調剖用的堵水劑》的堵劑成膠時間長，形成的凍膠強度高。穩定性好，保持較好的整體性，且對岩心的封堵率達到92%以上，該堵水劑體系顯示出較好的耐溫耐鹽性能。

附圖說明

圖1、圖2、圖3分別是實施例9的產品凍膠成膠液在130℃、礦化度為2.15×10毫克/升的油藏條件下養護20d、40d、60d的凍膠照片。

技術領域

《一種適於高溫高鹽油藏堵水調剖用的堵水劑》涉及油氣田開發工程技術領域中進一步提高原油採收率的技術，特別涉及一種高溫高鹽油藏堵水調剖用的堵水劑。

權利要求

1.一種高溫高鹽油藏堵水調剖用堵水劑，該堵水劑由主劑、交聯劑、穩定劑、水組成，所述交聯劑是醛類交聯劑和酚類交聯劑的組合，所述穩定劑為溫度穩定劑和柔性穩定劑，質量百分比組成如下：主劑4%~7%，選自磺化栲膠、腐殖酸鈉的一種或兩種；醛類交聯劑1.8%~2.2%，選自烏洛托品；酚類交聯劑1.8%~2.2%，選自對苯二酚或間苯二酚之一或組合；溫度穩定劑1.5%~3.0%，選自水玻璃；柔性穩定劑0.04%~0.08%，選自非離子型聚丙烯醯胺，相對分子質量為4×10~10×10，水解度為1.5%~3%；水，餘量。

2.如權利要求1所述的堵水劑，其特徵在於所述非離子聚丙烯醯胺的相對分子質量為700×10~800×10，水解度為2.5%。

3.如權利要求1所述的堵水劑，其特徵在於該堵水劑由磺化栲膠5%、烏洛托品2%、對苯二酚2%、水玻璃2%和非離子聚丙烯醯胺0.06%和水88.94%組成。

4.如權利要求1所述的堵水劑，其特徵在於該堵水劑由磺化栲膠7%、烏洛托品2%、對苯二酚2%、水玻璃2%和非離子聚丙烯醯胺0.06%和水86.94%組成。

5.如權利要求1所述的堵水劑，其特徵在於該堵水劑由腐植酸鈉5%、烏洛托品2%、對苯二酚2%、水玻璃2.5%和非離子聚丙烯醯胺0.06%和水88.44%組成。

6.如權利要求1所述的堵水劑，其特徵在於該堵水劑由磺化栲膠4%、烏洛托品2%、對苯二酚2%、水玻璃2%和非離子聚丙烯醯胺0.04%和水89.96%組成。

7.如權利要求1所述的堵水劑，其特徵在於該堵水劑由磺化栲膠6%、烏洛托品2.2%、對苯二酚2.2%、水玻璃2%和非離子聚丙烯醯胺0.08%和水87.52%組成。

8.如權利要求1所述的堵水劑，其特徵在於該堵水劑由腐植酸鈉7%、烏洛托品2.2%、對苯二酚2.2%、水玻璃2.5%和非離子聚丙烯醯胺0.06%和水86.04%組成。

9.如權利要求1所述的堵水劑，其特徵在於該堵水劑由磺化栲膠7%、烏洛托品1.8%、對苯二酚1.8%、水玻璃1.5%和非離子聚丙烯醯胺0.05%和水87.85%組成。

實施方式

實施例中所用非離子聚丙烯醯胺的相對分子質量為700×10～800×10，水解度為2.5%。

實施例1：

在44.47克清水中邊攪拌依次加入磺化栲膠2.5克、烏洛托品1克、對苯二酚1克、水玻璃1克和非離子聚丙烯醯胺0.03克，待攪拌均勻得堵水劑成膠液。其組成按質量分數計為5%的磺化栲膠，2.0%的烏洛托品，2.0%的對苯二酚，2.0%的水玻璃，0.06%的非離子型聚丙烯醯胺，89.94%的水，該凍膠在90℃下成膠時間為27.3小時，形成凍膠的強度0.068兆帕。

實施例2：

在44.47克清水中邊攪拌依次加入磺化栲膠2.5克、烏洛托品1克、對苯二酚1克、水玻璃1克和非離子聚丙烯醯胺0.03克，待攪拌均勻得堵水劑成膠液。其組成按質量分數計為5%的磺化栲膠，2.0%的烏洛托品，2.0%的對苯二酚，2.0%的水玻璃，0.06%的非離子型聚丙烯醯胺，89.94%的水，該凍膠在110℃下成膠時間為18.2小時，形成凍膠的強度0.073兆帕。

實施例3：

在44.47克清水中邊攪拌依次加入磺化栲膠2.5克、烏洛托品1克、對苯二酚1克、水玻璃1克和非離子聚丙烯醯胺0.03克，待攪拌均勻即得堵水劑成膠液。其組成按質量分數計為5%的磺化栲膠，2.0%的烏洛托品，2.0%的對苯二酚，2.0%的水玻璃，0.06%的非離子型聚丙烯醯胺，89.94%的水，該凍膠在130℃下成膠時間為10.8小時，形成凍膠的強度0.075兆帕。

實施例4：

在44.47克清水中邊攪拌依次加入磺化栲膠2.5克、烏洛托品1克、對苯二酚1克、水玻璃1克和非離子聚丙烯醯胺0.03克，待攪拌均勻即得堵水劑成膠液。其組成按質量分數計為5%的磺化栲膠，2.0%的烏洛托品，2.0%的對苯二酚，2.0%的水玻璃，0.06%的非離子型聚丙烯醯胺，89.94%的水，該凍膠在150℃下成膠時間為5.4小時，形成凍膠的強度0.079兆帕。

實施例5：

在43.47克清水中邊攪拌依次加入磺化栲膠3.5克、烏洛托品1克、對苯二酚1克、水玻璃1克和非離子聚丙烯醯胺0.03克，待攪拌均勻即得堵水劑成膠液。其組成按質量分數計為7%的磺化栲膠，2.0%的烏洛托品，2.0%的對苯二酚，2.0%的水玻璃，0.06%的非離子型聚丙烯醯胺，86.94%的水，該凍膠在130℃下成膠時間為9.3小時，形成凍膠的強度0.083兆帕。

實施例6：

在44.37克清水中邊攪拌依次加入磺化栲膠2.5克、烏洛托品1.1克、對苯二酚1克、水玻璃1克和非離子聚丙烯醯胺0.03克，待攪拌均勻即得堵水劑成膠液。其組成按質量分數計為5%的磺化栲膠，2.2%的烏洛托品，2.0%的對苯二酚，2.0%的水玻璃，0.06%的非離子型聚丙烯醯胺，88.74%的水，該凍膠在130℃下成膠時間為9.5小時，形成凍膠的強度0.081兆帕。

實施例7：

在44.37克清水中邊攪拌依次加入磺化栲膠2.5克、烏洛托品1克、對苯二酚1.1克、水玻璃1克和非離子聚丙烯醯胺0.03克，待攪拌均勻得堵水劑成膠液。其組成按質量分數計為5%的磺化栲膠，2.0%的烏洛托品，2.2%的對苯二酚，2.0%的水玻璃，0.06%的非離子型聚丙烯醯胺，88.74%的水，該凍膠在130℃下成膠時間為9.8小時，形成凍膠的強度0.080兆帕。

實施例8：

在44.22克清水中邊攪拌依次加入腐植酸鈉2.5克、烏洛托品1克、對苯二酚1克、水玻璃1.25克和非離子聚丙烯醯胺0.03克，待攪拌均勻即得堵水劑成膠液。其組成按質量分數計為5%的磺化栲膠，2.0%的烏洛托品，2.0%的對苯二酚，2.5%的水玻璃，0.06%的非離子型聚丙烯醯胺，88.44%的水，該凍膠在130℃下成膠時間為9.2小時，形成凍膠的強度0.082兆帕。

實施例9：

在44.46克清水中邊攪拌依次加入磺化栲膠2.5克、烏洛托品1克、對苯二酚1克、水玻璃1克和非離子聚丙烯醯胺0.04克，待攪拌均勻得堵水劑成膠液。其組成按質量分數計為5%的磺化栲膠，2.0%的烏洛托品，2.0%的對苯二酚，2.0%的水玻璃，0.08%的非離子型聚丙烯醯胺，88.92%的水，該凍膠在130℃下成膠時間為9.2小時，形成凍膠的強度0.077兆帕。

實施例10：

在44.98克清水中邊攪拌依次加入磺化栲膠2.0克、烏洛托品1.0克、對苯二酚1.0克、水玻璃1.0克和非離子聚丙烯醯胺0.02克，待攪拌均勻得堵水劑成膠液。其組成按質量分數計為4%的磺化栲膠，2.0%的烏洛托品，2.0%的對苯二酚，2.0%的水玻璃，0.04%的非離子型聚丙烯醯胺，89.96%的水，該凍膠在130℃下成膠時間為12.3小時，成膠強度為0.052兆帕。

實施例11：

在43.76克清水中邊攪拌依次加入磺化栲膠3.0克、烏洛托品1.1克、對苯二酚1.1克、水玻璃1.0克和非離子聚丙烯醯胺0.04克，待攪拌均勻得堵水劑成膠液。其組成按質量分數計為6%的磺化栲膠，2.2%的烏洛托品，2.2%的對苯二酚，2.0%的水玻璃，0.08%的非離子型聚丙烯醯胺，87.52%的水，該凍膠在130℃下成膠時間為9.1小時，成膠強度為0.083兆帕。

實施例12：

在43.02克清水中邊攪拌邊依次加入腐植酸鈉3.5克、烏洛托品1.1克、對苯二酚1.1克、水玻璃1.25克和非離子聚丙烯醯胺0.03克，待攪拌均勻得堵水劑成膠液。其組成按質量分數計為7%的磺化栲膠，2.2%的烏洛托品，2.2%的對苯二酚，2.5%的水玻璃，0.06%的非離子型聚丙烯醯胺，86.04%的水，該凍膠在130℃下成膠時間為9.0小時，成膠強度為0.084兆帕。

實施例13：

在43.93克清水中邊攪拌邊依次加入磺化栲膠3.5克、烏洛托品0.9克、對苯二酚0.9克、水玻璃0.75克和非離子聚丙烯醯胺0.025克，待攪拌均勻得堵水劑成膠液。其組成按質量分數計為7%的磺化栲膠，1.8%的烏洛托品，1.8%的對苯二酚，1.5%的水玻璃，0.05%的非離子型聚丙烯醯胺，87.85%的水，該凍膠在130℃下成膠時間為12.4小時，成膠強度為0.069兆帕。

實施例14：

《一種適於高溫高鹽油藏堵水調剖用的堵水劑》的堵水劑的耐溫耐鹽性能，採用靜態模擬法進行評價。

實驗過程：安瓿瓶內注入堵水劑10毫升，高溫下成膠後將安瓿瓶上方敲破，注入10毫升礦化度為2.15×10毫克/升的地層水，然後將安瓿瓶重新熔燒密封，繼續放置在130℃條件下，定期取出觀察其強度變化，並記錄脫水率及其對應照片。脫水率公式為η=（V2—V1）/V0×100%，其中，V0為注入的成膠液體積，V1為凍膠在礦化度為2.15×10毫克/升的地層水中的體積，V2為安瓿瓶內水量的總體積，體積均為室溫下測得的數值。實驗結果見表1和圖1～圖3。

堵水劑配方為5%磺化栲膠+2.0%烏洛托品+2.0%對苯二酚+2.0%水玻璃+0.08%非離子聚丙烯醯胺+水餘量。

表1《一種適於高溫高鹽油藏堵水調剖用的堵水劑》堵水劑的耐溫耐鹽性

表1

實施例15：

《一種適於高溫高鹽油藏堵水調剖用的堵水劑》的堵水劑的封堵能力，採用填砂管岩心對其進行評價，測定堵劑的封堵率。

實驗過程為：將長20厘米，內徑2.5厘米的兩根填砂管填充砂粒製得模擬岩心，分別記為1#和2#，水驅至壓力穩定後測其堵前滲透率k0，然後配製凍膠成膠液，反向注入0.3Vp（岩心孔隙體積）成膠液，隨後注入0.1Vp水進行過頂替，最後將填砂管密封后置於130℃電子恆溫箱內，待堵劑在不同成膠時間後再次水驅至壓力穩定，測岩心的堵後滲透率k1，並按公式E=（k0-k1）/k1計算岩心封堵率E，實驗結果見表2。堵水劑配方為5%磺化栲膠+2.0%烏洛托品+2.0%對苯二酚+2.0%水玻璃+0.05%非離子聚丙烯醯胺+水餘量。

一種適於高溫高鹽油藏堵水調剖用的堵水劑