[发明专利]多重交联型聚合物凝胶调剖剂及其应用

说明书

本发明提供了一种多重交联型聚合物凝胶调剖剂及其应用。以占多重交联型聚合物凝胶调剖剂的百分含量计，多重交联型聚合物凝胶调剖剂包括：0.2～1％特定组成的高分子功能聚合物、0.1～0.4％特定组成的多醛基交联剂、0.01～0.1％特定组成的第一交联剂、0.01～0.1％特定组成的第二交联剂、0.01～0.1％缓凝剂和余量的水。上述特定比例的高分子功能聚合物、多醛基交联剂与第一交联剂以及第二交联剂共同使用时能够形成三维网状结构，这能够大大提高调剖剂的多重交联性能和粘度，同时上述原料聚合后形成的凝胶还具有良好的耐热性能、耐酸碱性能和稳定性。特定比例缓凝剂的加入能够大大延缓上述组分的交联时间。

技术领域

本发明涉及油田开采领域，具体而言，涉及一种多重交联型聚合物凝胶调剖剂及其应用。

背景技术

调剖剂的主要作用是调驱堵水，其作用原理是将中、高渗层的大孔道、聚窜通道进行不同程度的封堵，改变液流方向，使驱替液进入低渗透层，改善调整油藏储层的吸水剖面，从而提高原油采收率。依据作用原理，调剖剂可以分为聚合物凝胶类调剖剂、树脂类调剖剂、无机盐类调剖剂和颗粒类调剖剂。其中，聚合物凝胶类调剖剂的交联剂大多采用高价金属离子(Al³⁺，Cr³⁺，Ti⁶⁺，Zr⁴⁺)或液态醛类衍生物，受某些自身性能限制使得环保性无法保障；树脂类调剖剂具有非选择性，解堵难度大；无机盐类调剖剂与地层中的Ca²⁺、Mg²⁺发生化学反应产生沉淀，容易堵塞油层，污染地层；颗粒类调剖剂通过物理堵塞进行调剖，颗粒直径与喉道半径匹配性差。因此，采用性质稳定的固态交联剂作为交联主剂对油水井进行调剖堵水是提高采收率的核心环节。

现有文献提供了一种有机铬凝胶调剖体系，因有机铬交联剂中Cr³⁺，Cr⁶⁺均属于重金属污染物，对地下潜水和包气带污染严重，受环保制约影响大。另一篇现有文献提供了一种酚醛树脂凝胶调剖堵水剂，因所使用的酚醛交联剂存在合成条件复杂且成胶粘度小，液态易挥发造成运输困难。另一篇现有文献提供了一种堵水剂主要由高分子聚合物、双氰胺改性脲醛树脂交联剂、碱组成，但改性脲醛交联剂呈液态并伴有氰离子，造成地下水污染和危害人体健康。

现有各类液态(有机铬、酚醛、脲醛)交联剂在应用过程中具有易挥发、难运输、难合成、难施工，与高分子聚合物交联有效时间短，形成的凝胶强度较弱，无法有效封堵窜流通道的缺陷。为此，亟需开展研制一种多重交联效果好、性质稳定、环保性好、现场施工简单的聚合物凝胶调剖剂。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种多重交联型聚合物凝胶调剖剂及其应用，以解决现有调剖剂存在交联时间短、凝胶粘度较低及封堵效果较差的问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种多重交联型聚合物凝胶调剖剂，以占多重交联型聚合物凝胶调剖剂的百分含量计，多重交联型聚合物凝胶调剖剂包括：0.2～1％高分子功能聚合物、0.1～0.4％多醛基交联剂、0.01～0.1％第一交联剂、0.01～0.1％第二交联剂、0.01～0.1％缓凝剂和余量的水，其中，高分子功能聚合物为水解度为10～30％、分子量为500万～2500万的聚丙烯酰胺；多醛基交联剂选自聚蚁醛、酚醛树脂预聚体粉末、脲醛树脂预聚体粉末、糠醛树脂预聚体粉末、酚胺树脂预聚体粉末和腰果酚醛树脂预聚体粉末组成的组中的一种或多种；第一交联剂为固态，且选自次磷酸钠、焦磷酸钠、十二水合磷酸钠、碳酸钠、木质素磺酸钠和木质素磺酸钙组成的组中的一种或多种；第二交联剂为固态，且选自1,3-苯二酚、1,3-二氨基苯、对二羟基苯、焦儿苯酚、对二氨基苯和1,2-亚苯基二胺组成的组中的一种或多种。

进一步地，第一交联剂选自次磷酸钠、焦磷酸钠和木质素磺酸钠；优选地，以占第一交联剂的重量百分含量计，第一交联剂包括20～30％次磷酸钠，30～40％焦磷酸钠，余量为木质素磺酸钠。