[发明专利]一种基于地下原位成胶的聚合物凝胶颗粒及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种基于地下原位成胶的聚合物凝胶颗粒及其制备方法和应用，属于油田化学领域。本发明的聚合物凝胶颗粒，包括如下组分的原料制成：主剂、有机金属交联剂、引发剂和水；所述主剂为丙烯酰胺或丙烯酰胺和2‑丙烯酰氨基‑2‑甲基丙磺酸。本发明以丙烯酰胺和2‑丙烯酰氨基‑2‑甲基丙磺酸单体为主剂，通过将其与有机金属交联剂发生反应制备聚合物凝胶颗粒；该聚合物凝胶颗粒可在地下原位成胶，成胶后体系黏度增大，封堵性能增强，使后续水驱的波及系数增加，从而提高了原油采收率。

技术领域

本发明涉及油田化学领域，具体涉及的是一种基于地下原位成胶的聚合物凝胶颗粒及其制备方法和应用。

背景技术

目前大多数油藏进入中高含水阶段，原生储层及表观储层的非均质性高，油藏中油水之间存在粘度差，导致流体间流动性差异大。在油藏的开发过程中，不断注水使得储层裂缝张开，注入水沿裂缝突进，进一步加剧储层的非均质性，造成注入水低效利用，波及体积变小，同时导致油藏含水率上升速度加快、剩余油不能进一步被开采。调剖堵水技术是目前油田上改善注水开发效果、实现稳产的常用有效手段。调剖堵水技术是指通过封堵窜流通道以及高渗透通道，来实现扩大波及面积、减小油井的产水率以及提高采收率。

针对这个问题，已经开发出了多种堵水调剖剂，主要有泡沫体系、聚合物微球、凝胶等。其中，泡沫的耐油性较差，在油相中泡沫结构易被破坏；聚合物微球刚性较差，注入地层后易被剪切变碎；凝胶则分为两大类，包括交联聚合物凝胶和聚合物凝胶颗粒。聚合物凝胶颗粒堵水调剖体系可有效处理储层非均质性等问题，是目前高含水时期提高油藏采收率的有效方法之一。聚合物凝胶颗粒调剖堵水体系具有制造工艺简单、吸水膨胀性能好等优点，可以达到控水稳油的效果。人们对聚合物凝胶颗粒堵水调剖体系的性能评价及其封堵效果进行了大量的实验研究，研究结果表明，常规的聚合物凝胶颗粒堵水调剖体系存在膨胀速度快、变形能力有限、在注入地层调堵过程中在地下原位不成胶及粘度低等不足之处。

发明内容

针对上述问题，本发明提供了一种基于地下原位成胶的聚合物凝胶颗粒及其制备方法和应用，本发明以丙烯酰胺(AM)和2-丙烯酰氨基-2-甲基丙磺酸(AMPS)单体为主剂，通过将其与有机金属交联剂发生反应制备聚合物凝胶颗粒；该聚合物凝胶颗粒可在地下原位成胶，成胶后体系黏度增大，封堵性能增强，使后续水驱的波及系数增加，从而提高了原油采收率。

本发明首先提供了一种聚合物凝胶颗粒，包括如下组分的原料制成：主剂、有机金属交联剂、引发剂和水；

所述主剂为丙烯酰胺或丙烯酰胺和2-丙烯酰氨基-2-甲基丙磺酸。

上述的聚合物凝胶颗粒，所述主剂的质量为所述水的质量的21％～25％；具体可为23％；

所述有机金属交联剂的质量为所述主剂质量的0.3％～1％；具体可为0.5％或0.3％；

所述引发剂的质量为所述主剂质量的0.01％～0.2％；具体可为0.01％～0.02％；更具体可为0.0125％；

所述丙烯酰胺的质量占所述主剂的质量百分含量为70％～100％；具体可为80％～90％或80％；

上述的聚合物凝胶颗粒，所述引发剂为过硫酸钾与亚硫酸氢钠组成的氧化还原体系；具体的，所述过硫酸钾与亚硫酸氢钠的质量比为1:2～2:1，具体可为1:1；

所述有机金属交联剂为柠檬酸铝。

本发明还提供了上述聚合物凝胶颗粒的制备方法，包括如下步骤：

将所述主剂、有机金属交联剂和水混合，加入所述引发剂进行聚合反应，将所得凝胶剪碎，烘干，得到所述聚合物凝胶颗粒。

上述的制备方法中，调节体系pH为7±0.5，然后再进行聚合反应。