一種適用于低溫油藏的堵劑體系及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種適用于低溫油藏的堵劑體系及其制備方法，屬于油田化學(xué)與石油工程【技術(shù)領(lǐng)域】。該堵劑體系由以下重量百分含量的組分組成：模數(shù)為4.4～12的水玻璃3～20%、質(zhì)子源供體0.01～1%，余量為水。其中，模數(shù)為4.4～12的水玻璃由低模數(shù)水玻璃與納米二氧化硅在四甲基氫氧化銨的作用下反應(yīng)制備。本發(fā)明將高模數(shù)水玻璃與質(zhì)子源供體復(fù)配，形成了具有在10～50℃溫度范圍內(nèi)發(fā)生凝膠反應(yīng)、凝膠時(shí)間可調(diào)且凝膠強(qiáng)度較高的堵劑體系，該體系還具有較強(qiáng)的抗溫、抗老化和抗沖刷能力，能滿足低溫油藏調(diào)剖與堵水工藝要求。本發(fā)明制備高模數(shù)水玻璃及堵劑體系的方法簡(jiǎn)單、易操作，適用于工業(yè)化生產(chǎn)應(yīng)用。
【專利說明】一種適用于低溫油藏的堵劑體系及其制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明具體涉及一種適用于低溫油藏的堵劑體系，以及該堵劑體系的制備方法， 屬于油田化學(xué)與石油工程【技術(shù)領(lǐng)域】。

【背景技術(shù)】
[0002] 調(diào)剖與堵水是石油生產(chǎn)公司用來降低油井產(chǎn)水量和提高原油采收率的最直接和 經(jīng)濟(jì)的技術(shù)。在該措施實(shí)施過程中，堵劑體系的制備與性能起著決定性的作用。目前已開 發(fā)出大量的堵劑體系主要適用于中溫油藏（60?90°C)和高溫油藏（90°C以上)。適用于常 規(guī)油藏的堵劑體系包括聚合物體系、乳化稠油體系和無機(jī)凝膠體系，如中國專利公開的聚 丙烯酰胺油井堵水劑（CN1103129)、聚丙烯腈復(fù)合交聯(lián)堵水劑及其配制方（CN1150599)，稠 油乳狀液轉(zhuǎn)相調(diào)剖堵水（CN1395024)，水玻璃單液地層堵水劑（CN1053632)。適用于高溫油 藏的堵劑體系包括地下聚合反應(yīng)體系、栲膠體系和酚醛樹脂體系，如中國專利公開的一種 用于高溫油藏深部調(diào)剖堵水的凍膠型堵劑及其制備方法（CN102807849A)、適用于高溫高鹽 油藏的改性栲膠凝膠堵水技術(shù)（CN1464173)及酚醛樹脂堵劑FD-96的研制與應(yīng)用（油田化 學(xué)，1999年第1期)。上述堵劑各具優(yōu)缺點(diǎn)，均有其適應(yīng)的溫度和油藏條件。
[0003] 然而，適用于低溫油藏(溫度低于50°C)的堵劑體系目前僅限于聚合物交聯(lián)體系， 如水解聚丙烯腈與甲醛、烏洛托品、氯化銨、乙二胺的延遲交聯(lián)體系；以淀粉、丙烯酰胺、交 聯(lián)劑組成的高強(qiáng)度的淀粉接枝聚丙烯酰胺交聯(lián)凝膠(油田化學(xué)，2006年第4期）；張建利等 針對(duì)50?60°C的注水井開發(fā)出的由HPAM、多元酚、醛形成的低溫堵劑(油田化學(xué)，2004年第 2期）；由HPAM、有機(jī)鉻交聯(lián)劑、有機(jī)酚醛交聯(lián)劑和穩(wěn)定劑形成的封堵體系(精細(xì)石油化工進(jìn) 展，2010年12期);以及由互穿網(wǎng)絡(luò)聚合物IPN、交聯(lián)劑A、交聯(lián)劑B、粉煤灰形成的互穿網(wǎng)絡(luò) 凝膠(精細(xì)石油化工進(jìn)展，2012年8期)。
[0004] 上述已有的中溫與高溫堵劑體系在低溫條件下不發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)或者不能形成封 堵地層的物質(zhì)，進(jìn)而無法滿足現(xiàn)場(chǎng)使用和施工要求。報(bào)道的低溫堵劑體系中有些體系要求 的溫度還是較高，但低溫堵劑體系主要是以聚合物為主劑的交聯(lián)體系，其配制與現(xiàn)場(chǎng)施工 措施較復(fù)雜，且成本高，對(duì)環(huán)境影響較大。因此，有必要針對(duì)低溫油藏開發(fā)一種對(duì)環(huán)境影響 相對(duì)較低、經(jīng)濟(jì)、適用且封堵穩(wěn)定性良好的無機(jī)凝膠堵劑體系。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的是提供一種適用于低溫油藏的堵劑體系。
[0006] 同時(shí)，本發(fā)明還提供一種適用于低溫油藏的堵劑體系的制備方法。
[0007] 為了實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：
[0008] -種適用于低溫油藏的堵劑體系，由以下重量百分含量的組分組成：模數(shù)為 4. 4?12的水玻璃3?20%、質(zhì)子源供體0. 01?1%，余量為水。
[0009] 優(yōu)選的，一種適用于低溫油藏的堵劑體系，由以下重量百分含量的組分組成：模數(shù) 為4. 4?12的水玻璃8?15%、質(zhì)子源供體0. 05?0. 5%，余量為水。
[0010] 更有選的，一種適用于低溫油藏的堵劑體系，由以下重量百分含量的組分組成：模 數(shù)為4. 4?12的水玻璃10?12%、質(zhì)子源供體0. 1?0. 3%，余量為水。
[0011] 所述的模數(shù)為4. 4?12的水玻璃可以為市售商品，也可以由低模數(shù)水玻璃與納米 二氧化硅在四甲基氫氧化銨的作用下反應(yīng)制備。
[0012] 所述低模數(shù)水玻璃的模數(shù)在3. 0以下。
[0013] 所述的模數(shù)為4. 4?12的水玻璃的制備方法為：將低模數(shù)水玻璃溶液與25?35% 的四甲基氫氧化銨水溶液混勻后加熱至沸騰，加入納米二氧化硅，繼續(xù)加熱至混合溶液變 為透明，冷卻，在混合溶液中加入水即得。其中，低模數(shù)水玻璃與四甲基氫氧化銨的摩爾比 為30:1?1:1，納米二氧化硅與低模數(shù)水玻璃的摩爾比為20:1?1:1，水與低模數(shù)水玻璃 的摩爾比為100 :1?1:1。
[0014] 上述制備方法中，四甲基氫氧化銨起增加水玻璃模數(shù)和穩(wěn)定溶液的作用。
[0015] 所述的質(zhì)子源供體為乙二醛、戊二醛或二者的任意組合。
[0016] 所述乙二醛與戊二醛的質(zhì)量比為1:1。
[0017] 一種適用于低溫油藏的堵劑體系的制備方法，包括以下步驟：按照重量百分含量 準(zhǔn)確取各組分，將模數(shù)為4. 4?12的水玻璃、質(zhì)子源供體加入水中混勻即可。或者，包括以 下步驟：先將模數(shù)為4. 4?12的水玻璃和質(zhì)子源供體分別配制成低濃度溶液，再按照重量 百分含量分別將低濃度溶液加入水中混勻即可。
[0018] 本發(fā)明的有益效果：
[0019] 本發(fā)明將高模數(shù)(模數(shù)為4. 4?12)水玻璃與在低溫條件下能促使高模數(shù)水玻璃 發(fā)生凝膠反應(yīng)的質(zhì)子源供體復(fù)配，形成了具有在低溫油藏條件下凝膠時(shí)間可調(diào)、強(qiáng)度較高 的堵劑體系。在質(zhì)子源供體（乙二醛、戊二醛或二者的任意組合)的作用下，高模數(shù)水玻璃可 在10?50°C的溫度范圍內(nèi)發(fā)生凝膠反應(yīng)，所形成的凝膠具有良好的封堵能力，并具有較強(qiáng) 的抗溫、抗老化和抗沖刷能力，能滿足低溫油藏調(diào)剖與堵水工藝要求。
[0020] 本發(fā)明采用低模數(shù)(模數(shù)在3. 0以下)水玻璃與納米二氧化硅在四甲基氫氧化銨的 作用下反應(yīng)制備高模數(shù)(模數(shù)為4. 4?12)水玻璃，方法簡(jiǎn)單、易操作，適用于工業(yè)化生產(chǎn)應(yīng) 用。
[0021] 本發(fā)明制備適用于低溫油藏的堵劑體系的方法簡(jiǎn)單、易操作，適用于工業(yè)化生產(chǎn) 應(yīng)用。

【具體實(shí)施方式】
[0022] 下述實(shí)施例僅對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明，但不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的任何限制。
[0023] 實(shí)施例1
[0024] 本實(shí)施例中高模數(shù)水玻璃的制備方法為：在裝有冷凝回流和攪拌裝置的三口燒瓶 中加入284. 2g的水玻璃溶液（Si02的含量為28. 2%，Na20的含量為10. 4%，水玻璃的模數(shù)為 2. 8)和24g的30%四甲基氫氧化胺水溶液，攪拌均勻；混合溶液加熱至沸騰，加入50g納米 二氧化硅粉，繼續(xù)加熱至混合溶液變?yōu)橥该鳎鋮s后在混合溶液中加入84. 5g蒸餾水，得到 模數(shù)為4. 4的水玻璃，二氧化硅的含量為29. 4%。
[0025] 本實(shí)施例中適用于低溫油藏的堵劑體系由以下重量百分含量的組分組成：模數(shù)為 4. 4水玻璃3%、質(zhì)子源供體0. 2%，余量為水。制備方法包括以下步驟：（1)用蒸餾水配制40% 的模數(shù)為4. 4的水玻璃溶液和10%的質(zhì)子源供體溶液；（2)按照下表1中所示配方在蒸餾 水中加入40%的模數(shù)為4. 4的水玻璃溶液和10%的質(zhì)子源供體溶液，混勻即可。
[0026] 實(shí)施例2?24
[0027] 實(shí)施例2?24中高模數(shù)水玻璃的制備方法同實(shí)施例1。
[0028] 實(shí)施例2?24中適用于低溫油藏的堵劑體系及其制備方法除配方詳見下表1外， 其他同實(shí)施例1。
[0029] 實(shí)施例25
[0030] 本實(shí)施例中高模數(shù)水玻璃的制備方法為：在裝有冷凝回流和攪拌裝置的三口燒瓶 中加入175. 8g的水玻璃溶液（Si02的含量為26. 6%，Na20的含量為11. 4%，水玻璃的模數(shù)為 2. 4)和32g的30%四甲基氫氧化胺水溶液，攪拌均勻；混合溶液加熱至沸騰，加入70g納米 二氧化硅粉，繼續(xù)加熱至混合溶液變?yōu)橥该?，冷卻后在混合溶液中加入119. 4g蒸餾水，得 到模數(shù)為5. 8的水玻璃，二氧化硅的含量為29. 4%。
[0031] 本實(shí)施例中適用于低溫油藏的堵劑體系由以下重量百分含量的組分組成：模數(shù)為 5. 8水玻璃3%、質(zhì)子源供體0. 1%，余量為水。制備方法包括以下步驟：（1)用蒸餾水配制40% 的模數(shù)為5. 8的水玻璃溶液和10%的質(zhì)子源供體溶液；（2)按照下表2中所示配方在蒸餾 水中加入40%的模數(shù)為5. 8的水玻璃溶液和10%的質(zhì)子源供體溶液，混勻即可。
[0032] 實(shí)施例26?48
[0033] 實(shí)施例26?48中高模數(shù)水玻璃的制備方法同實(shí)施例25。
[0034] 實(shí)施例26?48中適用于低溫油藏的堵劑體系及其制備方法除配方詳見下表2 夕卜，其他同實(shí)施例25。
[0035] 實(shí)施例49
[0036] 本實(shí)施例中高模數(shù)水玻璃的制備方法為：在裝有冷凝回流和攪拌裝置的三口燒瓶 中加入130. 8g的水玻璃溶液（Si02的含量為22. 8%，Na20的含量為13. 1%，水玻璃的模數(shù)為 1. 8)和48g的30%四甲基氫氧化胺水溶液，攪拌均勻；混合溶液加熱至沸騰，加入90g納米 二氧化硅粉，繼續(xù)加熱至混合溶液變?yōu)橥该?。冷卻后混合溶液中加入138. 8g蒸餾水，得到 模數(shù)為7. 0的水玻璃，二氧化硅的含量為29. 4%。
[0037] 本實(shí)施例中適用于低溫油藏的堵劑體系由以下重量百分含量的組分組成：模數(shù)為 7. 0水玻璃3%、質(zhì)子源供體0. 1%，余量為水。制備方法包括以下步驟：（1)用蒸餾水配制40% 的模數(shù)為7. 0的水玻璃溶液和10%的質(zhì)子源供體溶液；（2)按照下表3中所示配方在蒸餾 水中加入40%的模數(shù)為7. 0的水玻璃溶液和10%的質(zhì)子源供體溶液，混勻即可。
[0038] 實(shí)施例50?72
[0039] 實(shí)施例50?72中高模數(shù)水玻璃的制備方法同實(shí)施例25。
[0040] 實(shí)施例50?72中適用于低溫油藏的堵劑體系及其制備方法除配方詳見下表3 夕卜，其他同實(shí)施例49。
[0041] 試驗(yàn)例1 一凝膠性能試驗(yàn)
[0042] 高模數(shù)水玻璃的凝膠性能測(cè)定：快速量取實(shí)施例1?72制備的均勻溶液轉(zhuǎn)入安瓿 瓶中，并將安踣瓶封口；將封口的安踣瓶置于20°C、35°C和50°C下考察其凝膠時(shí)間和凝膠 強(qiáng)度，測(cè)定數(shù)據(jù)詳見下表1、2、3，凝膠強(qiáng)度用代碼法表示。
[0043] 在20?50°C溫度條件下，采用1?20%實(shí)施例1 (模數(shù)為2. 8)、實(shí)施例2 (模數(shù)為 2. 4、實(shí)施例3 (模數(shù)為1. 8)的水玻璃和0. 1?4. 0%質(zhì)子源供體形成的凝膠強(qiáng)度非常弱，不 適合作為低溫油藏的堵劑。
[0044] 表1實(shí)施例1?24中適用于低溫油藏的堵劑體系配方及凝膠性能
[0045]

【權(quán)利要求】
1. 一種適用于低溫油藏的堵劑體系，其特征在于：由以下重量百分含量的組分組成： 模數(shù)為4. 4?12的水玻璃3?20%、質(zhì)子源供體0. 01?1%，余量為水。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的適用于低溫油藏的堵劑體系，其特征在于：由以下重量百分 含量的組分組成：模數(shù)為4. 4?12的水玻璃8?15%、質(zhì)子源供體0. 05?0. 5%，余量為水。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的適用于低溫油藏的堵劑體系，其特征在于：由以下重量百分 含量的組分組成：模數(shù)為4. 4?12的水玻璃10?12%、質(zhì)子源供體0. 1?0. 3%，余量為水。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的適用于低溫油藏的堵劑體系，其特征在于：所述的 模數(shù)為4. 4?12的水玻璃由低模數(shù)水玻璃與納米二氧化硅在四甲基氫氧化銨的作用下反 應(yīng)制備。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的適用于低溫油藏的堵劑體系，其特征在于：所述的 模數(shù)為4. 4?12的水玻璃的制備方法為：將低模數(shù)水玻璃溶液與25?35%的四甲基氫氧 化銨水溶液混勻后加熱至沸騰，加入納米二氧化硅，繼續(xù)加熱至混合溶液變?yōu)橥该?，冷卻， 在混合溶液中加入水即得。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的適用于低溫油藏的堵劑體系，其特征在于：所述的 質(zhì)子源供體為乙二醛、戊二醛或二者的任意組合。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的適用于低溫油藏的堵劑體系，其特征在于：所述乙二醛與戊 二醛的質(zhì)量比為1:1。
8. -種如權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的適用于低溫油藏的堵劑體系的制備方法，其特征 在于：包括以下步驟：按照重量百分含量準(zhǔn)確取各組分，將模數(shù)為4. 4?12的水玻璃、質(zhì)子 源供體加入水中混勻即可。
9. 一種如權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的適用于低溫油藏的堵劑體系的制備方法，其特 征在于：包括以下步驟：先將模數(shù)為4. 4?12的水玻璃和質(zhì)子源供體分別配制成低濃度溶 液，再按照重量百分含量分別將低濃度溶液加入水中混勻即可。
【文檔編號(hào)】C09K8/46GK104140796SQ201310404593
【公開日】2014年11月12日 申請(qǐng)日期:2013年9月6日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月6日
【發(fā)明者】羅懿, 李克智, 魏開鵬, 楊歡, 周勤, 劉岳龍, 盧瑜林 申請(qǐng)人:中國石油化工股份有限公司, 中國石油化工股份有限公司華北分公司工程技術(shù)研究院