阅读说明：本技术 一种油田用凝胶封堵剂及其制备方法 (Gel plugging agent for oil field and preparation method thereof ) 是由 乔东宇 叶仲斌 赖南君 王东栋 潘成巍 蒋茜 陈越美 于 2019-10-13 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种油田用凝胶封堵剂及其制备方法,属于石油钻井和采油工程领域。一种油田用凝胶封堵剂,包括下列重量份的原料：6～15份丙烯酰胺、2～8份丙烯酸、1～5份2-甲基-2-丙烯酰胺基丙磺酸、0.5～5份二甲基二烯丙基氯化铵、0.03～1份N,N′-亚甲基双丙烯酰胺、30～100份水、1.5～8份氢氧化钠和0.01～5份引发剂。一种油田用凝胶封堵剂的制备方法,包括下列步骤：S1.配制基液；S2.聚合反应。这种制备方法简单便捷,设备成本低,经济实惠,无三废产生,环保；所得封堵剂具有较强的封堵能力,可用于封堵不同尺寸的地层孔隙和裂缝,防止外来流体侵入地层,以达到保持井壁稳定和提高采收率的目的。(The invention discloses a gel plugging agent for an oil field and a preparation method thereof, belonging to the field of petroleum drilling and oil extraction engineering. The gel plugging agent for the oil field comprises the following raw materials in parts by weight: 6-15 parts of acrylamide, 2-8 parts of acrylic acid, 1-5 parts of 2-methyl-2-acrylamidopropanesulfonic acid, 0.5-5 parts of dimethyldiallylammonium chloride, 0.03-1 part of N, N' -methylenebisacrylamide, 30-100 parts of water, 1.5-8 parts of sodium hydroxide and 0.01-5 parts of an initiator. A preparation method of a gel plugging agent for oil fields comprises the following steps: s1, preparing base liquid; and S2, carrying out polymerization reaction. The preparation method is simple and convenient, low in equipment cost, economical and practical, free of three wastes and environment-friendly; the obtained plugging agent has strong plugging capability, can be used for plugging formation pores and cracks with different sizes, and prevents external fluid from invading the formation, so as to achieve the purposes of keeping the well wall stable and improving the recovery ratio.)

一种油田用凝胶封堵剂及其制备方法

技术领域

本发明属于石油钻井和采油工程领域，具体涉及一种油田用凝胶封堵剂及其制备方法。

背景技术

钻井液用封堵剂是一类用来封堵地层孔隙和裂缝，防止钻井液及其滤液侵入地层，以保持井壁稳定的钻井液处理剂。钻井中，通过封堵剂的合理使用，可达到防止井壁垮塌、防漏以及保护油层的目的。

目前广泛使用的封堵型防塌剂主要是沥青类产品，其应用极大地改善了钻井液的防塌能力，但是其在实际应用中仍然存在不足，比如受软化点的限制，在深井、超深井中容易受温度的影响而使封堵效果降低。

针对现有封堵剂的不足，本发明研制开发了一种具有较强封堵能力的凝胶封堵剂。

发明内容

针对上述存在的问题，本发明提供了一种油田用凝胶封堵剂及其制备方法，这种制备方法简单、便捷，所制得的封堵剂具有较强的封堵能力。

本发明采用的技术方案为：

一种油田用凝胶封堵剂，包括下列重量份的原料：6～15份丙烯酰胺、2～8份丙烯酸、1～5份2-甲基-2-丙烯酰胺基丙磺酸、0.5～5份二甲基二烯丙基氯化铵、0.03～1份N,N′-亚甲基双丙烯酰胺、30～100份水、1.5～8份氢氧化钠和0.01～5份引发剂。

进一步地，一种油田用凝胶封堵剂，包括下列重量份的原料：6～15份丙烯酰胺、2～6份丙烯酸、1～5份2-甲基-2-丙烯酰胺基丙磺酸、0.5～2份二甲基二烯丙基氯化铵、0.1～1份N,N′-亚甲基双丙烯酰胺、30～100份水、1.5～6.6份氢氧化钠和0.6～2份引发剂。

进一步地，一种油田用凝胶封堵剂，包括下列重量份的原料：15份丙烯酰胺、6份丙烯酸、5份2-甲基-2-丙烯酰胺基丙磺酸、2份二甲基二烯丙基氯化铵、1份N,N′-亚甲基双丙烯酰胺、100份水、6.6份氢氧化钠和1份引发剂。

进一步地，所述引发剂为过硫酸铵和亚硫酸氢钠的混合物、焦亚硫酸钠和过硫酸铵的混合物或硫代硫酸钠和过硫酸钾的混合物。

进一步地，所述混合物中不同成分的质量比为1:1。

进一步地，所述的一种油田用凝胶封堵剂的制备方法，包括下列步骤：

S1.配制基液：将水、丙烯酰胺、丙烯酸、二甲基二烯丙基氯化铵、N,N′-亚甲基双丙烯酰胺、2-甲基-2-丙烯酰胺基丙磺酸按所述重量份加入到容器中配制成水溶液，在水溶液中加入所述重量份的氢氧化钠使控制pH值在8～9，即得基液；

S2.聚合反应：向所述基液中缓慢加入所述重量份的引发剂进行3～5h聚合反应后，在一定温度下烘干，过80目～120目筛，即得产品。

进一步地，所述烘干温度为105℃～120℃。

本发明的有益效果是：本发明的一种油田用凝胶封堵剂及其制备方法，所用制备方法简单便捷，设备成本低，经济实惠，无三废产生，环保；所得封堵剂具有较强的封堵能力，可用于封堵不同尺寸的地层孔隙和裂缝，防止外来流体侵入地层，以达到保持井壁稳定和提高采收率的目的。

具体实施方式

本发明所述的实施例可以在上述技术方案的基础上，通过具体范围的不同替换，可以得到无数个实施例，因此，以下所述的几个实施例，仅仅只是无数个实施例中的较优实施例，任何在上述技术方案所做的技术替换，均属于本发明的保护范围。

实施例1

一种油田用凝胶封堵剂，包括下列重量份的原料：

15份丙烯酰胺、6份丙烯酸、5份2-甲基-2-丙烯酰胺基丙磺酸、2份二甲基二烯丙基氯化铵、1份N,N′-亚甲基双丙烯酰胺、100份水、6.6份氢氧化钠、0.5份过硫酸铵和0.5份亚硫酸氢钠。

一种油田用凝胶封堵剂的制备方法，包括下列步骤：

S1.配制基液：将水、丙烯酰胺、丙烯酸、二甲基二烯丙基氯化铵、N,N′-亚甲基双丙烯酰胺、2-甲基-2-丙烯酰胺基丙磺酸按上述重量份加入到容器中配制成水溶液，在水溶液中加入上述重量份的氢氧化钠使控制pH值在9，即得基液；

S2.聚合反应：向所述基液中缓慢加入上述重量份的过硫酸铵和亚硫酸氢钠进行4h聚合反应后，在110℃下烘干，过100目筛，即得产品。

实施例2

一种油田用凝胶封堵剂，包括下列重量份的原料：

15份丙烯酰胺、8份丙烯酸、4份2-甲基-2-丙烯酰胺基丙磺酸、2份二甲基二烯丙基氯化铵、1份N,N′-亚甲基双丙烯酰胺、100份水、6.6份氢氧化钠、0.5份过硫酸铵和0.5份焦亚硫酸钠。

一种油田用凝胶封堵剂的制备方法，包括下列步骤：

S1.配制基液：将水、丙烯酰胺、丙烯酸、二甲基二烯丙基氯化铵、N,N′-亚甲基双丙烯酰胺、2-甲基-2-丙烯酰胺基丙磺酸按上述重量份加入到容器中配制成水溶液，在水溶液中加入上述重量份的氢氧化钠使控制pH值在9，即得基液；

S2.聚合反应：向所述基液中缓慢加入上述重量份的过硫酸铵和焦亚硫酸钠进行4h聚合反应后，在110℃下烘干，过100目筛，即得产品。

实施例3

一种油田用凝胶封堵剂，包括下列重量份的原料：

6份丙烯酰胺、2份丙烯酸、1.5份2-甲基-2-丙烯酰胺基丙磺酸、0.5份二甲基二烯丙基氯化铵、0.1份N,N′-亚甲基双丙烯酰胺、30份水、1.5份氢氧化钠、0.5份过硫酸铵和0.5份亚硫酸氢钠。

一种油田用凝胶封堵剂的制备方法，包括下列步骤：

S1.配制基液：将水、丙烯酰胺、丙烯酸、二甲基二烯丙基氯化铵、N,N′-亚甲基双丙烯酰胺、2-甲基-2-丙烯酰胺基丙磺酸按上述重量份加入到容器中配制成水溶液，在水溶液中加入上述重量份的氢氧化钠使控制pH值在8.5，即得基液；

S2.聚合反应：向所述基液中缓慢加入上述重量份的过硫酸铵和亚硫酸氢钠进行5h聚合反应后，在110℃下烘干，过100目筛，即得产品。

实施例4

一种油田用凝胶封堵剂，包括下列重量份的原料：

6份丙烯酰胺、4份丙烯酸、1份2-甲基-2-丙烯酰胺基丙磺酸、0.5份二甲基二烯丙基氯化铵、0.1份N,N′-亚甲基双丙烯酰胺、30份水、1.5份氢氧化钠、0.3份焦亚硫酸钠和0.3份过硫酸铵。

一种油田用凝胶封堵剂的制备方法，包括下列步骤：

S1.配制基液：将水、丙烯酰胺、丙烯酸、二甲基二烯丙基氯化铵、N,N′-亚甲基双丙烯酰胺、2-甲基-2-丙烯酰胺基丙磺酸按上述重量份加入到容器中配制成水溶液，在水溶液中加入上述重量份的氢氧化钠使控制pH值在8，即得基液；

S2.聚合反应：向所述基液中缓慢加入上述重量份的焦亚硫酸钠和过硫酸铵进行5h聚合反应后，在110℃下烘干，过100目筛，即得产品。

实施例5

一种油田用凝胶封堵剂，包括下列重量份的原料：

8份丙烯酰胺、4份丙烯酸、3份2-甲基-2-丙烯酰胺基丙磺酸、1份二甲基二烯丙基氯化铵、0.5份N,N′-亚甲基双丙烯酰胺、60份水、4.5份氢氧化钠、1份硫代硫酸钠和1份过硫酸钾。

一种油田用凝胶封堵剂的制备方法，包括下列步骤：

S1.配制基液：将水、丙烯酰胺、丙烯酸、二甲基二烯丙基氯化铵、N,N′-亚甲基双丙烯酰胺、2-甲基-2-丙烯酰胺基丙磺酸按上述重量份加入到容器中配制成水溶液，在水溶液中加入上述重量份的氢氧化钠使控制pH值在9，即得基液；

S2.聚合反应：向所述基液中缓慢加入上述重量份的硫代硫酸钠和过硫酸钾进行4h聚合反应后，在110℃下烘干，过100目筛，即得产品。

实施例6

一种油田用凝胶封堵剂，包括下列重量份的原料：

8份丙烯酰胺、6份丙烯酸、2份2-甲基-2-丙烯酰胺基丙磺酸、1份二甲基二烯丙基氯化铵、0.5份N,N′-亚甲基双丙烯酰胺、60份水、4.5份氢氧化钠、1份硫代硫酸钠和1份过硫酸钾。

一种油田用凝胶封堵剂的制备方法，包括下列步骤：

S1.配制基液：将水、丙烯酰胺、丙烯酸、二甲基二烯丙基氯化铵、N,N′-亚甲基双丙烯酰胺、2-甲基-2-丙烯酰胺基丙磺酸按上述重量份加入到容器中配制成水溶液，在水溶液中加入上述重量份的氢氧化钠使控制pH值在9，即得基液；

S2.聚合反应：向所述基液中缓慢加入上述重量份的硫代硫酸钠和过硫酸钾进行4h聚合反应后，在110℃下烘干，过100目筛，即得产品。

实施例7

一种油田用凝胶封堵剂，包括下列重量份的原料：

10份丙烯酰胺、8份丙烯酸、5份2-甲基-2-丙烯酰胺基丙磺酸、5份二甲基二烯丙基氯化铵、1份N,N′-亚甲基双丙烯酰胺、100份水、8份氢氧化钠、2.5份焦亚硫酸钠和2.5份过硫酸铵。

一种油田用凝胶封堵剂的制备方法，包括下列步骤：

S1.配制基液：将水、丙烯酰胺、丙烯酸、二甲基二烯丙基氯化铵、N,N′-亚甲基双丙烯酰胺、2-甲基-2-丙烯酰胺基丙磺酸按上述重量份加入到容器中配制成水溶液，在水溶液中加入上述重量份的氢氧化钠使控制pH值在9，即得基液；

S2.聚合反应：向所述基液中缓慢加入上述重量份的过硫酸铵和焦亚硫酸钠进行5h聚合反应后，在120℃下烘干，过120目筛，即得产品。

实施例8

一种油田用凝胶封堵剂，包括下列重量份的原料：

8份丙烯酰胺、2份丙烯酸、1份2-甲基-2-丙烯酰胺基丙磺酸、0.5份二甲基二烯丙基氯化铵、0.03份N,N′-亚甲基双丙烯酰胺、30份水、1.5份氢氧化钠、0.005份过硫酸铵和0.005份亚硫酸氢钠。

一种油田用凝胶封堵剂的制备方法，包括下列步骤：

S1.配制基液：将水、丙烯酰胺、丙烯酸、二甲基二烯丙基氯化铵、N,N′-亚甲基双丙烯酰胺、2-甲基-2-丙烯酰胺基丙磺酸按上述重量份加入到容器中配制成水溶液，在水溶液中加入上述重量份的氢氧化钠使控制pH值在8，即得基液；

S2.聚合反应：向所述基液中缓慢加入上述重量份的过硫酸铵和亚硫酸氢钠进行3h聚合反应后，在105℃下烘干，过80目筛，即得产品。

凝胶封堵剂的性能测试：

1、高温高压滤失量降低率

(1)淡水基浆：在400mL蒸馏水中加入20g实验室评价用钠膨润土，在高速搅拌器上以11000转/分的转速高速搅拌20min，其间至少停两次，以刮下粘附在容器壁上的粘土，在密闭容器中养护24h，即得含土量为5％的基浆。在5％的基浆中加入一定量的润滑封堵剂样品，高速搅拌混合均匀，然后在密闭容器中养护24h，即得测试样品；将基浆和测试样品高速搅拌5min，用GGS42-2型高温高压滤失仪测定基浆和测试样品的高温高压滤失量，将配置好的试样倒入压滤器中，加压3.5MPa，升温至120℃，打开上下部阀杆的同时开始计时，记录30min的滤液滤失量。

淡水基浆高温高压滤失量降低率＝(V₁-V₂)/V₁×100％

式中：V₁为基浆的高温高压滤失量，V₂为测试样品的高温高压滤失量。

(2)盐水基浆：在400mL蒸馏水中加入16gNaCl，在高速搅拌器上以11000转/分的转速高速搅拌5min，再加入24g实验室评价用钠膨润土，高速搅拌20min，其间至少停两次，以刮下粘附在容器壁上的粘土，在密闭容器中养护24h，即得含土量为6％的基浆。在6％的基浆中加入一定量的润滑封堵剂样品，高速搅拌混合均匀，然后在密闭容器中养护24h，即得测试样品；将基浆和测试样品高速搅拌5min，用GGS42-2型高温高压滤失仪测定基浆和测试样品的高温高压滤失量，将配置好的试样倒入压滤器中，加压3.5MPa，升温至120℃，打开上下部阀杆的同时开始计时，记录30min的滤液滤失量。

盐水基浆高温高压滤失量降低率＝(V₁-V₂)/V₁×100％

式中：V₁为基浆的高温高压滤失量，V₂为测试样品的高温高压滤失量。

实施例1-6所得封堵剂性能测试结果见下表1。

表1封堵剂性能

本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。