CN117736711A - 一种在线聚合物凝胶调剖剂及注入工艺方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种在线聚合物凝胶调剖剂及注入工艺方法，由主剂及交联剂组成，按质量百分比，主剂包括以下组分：速溶干粉聚合物67％～82％、促进剂4％～16％、调节剂4％～16％、多元酚0.8％～3.2％；主剂在注水管线中的浓度为0.3％‑0.5％，交联剂的浓度为0.4％‑0.6％。本发明的速溶干粉聚合物凝胶在线调剖工艺，利用速溶聚合物能快速溶解的特性，通过特种加药系统将聚合物等成胶主剂、交联剂按比例加入到注水管线中，利用注水系统能量溶解调剖剂并注入地层，到地层后发生交联生成凝胶堵剂，省去了大功率注入泵、搅拌罐、储水罐等设备，减少施工人员，降低能耗及施工成本。

Description

一种在线聚合物凝胶调剖剂及注入工艺方法

技术领域

本发明涉及油田调剖作业，尤其是一种速溶聚合物凝胶调剖剂配方及在线注入工艺方法

背景技术

随着中石油各油田含水不断上升，调剖作为控水稳油的重要手段，每年工作量都在不断上升。聚合物凝胶是应用最广泛的一类调剖剂，但由于聚合物溶解时间长，需要90-120min，目前现场施工采用的配液方法是将聚合物在地面搅拌罐充分溶解之后加入交联剂、调节剂，最后用调剖泵按设计速度注入井下，这需要大功率注入泵、储水罐、搅拌罐等设备，施工自动化成本低，每套设备配备3-4名施工人员,能耗及施工成本高，安全环保隐患较大。随着技术的发展，研制出了速溶聚合物，主要包括乳液型聚合物及速溶干粉聚合物，溶解时间只有10-15min，更多的应用在海上油田调剖。《精细与专用化学品》2020年第28卷第4期“海上油田在线调剖体系研究与应用”一文研发了适用于海上油田平台施工的水包水型和油包水型2种乳液型聚合物在线调剖体系，加入酚醛树脂交联剂后形成乳液聚合物冻胶体系，2种冻胶体系均可实现在线注入。但由于乳液聚合物中有效成分含量较低，使用成本高，不适合大规模推广应用。

速溶干粉聚合物较乳液型聚合物成本低，但目前的配液流程仍然包括搅拌罐、储水罐等，通过减少各设备的尺寸来减少设备占用平台空间。《石油钻采工艺》2014年第36卷第4期“聚合物驱在线混合调剖技术在海上油田的应用”一文中采用了0.35％的速溶干粉聚合物加入0.45％改性脲醛树脂及0.12％BHC-1促胶剂形成凝胶，配制过程需要大功率注入泵、储水罐、搅拌罐等设备，施工自动化程度低，未解决能耗及施工成本高的问题。

专利CN105019872“一种油田注入井在线调剖工艺方法”介绍的配液注入流程中依然使用了搅拌料池、液压柱塞泵等大功率设备，施工能耗高。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种聚合物凝胶调剖剂配方及在线注入工艺方法，可实现速溶干粉聚合物凝胶的在线调剖，省去了大功率注入泵、搅拌罐、储水罐等设备，降低能耗及施工成本。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种在线聚合物凝胶调剖剂，由主剂及交联剂组成，按质量百分比，主剂包括以下组分：速溶干粉聚合物67％～82％、促进剂4％～16％、调节剂4％～16％、多元酚0.8％～3.2％；主剂在注水管线中的质量百分比浓度浓度为0.3％-0.5％，交联剂的质量百分比浓度浓度为0.4％-0.6％。

所述速溶干粉聚合物为速溶干粉聚丙烯酰胺，分子量1500万～2200万。

所述促进剂为乙酸铵、氯化铵中一种或两种混合物。

所述调节剂为草酸、柠檬酸中一种或两种混合物。

所述多元酚为对苯二酚、邻苯二酚、间苯二酚中一种、两种或两种以上混合物。

所述交联剂为水溶性酚醛树脂。

上述在线聚合物凝胶调剖剂的注入工艺方法，包括以下步骤：

(1)药剂加入：将主剂预先加入到干粉药剂罐中，通过螺旋给料机输送到药剂混合器中；将交联剂预先加入到液体药剂罐中，通过计量泵输送到药剂混合器中，主剂和交联剂同时按设计比例加入到药剂混合器中；

(2)药剂混合：通过在注水管线上安装减压阀、流量调节阀，按某一设定排量把注入水引流到药剂混合器，在水流和药剂混合器作用下将主剂和交联剂进行均匀混合；

(3)药剂注入：混合后的药剂通过药剂混合器底部的螺杆泵送到注入泵进口，注入泵把混配好的药剂注入到注水管道中，注入到地层，注水管线中药剂浓度符合设计要求；

(4)测凝胶粘度。

本发明的有益效果是：聚合物凝胶调剖剂实现在线配制及注入，省去了搅拌罐、储水罐等设备，减少了施工人员，消除了人力加药的人为因素对调剖剂配制质量影响，提高配液和注入参数精度，总体上提高施工质量，降低施工能耗及设备人工成本。采用本工艺配置的凝胶调剖剂适用温度30-120℃，能够满足深部调剖调驱需求。

附图说明

图1为本发明的在线聚合物凝胶调剖剂的注入工艺方法。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述；显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的在线聚合物凝胶调剖剂，由主剂及交联剂组成，按质量百分比，主剂包括以下组分：速溶干粉聚合物67％～82％、促进剂4％～16％、调节剂4％～16％、多元酚0.8％～3.2％；主剂在注水管线中的质量百分比浓度浓度为0.3％-0.5％，交联剂的质量百分比浓度浓度为0.4％-0.6％。

所述速溶干粉聚合物为速溶干粉聚丙烯酰胺，分子量1500万～2200万。

所述促进剂为乙酸铵、氯化铵中一种或两种混合物。

所述调节剂为草酸、柠檬酸中一种或两种混合物。

所述多元酚为对苯二酚、邻苯二酚、间苯二酚中一种、两种或两种以上混合物。

所述交联剂为水溶性酚醛树脂。

如图1所示，上述在线聚合物凝胶调剖剂的注入工艺方法，包括以下步骤：

(1)药剂加入：将主剂预先加入到干粉药剂罐中，通过螺旋给料机输送到药剂混合器中；将交联剂预先加入到液体药剂罐中，通过计量泵输送到药剂混合器中，主剂和交联剂同时按设计比例加入到药剂混合器中；

(2)药剂混合：通过在注水管线上安装减压阀、流量调节阀，按某一设定排量把注入水引流到药剂混合器，在水流和药剂混合器作用下将主剂和交联剂进行均匀混合；

(3)药剂注入：混合后的药剂通过药剂混合器底部的螺杆泵送到注入泵进口，注入泵把混配好的药剂注入到注水管道中，注入到地层，注水管线中药剂浓度符合设计要求；

(4)测凝胶粘度。

本发明的基本原理：

1、聚合物凝胶配方原理：在线聚合物凝胶调剖剂由一定浓度的速溶干粉聚合物等成胶主剂、交联剂按比例加入到注水管线中，利用注水系统能量溶解调剖剂并注入地层，到地层后发生交联反应生成凝胶堵剂，来堵塞地层中的高渗透条带。

2、配制及注入流程原理:把事先储存在料仓中主剂通过螺旋给料机输送到药剂混合器中，同步液体药剂交联剂通过计量泵也输送到药剂混合器中，药剂混合器在某一设定排量水流作用下进行混合溶解，通过药剂混合器底部的螺杆泵送到注入泵进口，注入泵把混配好的药剂注入到注水管道中，出口药剂浓度符合设计要求。

实施例1

(1)将一定量主剂放入干粉药剂罐中，主剂由82％速溶干粉聚丙烯酰胺、4％氯化铵、13.2％草酸、0.8％间苯二酚组成；

(2)将一定量交联剂放入液体药剂罐中；

(3)以0.01t/h的速度通过螺旋给料机将主剂输送到药剂混合器中，以0.0125t/h速度通过计量泵将交联剂泵入药剂混合器中，药剂混合器在0.83m³/h排量水流作用下进行混合(注水管道水流量2.5m³/h)，主剂、交联剂、水同时加入到药剂混合器中，混合物通过药剂混合器底部的螺杆泵送到注入泵进口，注入泵把混配好的药剂注入到注水管道中，管道中主剂浓度0.4％，交联剂浓度0.5％，将药剂注入到地层；

(4)测凝胶粘度25000mPa.s

实施例2

(1)将一定量主剂放入干粉药剂罐中，主剂由82％速溶干粉聚丙烯酰胺、10.8％氯化铵、3％草酸、1％柠檬酸、3.2％对苯二酚组成；

(2)将一定量交联剂放入液体药剂罐中；

(3)以0.04t/h的速度通过螺旋给料机将主剂输送到药剂混合器中，以0.03t/h速度通过计量泵将交联剂泵入药剂混合器中，药剂混合器在2.8m³/h排量水流作用下进行混合(注水管道水流量8.3m³/h)，主剂、交联剂、水同时加入到药剂混合器中，混合物通过药剂混合器底部的螺杆泵送到注入泵进口，注入泵把混配好的药剂注入到注水管道中，管道中主剂浓度0.49％，交联剂浓度0.4％，将药剂注入到地层；

(4)测凝胶粘度30000mPa.s

实施例3

(1)将一定量主剂放入干粉药剂罐中，主剂由67％速溶干粉聚丙烯酰胺、13.8％氯化铵、16％草酸、3.2％间苯二酚组成；

(2)将一定量交联剂放入液体药剂罐中；

(3)以0.025t/h的速度通过螺旋给料机将主剂输送到药剂混合器中，以0.03t/h速度通过计量泵将交联剂泵入药剂混合器中，药剂混合器在1.7m³/h排量水流作用下进行混合(注水管道水流量5m³/h)，主剂、交联剂、水同时加入到药剂混合器中，混合物通过药剂混合器底部的螺杆泵送到注入泵进口，注入泵把混配好的药剂注入到注水管道中，管道中主剂浓度0.5％，交联剂浓度0.6％，将药剂注入到地层；

(4)测凝胶粘度22000mPa.s.

实施例4

(1)将一定量主剂放入干粉药剂罐中，主剂由67％速溶干粉聚丙烯酰胺、10％氯化铵、3.8％乙酸铵、16％草酸、3.2％间苯二酚组成；；

(2)将一定量交联剂放入液体药剂罐中；

(3)以0.0038t/h的速度通过螺旋给料机将主剂输送到药剂混合器中，以0.005t/h速度通过计量泵将交联剂泵入药剂混合器中，药剂混合器在0.42m³/h排量水流作用下进行混合(注水管道水流量1.25m³/h)，主剂、交联剂、水同时加入到药剂混合器中，混合物通过药剂混合器底部的螺杆泵送到注入泵进口，注入泵把混配好的药剂注入到注水管道中，管道中主剂浓度0.3％，交联剂浓度0.4％，将药剂注入到地层；

(4)测凝胶粘度15200mPa.s

本发明的速溶干粉聚合物凝胶在线调剖工艺，利用速溶聚合物能快速溶解的特性，通过特种加药系统将聚合物等成胶主剂、交联剂按比例加入到注水管线中，利用注水系统能量溶解调剖剂并注入地层，到地层后发生交联生成凝胶堵剂，省去了大功率注入泵、搅拌罐、储水罐等设备，减少施工人员，降低能耗及施工成本。

综上所述，本发明的内容并不局限在上述的实施例中，相同领域内的有识之士可以在本发明的技术指导思想之内可以轻易提出其他的实施例，但这种实施例都包括在本发明的范围之内。

Claims (7)

1.一种在线聚合物凝胶调剖剂，其特征在于，由主剂及交联剂组成，按质量百分比，主剂包括以下组分：速溶干粉聚合物67％～82％、促进剂4％～16％、调节剂4％～16％、多元酚0.8％～3.2％；主剂在注水管线中的质量百分比浓度为0.3％-0.5％，交联剂的质量百分比浓度浓度为0.4％-0.6％。

2.根据权利要求1所述在线聚合物凝胶调剖剂，其特征在于，所述速溶干粉聚合物为速溶干粉聚丙烯酰胺，分子量1500万～2200万。

3.根据权利要求1所述在线聚合物凝胶调剖剂，其特征在于，所述促进剂为乙酸铵、氯化铵中一种或两种混合物。

4.根据权利要求1所述在线聚合物凝胶调剖剂，其特征在于，所述调节剂为草酸、柠檬酸中一种或两种混合物。

5.根据权利要求1所述在线聚合物凝胶调剖剂，其特征在于，所述多元酚为对苯二酚、邻苯二酚、间苯二酚中一种、两种或两种以上混合物。

6.根据权利要求1所述在线聚合物凝胶调剖剂，其特征在于，所述交联剂为水溶性酚醛树脂。

7.如权利要求1-6任一项所述的在线聚合物凝胶调剖剂的注入工艺方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)药剂加入：将主剂预先加入到干粉药剂罐中，通过螺旋给料机输送到药剂混合器中；将交联剂预先加入到液体药剂罐中，通过计量泵输送到药剂混合器中，主剂和交联剂同时按设计比例加入到药剂混合器中；

(2)药剂混合：通过在注水管线上安装减压阀、流量调节阀，按某一设定排量把注入水引流到药剂混合器，在水流和药剂混合器作用下将主剂和交联剂进行均匀混合；

(3)药剂注入：混合后的药剂通过药剂混合器底部的螺杆泵送到注入泵进口，注入泵把混配好的药剂注入到注水管道中，注入到地层，注水管线中药剂浓度符合设计要求；

(4)测凝胶粘度。