具有选择性堵水功能的聚合物及其制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及油田调剖堵水材料和提升高含水期油藏油井产能的研究领域，公开了一种具有选择性堵水功能的聚合物，其中，该聚合物为在引发剂和作为溶剂的水的存在下，使含有单体A、单体B、单体C和乳化剂的乳液进行聚合反应而制得，其中，所述单体A为丙烯酰胺；所述单体B为衣康酸；所述单体C为油溶性单体，且所述油溶性单体为苯乙烯和/或甲基丙烯酸辛酯；所述乳化剂包括主乳化剂和/或助乳化剂。本发明专利技术制备的聚合物具有优异的选择性堵水而不堵油的效果，且具有较高的耐冲刷倍数。

Polymers with selective water shutoff function and their preparation methods and Applications

The invention relates to the field of oilfield profile control and water plugging materials and the research field of increasing oil well productivity in high water cut stage, and discloses a polymer with selective water shutoff function. The polymer is prepared by polymerizing the emulsion containing monomer A, monomer B, monomer C and emulsifier in the presence of initiator and water as solvent, wherein the monomer A is acrylamide. The monomer B is itaconic acid; the monomer C is an oil-soluble monomer and the oil-soluble monomer is styrene and/or octyl methacrylate; the emulsifier comprises a main emulsifier and/or an auxiliary emulsifier. The polymer prepared by the invention has excellent selective water plugging effect without oil plugging, and has high scour resistance multiple.

【技术实现步骤摘要】
具有选择性堵水功能的聚合物及其制备方法和应用
本专利技术涉及油田调剖堵水材料和提升高含水期油藏油井产能的研究领域，具体地，涉及一种具有选择性堵水功能的聚合物、一种制备具有选择性堵水功能的聚合物的方法以及由该方法制备得到的具有选择性堵水功能的聚合物、具有选择性堵水功能的聚合物作为选择性堵水剂的应用。
技术介绍
油井堵水工艺是优化油气田注水开发成果的一项关键性技术。地层中的水层与油层相互交织在一起，非均质性严重，现有的施工技术很难将两种储层进行有效隔离，但是油田企业为稳定原油产量，还要尽可能的降低油井的综合含水率，为此对具有油/水高选择性的堵水剂提出了更高的要求。现有的水基、油基、聚合物凝胶等堵水体系，虽然具有一定的选择性，但是既堵水又堵油，室内物模实验结果表明，现有堵水剂的堵油率均大于35％，而且体系的耐温抗盐性能也较差，推广应用范围比较小。水溶性聚合物堵水剂虽然会选择优先进入到含水饱和度较高的地层，但是在地层运移中会有部分的水溶性聚合物堵水剂进入到油层中，由于该类堵水剂自身没有自行解堵的能力，将其排出是十分困难的。油基水泥堵水剂虽然也能较大程度的提高原油采收率，但是还存在很大的弊端，它一般封堵的是含水饱和度较高的地层，当油基水泥堵水剂流入到油水混合的地层时，即使油层中只混合着很少一部分的地层水，也会与地层水发生反应使水泥凝固，这说明了油基水泥堵水剂的堵水选择性能还有很大程度的欠缺。聚合物凝胶类堵水剂借助于油水作用下有效可动体积的变化，使油水相渗透率发生不均匀的降低，但该处理方式会造成油水通道物理封堵，导致多孔介质渗流能力下降，油井产水大幅度降低的同时产油能力也降低，处理不当会造成产液量过低，使原油减产。目前，国内外选择性堵水剂以及深部调剖技术日臻完善，在选择性堵水材料的研究开发、施工工艺等技术上已经有了长足发展，但随着油田开发，油层特性以及环境不断发生变化，尤其是到了开发后期，长期采用堵水材料使油藏开发的矛盾更为突出，根据选择性堵水材料的特性，总结油田实际开发的经验，提出目前选择性堵水剂目前必须克服的技术难题，以便有针对性地研发新技术以适应特殊油田改善选择性体系的堵水效果。综上所述，目前油井堵水所使用的选择性堵剂多是由聚丙烯酰胺及其衍生物等水溶性聚合物在地层内生成凝胶或冻胶对地层水进行封堵，或用油基堵剂遇水成胶或固化封堵水窜通道，但由于其选择性差，在堵水的同时也会大幅度降低油相渗透率，造成堵后低液，制约了油井堵水技术的应用。因此，研制一种新型高选择性堵水材料，实现油层的堵水不堵油，对特高含水期提高油井产能具有重要的意义。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了克服现有技术的缺陷，提供一种具有选择性堵水功能的聚合物及其制备方法和应用，即，在水溶液中加入一定量的水溶性单体、油溶性单体和乳化剂，搅拌后形成稳定的水包油形式的乳液体系，加入引发剂，采用聚合的方式，最后合成一种水基油溶性聚合物颗粒型的堵水材料。本专利技术提供的具有高选择性的堵水材料，根据油田现场需求，采用现场水可配制成不同质量浓度的堵水剂，堵水剂经注入油藏地层中，进入水相层后，其中的油溶性颗粒可对孔道进行有效封堵进而降低水相渗透率，加大水相封堵作用；进入油相层后，其中的油溶性颗粒溶于原油而不影响油相渗透率，从而达到选择性堵水而不堵油的效果。为了实现上述目的，本专利技术第一方面提供了一种具有选择性堵水功能的聚合物，其中，该聚合物为在引发剂和作为溶剂的水的存在下，使含有单体A、单体B、单体C和乳化剂的乳液进行聚合反应而制得，其中，所述单体A为丙烯酰胺；所述单体B为衣康酸；所述单体C为油溶性单体，且所述油溶性单体为苯乙烯和/或甲基丙烯酸辛酯；所述乳化剂包括主乳化剂和/或助乳化剂。优选地，以100重量份的水为基准，所述单体A的含量为0.4-5重量份，所述单体B的含量为0.1-5重量份，所述单体C的含量为1-10重量份，所述主乳化剂的含量为0.5-4.5重量份，所述助乳化剂的含量为0-1.5重量份；更优选地，优选地，以100重量份的水为基准，所述单体A的含量为3.5-4.5重量份，所述单体B的含量为2.5-4.5重量份，所述单体C的含量为3-4重量份，所述主乳化剂的含量为2.5-3.5重量份，所述助乳化剂的含量为0.6-0.9重量份；最优选地，以100重量份的水为基准，所述单体A的含量为3.8-4.2重量份，所述单体B的含量为3-4重量份，所述单体C的含量为3.3-3.8重量份，所述主乳化剂的含量为2.8-3.2重量份，所述助乳化剂的含量为0.7-0.8重量份。优选地，所述聚合物的耐冲刷倍数大于50PV。优选地，所述主乳化剂选自十二烷基磺酸钠、十二烷基硫酸钠和十二烷基苯磺酸钠中的一种或多种；优选地，所述主乳化剂选自十二烷基磺酸钠和/或十二烷基苯磺酸钠；所述助乳化剂选自司班20、司班40、司班60、司班80、吐温20、吐温40、吐温60和吐温80中的一种或多种；优选地，所述助乳化剂选自司班20、司班40和吐温80中的一种或多种。优选地，所述引发剂为水溶性引发剂和/或油溶性引发剂，所述水溶性引发剂为过硫酸盐-亚硫酸盐的氧化-还原引发体系，所述油溶性引发剂为偶氮二异丁腈和/或偶氮二异丁酸二甲酯；优选地，所述引发剂为水溶性引发剂和油溶性引发剂的组合物；优选地，以所述单体A和所述单体B的总含量为基准，所述过硫酸盐的含量为0.01-0.1重量％，所述亚硫酸盐的含量为0.005-0.05重量％；以及以所述单体C的总含量为基准，所述油溶性引发剂的含量为0.01-0.1重量％。本专利技术第二方面提供了一种具有选择性堵水功能的聚合物的制备方法，其中，该制备方法包括以下步骤：(1)将单体A、单体B和水混合，形成水溶液；(2)将单体C、乳化剂与所述水溶液混合，形成乳液；(3)将所述乳液在引发剂的存在下进行聚合反应；其中，所述单体A为丙烯酰胺；所述单体B为衣康酸；所述单体C为油溶性单体，且所述油溶性单体为苯乙烯和/或甲基丙烯酸辛酯；所述乳化剂包括主乳化剂和/或助乳化剂。优选地，以100重量份的水为基准，所述单体A的用量为0.4-5重量份，所述单体B的用量为0.1-5重量份，所述单体C的用量为1-10重量份，所述主乳化剂的用量为0.5-4.5重量份，所述助乳化剂的用量为0-1.5重量份；更优选地，以100重量份的水为基准，所述单体A的用量为3.5-4.5重量份，所述单体B的用量为2.5-4.5重量份，所述单体C的用量为3-4重量份，所述主乳化剂的用量为2.5-3.5重量份，所述助乳化剂的用量为0.6-0.9重量份；最优选地，以100重量份的水为基准，所述单体A的用量为3.8-4.2重量份，所述单体B的用量为3-4重量份，所述单体C的用量为3.3-3.8重量份，所述主乳化剂的用量为2.8-3.2重量份，所述助乳化剂的用量为0.7-0.8重量份。优选地，所述聚合物的耐冲刷倍数大于50PV。优选地，所述主乳化剂选自十二烷基磺酸钠、十二烷基硫酸钠和十二烷基苯磺酸钠中的一种或多种；优选地，所述主乳化剂选自十二烷基磺酸钠和/或十二烷基苯磺酸钠；所述助乳化剂选自司班20、司班40、司班60、司班80、吐温20、吐温40、吐温60和吐温80中的一种或多种；优选地，所述助乳化剂选自司班20、司班40和吐温80中的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有选择性堵水功能的聚合物，其特征在于，该聚合物为在引发剂和作为溶剂的水的存在下，使含有单体A、单体B、单体C和乳化剂的乳液进行聚合反应而制得，其中，所述单体A为丙烯酰胺；所述单体B为衣康酸；所述单体C为油溶性单体，且所述油溶性单体为苯乙烯和/或甲基丙烯酸辛酯；所述乳化剂包括主乳化剂和/或助乳化剂。

【技术特征摘要】
1.一种具有选择性堵水功能的聚合物，其特征在于，该聚合物为在引发剂和作为溶剂的水的存在下，使含有单体A、单体B、单体C和乳化剂的乳液进行聚合反应而制得，其中，所述单体A为丙烯酰胺；所述单体B为衣康酸；所述单体C为油溶性单体，且所述油溶性单体为苯乙烯和/或甲基丙烯酸辛酯；所述乳化剂包括主乳化剂和/或助乳化剂。2.根据权利要求1所述的聚合物，其中，以100重量份的水为基准，所述单体A的含量为0.4-5重量份，所述单体B的含量为0.1-5重量份，所述单体C的含量为1-10重量份，所述主乳化剂的含量为0.5-4.5重量份，所述助乳化剂的含量为0-1.5重量份；优选地，以100重量份的水为基准，所述单体A的含量为3.5-4.5重量份，所述单体B的含量为2.5-4.5重量份，所述单体C的含量为3-4重量份，所述主乳化剂的含量为2.5-3.5重量份，所述助乳化剂的含量为0.6-0.9重量份；优选地，所述聚合物的耐冲刷倍数大于50PV。3.根据权利要求1或2所述的聚合物，其中，所述主乳化剂选自十二烷基磺酸钠、十二烷基硫酸钠和十二烷基苯磺酸钠中的一种或多种；优选地，所述主乳化剂选自十二烷基磺酸钠和/或十二烷基苯磺酸钠；所述助乳化剂选自司班20、司班40、司班60、司班80、吐温20、吐温40、吐温60和吐温80中的一种或多种；优选地，所述助乳化剂选自司班20、司班40和吐温80中的一种或多种。4.根据权利要求1所述的聚合物，其中，所述引发剂为水溶性引发剂和/或油溶性引发剂，所述水溶性引发剂为过硫酸盐-亚硫酸盐的氧化-还原引发体系，所述油溶性引发剂为偶氮二异丁腈和/或偶氮二异丁酸二甲酯；优选地，所述引发剂为水溶性引发剂和油溶性引发剂的组合物；进一步优选地，以所述单体A和所述单体B的总含量为基准，所述过硫酸盐的含量为0.01-0.1重量％，所述亚硫酸盐的含量为0.005-0.05重量％；以及以所述单体C的总含量为基准，所述油溶性引发剂的含量为0.01-0.1重量％。5.一种具有选择性堵水功能的聚合物的制备方法，其特征在于，该制备方法包括以下步骤：(1)将单体A、单体B和水混合，形成水溶液；(2)将单体C、乳化剂与所述水溶液混合，形成乳液；(3)将所述乳液在引发剂的存在下进行聚合反应；其...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵方园，王晓春，杨捷，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石油化工股份有限公司北京化工研究院，
类型：发明
国别省市：北京,11