一種鋁凝膠調驅劑及其制備方法
【專利摘要】本發明涉及一種鋁凝膠調驅劑及其制備方法。其特點是采用鋁鹽為凝膠生成劑，通過添加助劑和緩凝劑配制成適合不同油藏條件的系列產品。體系在高溫條件發生化學反應生成的鋁凝膠對高滲層具有封堵的作用，反應同時產生CO2，既能補充地層能量，還能驅替剩余油，因此同時具備了調和驅的雙重作用。由于具有基液粘度低，在低滲透高鈣鎂油藏具有良好的注入性；在70～130℃條件成膠時間3～192h之間可調；凝膠粘度在390～150000mPa·s之間可調；成膠過程只受油藏溫度和體系PH值變化的影響；能夠滿足低滲透高溫高鹽油藏深部調驅的需要。
【專利說明】一種鋁凝膠調驅劑及其制備方法

【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種鋁凝膠調驅劑及其制備方法，屬油田化學劑及油氣開采調剖技術 領域。

【背景技術】
[0002] 低滲透油藏已經形成一定規模，并且今后這樣的目標將越來越多，具不完全統計： 我國新探地質儲量約70%以上為低滲儲量，主要分布在長慶、大慶、吉林、新疆、中原等油 區。在油田開發過程中，注水開發是補充地層能量、提高原油采收率最經濟和有效的方法。 由于地層的非均質性，注水開發過程中往往會形成高滲條帶，注入水常沿高滲透層流動而 很快從油井流出，形成無效循環，使得油井產出液含水率急劇上升，造成水淹，水驅采收率 下降，不僅嚴重影響了水驅效率，而且對產出液的處理以及集輸管道的防護都造成一系列 負面影響，嚴重影響著開發成本。
[0003] 為解決上述問題，常用的解決方法是實施調剖調驅技術處理。國內外化學調剖劑 的種類很多，主要分為三大類：
[0004] 第一類是以水泥、搬土為主劑的無機顆粒類，由于顆粒的注入性限制，該類產品只 適合中高滲油藏使用。
[0005] 第二類是聚合物凝膠調剖劑，其中最有代表性的是HPAM-高價金屬離子(如 Al(III)、Cr(III)、和Zr(IV)體系）和HPAM-有機酚醛體系。這些以高分子聚合物為主劑 的調剖劑由于受主劑耐溫抗鹽性限制，無論采用哪種交聯體系，由于聚合物其分子本身的 局限性，高溫分子鏈容易斷裂，有效期短，也只適用于溫度低于90°C的油藏。
[0006] 第三類是無機凝膠類，ZL200910002405. 8公開了一種無機凝膠調驅劑，由水玻璃 7-8%、C0(NH2)21% -2%、HCL2% -3%和水80% -90%混合而成，這種無機凝膠調驅劑具有 耐高溫、高礦化度的性能特點；ZL200410029654. 3公開了一種無機延遲硅酸凝膠堵調劑， 由5?15%的水玻璃、0. 1?0. 6%的乙酸乙酯、0. 1?3%的乙酰胺、0. 1?0. 3%的乙醇、 其余為水混合而成，這種體系既可用于70°C以下，更能用于70?11(TC溫度下進行單液法 油水井的堵水調剖。這類由水玻璃為主劑的無機硅凝膠體系由于遇鈣、鎂離子即迅速反應 發生沉淀，造成近井堵塞，無法實現大劑量的注入，難以進行深部調驅。ZL200910113623.9 公開了一種延遲沉淀顆粒凝膠調剖劑及其生產方法，該調驅劑由5%至30%的鐵鋁類金屬 鹽、1%至10%的烏洛托品和余量的水構成，采用單液法混合方式注入地下的高滲透層，利用 地層溫度使烏洛托品在高溫下逐步分解成氨水和甲醛，氨水與鐵鋁類金屬鹽反應生成氫氧 化鋁等沉淀，逐步封堵高滲透層。但是該調驅劑在80°C時成膠時間低于5小時，隨著溫度 升高成膠時間會變小，難以應用到更高溫度油藏條件，并且該調驅劑中鐵鋁類金屬鹽使用 濃度在10-20%，使用成本較高。ZL00103532. 0公開了一種延緩交聯深度調剖劑，由陰離子 型聚合物、烏洛托品、苯酚、草酸組成，其特征是配方按其重量比為：陰離子型聚丙烯酰胺， 分子量>1000萬，水解度25-30%，烏洛托品：苯酚：草酸=0. 15-0. 5% :0. 4-0. 8% :0. 1-0. 3% : 0. 1-0. 2% ;再按上述配方重量比配成0. 7-2. 5%的水溶液。該發明使用濃度低，成膠時間和 粘度均較高。但是，該調剖劑配方中含有聚丙烯酰胺不能應用到高溫(大于100°C)和高鈣 鎂離子（>2000mg/L)油藏條件下。
[0007] 雖然現有的高滲油藏調剖調驅方法很多，技術也相對較成熟，但由于我國中原、新 疆、勝利等低滲透油田具有高溫高鹽、高鈣鎂離子的特點，對堵劑既要求耐溫抗鹽、抗鈣鎂， 同時又必須滿足可注入性的要求，現有技術適應性差。


【發明內容】

[0008] 本發明的目的克服上述調剖調驅體系在耐溫、抗鹽、抗鈣鎂和可注入性等方面存 在的缺陷，提供一種鋁凝膠調驅劑，可滿足高溫高鹽、高鈣鎂油藏條件的調驅施工，能夠控 制其成膠時間和強度。
[0009] 本發明的第二個目的是提供一種鋁凝膠調驅劑的制備方法。
[0010] 本發明通過以下技術方案加以實現：一種鋁凝膠調驅劑，由凝膠生成劑，助劑，緩 凝劑和水按以下用量混合而成：
[0011] 各組分的質量濃度分別為：凝膠生成劑2?7%，助劑1. 5?7%，緩凝劑0. 1? 0. 2%，其余為水。
[0012] 所述的凝膠生成劑為三氯化鋁或硫酸鋁中的一種或兩種。
[0013] 所述的助劑為 CO (NH2) 2 或 NH4HC03 ;
[0014] 所述的緩凝劑為硝酸銨或檸檬酸中的一種或兩種。
[0015] 所述的水是總礦化度為0?25X 104mg/l標準鹽水。
[0016] 一種鋁凝膠調驅劑的制備方法，包括以下步驟：
[0017] (1)在帶有攪拌裝置的混合容器中先加入水，按總質量100%計，加入質量濃度為 1. 5?7%的助劑，攪拌溶解，形成助劑備用；
[0018] (2)在步驟（1)中得到的助劑中，按總質量100%計，加入質量濃度2?7%的凝膠 生成劑、0. 1?0. 2%的緩凝劑攪拌至全部溶解，即得到基液粘度低，并同時具有不同成膠時 間和凝膠強度的一種鋁凝膠調驅劑；
[0019] 所述的凝膠生成劑為三氯化鋁或硫酸鋁中的一種或兩種。
[0020] 所述的助劑為 CO (NH2) 2 或 NH4HC03。
[0021 ] 所述的緩凝劑為硝酸銨或檸檬酸中的一種或兩種。
[0022] 本發明的有益效果：采用以鋁鹽為主劑，通過添加助劑和緩凝劑調配出鋁凝膠調 驅劑系列配方，其體系在70?130°C、礦化度< 25X 104mg/l油藏環境條件成膠時間3? 192h，凝膠粘度390?150000mPa. s，130°C條件凝膠穩定時間大于300天，成膠過程只受油 藏溫度和體系PH值變化的影響，其它條件不限，體系還同時具有基液粘度小于1. 12mPa. s， 遇鈣鎂離子不發生沉淀，可以有效解決低滲透油藏的注入性問題。在凝膠生成的同時還產 生C02，是一種有效的驅油劑，可以降低原油粘度和使原油體積膨脹，提高驅油效率；弱堿性 氨水還與原油中的有機酸（例如環烷酸、浙青酸）作用，可以就地生成石油羧酸鹽類表面活 性劑。因此同時具備了調和驅的雙重作用，可作為高溫高鹽高鈣鎂低滲透油藏深部調驅劑 使用，既能封堵高滲透孔道，還能補充地層能量，達到驅替剩余油提高采收率目的。

【專利附圖】

【附圖說明】：
[0023] 附圖1為本發明實施例1得到的鋁凝膠調驅劑熱穩定性測試；
[0024] 附圖2為本發明實施例1得到的鋁凝膠調驅劑巖心注入性評價；
[0025] 附圖3為本發明實施例1得到的鋁凝膠調驅劑巖心的封堵效果；
[0026] 附圖4為本發明實施例1得到的鋁凝膠調驅劑在密閉巖心中反應壓力的變化。

【具體實施方式】：
[0027] 下面結合實施例對本發明的技術方案作進一步的說明。
[0028] 實施例1
[0029] (1)將 2g 的 C0(NH2)2 加入到 93g 鹽水（總礦化度 12X 104mg/L，鈣 4000mg/L，鎂 1000mg/L)中，攪拌溶解，形成助劑備用。
[0030] (2)在助劑中加入5g結晶三氯化鋁，攪拌至完全溶解，得到一種鋁凝膠調驅劑。
[0031] 將上述鋁凝膠調驅劑裝入l〇〇ml耐高溫具塞玻璃管中，密封后將高溫管放入不同 溫度的恒溫箱中，發生如下反應并生成凝膠。
[0032] 在油藏高溫條件下助劑發生如下水解反應：
[0033] CO (NH2) 2+3H20=NH4HC〇3+NH3H 20
[0034] 凝膠生成劑在弱堿性條件下發生如下反應：
[0035] A13++3HC(V=A1 (OH) 3+3C02
[0036] A13++3NH3H20=A1 (OH) 3+3NH4+
[0037] 弱堿性氨水與原油中有機酸發生如下反應：
[0038] R-C00H+NH3H20=R-C00NH4+H20
[0039] 采用實施例1相同的方法測定不同溫度鋁凝膠調驅劑的成膠時間和凝膠粘度，結 果如表1所示。
[0040] 表1不同溫度鋁凝膠調驅劑成膠時間和凝膠粘度
[0041]

【權利要求】
1. 一種鋁凝膠調驅劑，其特征在于：由鋁鹽凝膠生成劑，助劑，緩凝劑和水混合而成； 各組分的質量濃度分別為：鋁鹽凝膠生成劑2?7%，助劑1. 5?7%，緩凝劑0. 1?0. 2%， 其余為水； 所述的助劑為CO(NH2)2或NH4HC03 ; 所述的緩凝劑為硝酸銨或檸檬酸中的一種或兩種。
2. 根據權利要求1所述的一種鋁凝膠調驅劑，其特征在于：所述的鋁鹽凝膠生成劑為 三氯化鋁或硫酸鋁中的一種或兩種。
3. -種鋁凝膠調驅劑的制備方法，其特征在于：采用以下步驟實現： 第一步，按總質量100%計，將1.5?7%的〇)(順 2)2或順4!1(：0加入到水中，攪拌溶解， 形成助劑備用； 第二步，在上述助劑中加入2?7%的鋁鹽凝膠生成劑、0. 1?0. 2%緩凝劑攪拌至全部 溶解。
4. 根據權利要求3所述的一種鋁凝膠調驅劑的制備方法，其特征在于：所述的鋁鹽凝 膠生成劑為三氯化鋁或硫酸鋁中的一種或兩種。
5. 根據權利要求3所述的一種鋁凝膠調驅劑的制備方法，其特征在于：所述的助劑為 CO (NH2) 2 或 NH4HC03。
6. 根據權利要求3所述的一種鋁凝膠調驅劑的制備方法，其特征在于：所述的緩凝劑 為硝酸銨或檸檬酸中的一種或兩種。
【文檔編號】C09K8/58GK104140801SQ201310523174
【公開日】2014年11月12日 申請日期:2013年10月29日 優先權日:2013年10月29日
【發明者】張國萍, 楊昌華, 李遵照, 吳信榮, 趙斌, 李曉東, 曹敏, 劉明霞 申請人:中國石油化工股份有限公司, 中國石油化工股份有限公司中原油田分公司采油工程技術研究院