本发明涉及油田开发采收领域,具体涉及一种改性聚合物及其制备方法、凝胶颗粒和应用。
背景技术:
1、随着老油田的不断开发,储层内形成了高渗透率的优势渗流通道,造成了注入流体的无效循环,大大降低了油田开发效益。为了改变地层水的渗流状态,封堵油井高渗水流通道,提高油井产量,需要调剖堵水剂对油水井进行处理。针对高温高矿化度油藏,以中原油田为例,地温高达90℃以上,矿化度高达10×104-30×104mg/l,大多数常规堵剂对高温高矿化度环境的耐受性较差,导致实际调堵效果不理想。
2、目前现场应用的调剖堵水剂可以分为冻胶类堵剂、凝胶类堵剂、颗粒类堵剂以及其他类堵剂等。其中,颗粒类堵剂包括无机颗粒类(如黏土)、超细水泥、体膨颗粒类等堵剂。为了能够达到深部调堵的目的,近年来体膨颗粒类堵剂的应用越来越多。但现有的体膨颗粒类堵剂对高温、高矿化度的适应性仍需改进。
3、因此,提高调剖堵水剂的耐温性能、抗盐性能,对于有效降低高渗流通道的渗流能力,达到有效的深部调堵,具有重要意义。
技术实现思路
1、本发明的目的是针对现有技术的调剖堵水剂耐温抗盐能力不足、对大孔道封堵强度低,致使深部调堵效果不理想的问题,提供了一种改性聚合物及其制备方法、凝胶颗粒和应用。
2、为了实现上述目的,本发明第一方面提供一种改性聚合物,所述改性聚合物含有式(i)所示的结构单元a和式(ii)所示的结构单元b;其中,所述结构单元a:结构单元b的重量比为1:(0.1-2);
3、
4、其中,r1、r2各自独立地为-h或c1-c5的烷基;r3、r4各自独立地为-h或c1-c3的烷基;r5为c1-c15的亚烷基;z为h、na或k;
5、q表示被醇胺类化合物部分改性的氧化石墨烯。
6、本发明第二方面提供一种改性聚合物的制备方法,包括:在引发剂、交联剂和水存在下,将单体a’、单体b’和改性石墨烯进行反应,得到改性聚合物;
7、其中,所述单体a’、单体b’和改性石墨烯的重量比为100:(1-200):(1-10);
8、所述改性石墨烯为被醇胺类化合物部分改性的氧化石墨烯;
9、所述单体a’为具有式(iv)所示结构的单体,所述单体b’为具有式(v)所示结构的单体,
10、
11、其中,r1、r2各自独立地为-h或c1-c5的烷基;r3、r4各自独立地为-h或c1-c3的烷基;r5为c1-c15的亚烷基;z为h、na或k。
12、本发明第三方面提供前述第二方面所述方法制得的改性聚合物。
13、本发明第四方面提供一种凝胶颗粒,所述凝胶颗粒由聚合物依次进行造粒、干燥、粉碎、筛分制得;
14、其中,所述聚合物为前述第一方面或第三方面所述的改性聚合物。
15、本发明第五方面提供前述第四方面所述的凝胶颗粒在石油开采中作为调剖堵水剂的应用。
16、本发明采用特定的改性氧化石墨烯与来自的结构单元、来自的结构单元共同形成含石墨烯的改性聚合物,该改性聚合物具有优异的耐温性能、抗盐性能和膨胀性能,并且膨胀后具有良好的弹性、韧性。由该改性聚合物制备的凝胶颗粒具有高温高矿化度耐受性,其在60-120℃条件下,在矿化度为30000-300000mg/l的盐水中的膨胀倍数为10-50,膨胀后颗粒的弹性为600-2000pa。该凝胶颗粒作为调剖堵水剂,耐温抗盐性能强,对大孔道的封堵强度高,能够有效降低水相的渗透率,很好地满足高矿化度油藏的深部调剖堵水效果要求。将该凝胶颗粒与聚合物溶液结合使用进行驱油,相较于水驱,可提高采收率10%以上。
1.一种改性聚合物,其特征在于,所述改性聚合物含有式(i)所示的结构单元a和式(ii)所示的结构单元b;其中,所述结构单元a:结构单元b的重量比为1:(0.1-2);
2.根据权利要求1所述的改性聚合物,其中,所述结构单元a:结构单元b的重量比为1:(0.5-1);
3.根据权利要求1或2所述的改性聚合物,其中,所述醇胺类化合物具有式(iii)所示的结构,
4.根据权利要求1-3中任意一项所述的改性聚合物,其中,在60-120℃条件下,所述改性聚合物在矿化度为30000-300000mg/l的盐水中的膨胀倍数为10-50;
5.一种改性聚合物的制备方法,包括:在引发剂、交联剂和水存在下,将单体a’、单体b’和改性石墨烯进行反应,得到改性聚合物;
6.根据权利要求5所述的方法,其中,所述醇胺类化合物具有式(iii)所示的结构,
7.根据权利要求5或6所述的方法,其中,基于100重量份的所述单体a’,所述引发剂为1-10重量份,所述交联剂为0.2-5重量份,水为1500-3000重量份。
8.根据权利要求5-7中任意一项所述的方法,其中,所述交联剂选自n,n-亚甲基双丙烯酰胺和/或柠檬酸铝;
9.根据权利要求5-8中任意一项所述的方法,其中,所述反应的条件包括:温度为45-80℃,优选为55-65℃;时间为0.5-5h,优选为1-2h。
10.权利要求5-9中任意一项所述的方法制得的改性聚合物。
11.一种凝胶颗粒,其特征在于,所述凝胶颗粒由聚合物依次进行造粒、干燥、粉碎、筛分制得;
12.根据权利要求11所述的凝胶颗粒,其中,所述凝胶颗粒的平均粒径为0.05-2mm。
13.根据权利要求11或12所述的凝胶颗粒,其中,在60-120℃条件下,所述凝胶颗粒在矿化度为30000-300000mg/l的盐水中的膨胀倍数为10-50;
14.权利要求11-13中任意一项所述的凝胶颗粒在石油开采中作为调剖堵水剂的应用。
