[发明专利]一种用于低温油藏快速成胶的酚醛弱凝胶调驱剂

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于低温油藏调驱和提高注水压力用的酚醛弱凝胶，属于三次采油技术中的油田化学领域。

背景技术

低温油藏调驱对弱凝胶性能提出了更高要求，一方面需要弱凝胶在低温下成胶时间恰当，此外凝胶还需具备优异的热盐稳定性且现场配置方便，作业成本低廉。相关背景技术中应用过的低温弱凝胶主要有以下几种：

(1)多价金属离子交联体系

用于此类凝胶体系的金属离子交联剂一般为Al³⁺、Cr³⁺，主要适用于中低温油藏(＜70℃﹚。Al³⁺交联剂使用最广泛的是柠檬酸铝，Al³⁺与HPAM交联得到的凝胶具有强度适中、成胶易控制特点，但柠檬酸铝在碱性环境下不能有效成胶，Al³⁺交联体系适用于低温、酸性或中性油藏条件，此外矿产试验表明铝离子在多孔介质中存在大量吸附损失。

对于Cr³⁺交联聚丙烯酰胺弱凝胶，低温40℃下成胶时间往往只有5h，现场可操作性差，常用乳酸盐、醋酸盐等配位体作延缓交联使用，这些物质对金属离子的过度结合会使得凝胶有可能不成胶。尽管铬离子(盐)交联剂存在明显缺陷，但对于低温油藏尚未找到合适的交联剂替代技术，铬离子(盐)交联剂在低温油藏调驱中依然使用较普遍。如：胡艾国等在《油气田地面工程》2011年第30卷第3期“低温交联弱凝胶体系的室内研究”一文报道了室内用HPAM/Cr³⁺体系研制了一种低温(50℃)交联的弱凝胶体系；杨红斌等在《油田化学》2013年第30卷第4期“低温高矿化度油藏弱凝胶调驱体系的研制及性能评价”一文介绍了醋酸铬交联聚丙烯酰胺凝胶在27℃低温下的成胶性能。考虑到有机酸铬具有一定的毒性，李谦定等在《西安石油大学学报自然科学版》2013年第28卷第2期报道了“一种低温锆弱凝胶调剖剂的研制”，该调剖剂以部分水解聚丙烯酰胺为主剂，以金属盐有机锆为交联剂，在35-50℃下能形成稳定的弱凝胶，但制备有机锆过程极其繁杂，需按照一定比例将三乙醇胺，乙二胺四乙酸二钠盐先后加入配置好的ZrOCl₂.8H₂O与柠檬酸的水溶液中，升温至90℃反应进行制备。

(2)聚丙烯酰胺/水溶性酚醛树脂交联体系

对于有机酚醛交联剂，其交联机理为共价键结合，共价键通常在聚合物骨架上的酰胺基团之间产生。相比于金属盐离子键交联成胶机理，酚醛凝胶适应的温度范围较广，热盐稳定性较好，但在中低温70℃下缩合反应活化能较低，成胶时间一般为10天或更长，会带来许多不利影响。《精细石油化工》2003年第4卷第8期“深部调剖驱油交联剂的研究”和《西安石油大学学报自然科学版》2013年第28卷第2期“一种低温锆弱凝胶调剖剂的研制”均报道指出，聚丙烯酰胺与水溶性酚醛树脂交联体系低温下不成胶，主要用于高温油藏，酚醛体系必须在一定的温度下使用。

随着技术发展，中国专利CN 102766449A报道了“聚丙烯酰胺与水溶性酚醛树脂的低温促交剂”，因促交剂的加入聚丙烯酰胺/水溶性酚醛树脂弱凝胶体系在30～60℃温度条件下，交联时间30～8h并可调，该促交剂配方为：氯化铵20～25％；间苯二酚2～3％；草酸0～2％；硫代硫酸钠1～2％；其余为清水，该低温促交剂需在40～50℃下进行配置，且制备流程繁琐、操作复杂，更重要的是在现场施工前低温促交剂必须提前制备，因而增加了作业成本。

(3)聚丙烯酰胺/聚乙烯亚胺交联体系