[发明专利]一种堵水剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明公开了一种堵水剂及其制备方法，属于油田开采化学品制备技术领域。

背景技术

随着油田注水开发程度的不断加深以及注入水、边水和底水的突破，过多产水已经成为许多油田目前面临的一个普遍问题。过多产水会造成油井产量下降、井筒腐蚀、井壁结垢及污水处理成本增加等一系列问题，所以解决过多产水问题成为油田提高采收率和降低成本的关键问题。在众多控水稳油的措施中，化学堵水法由于操作简单、堵水调剖深度可控、部分具有选择性而得到广泛应用。

化学堵水法是向采油井或注水井特定层段挤注高强度堵水剂进行永久性封堵或重新射孔，从而达到稳油控水，提高采收率的目的。目前，常用的堵水剂主要有无机堵水剂和有机类堵水剂两大类。常规无机堵剂如粘土、木钙、粉煤灰、水泥等颗粒型堵剂具有适应性强的特点，比较适合稠油油藏中后期大孔道封堵的需要，但是该类堵水剂的缺点是颗粒的强度一般比较低，堵水效果不完全，且该类堵水剂使用时容易发生近井地带堵塞，无法满足大剂量注入及深度堵水要求。而有机堵水剂（聚合物冻胶类、凝胶类堵水剂）虽然注入性较好，但其封堵强度仍较弱，更重要的是有机堵水剂耐温、耐矿化度性能较差，无法满足稠油油藏堵水的要求。

因此，研发一种具有优异堵水效果，同时耐温、耐矿化度性能良好，且使用时不易造成堵塞的堵水剂产品，对石油工业进一步提高油气采收率具有重要意义。

发明内容

本发明主要解决的技术问题：针对现有的堵水剂耐高温性能、耐矿化度性能差，不能用在高温高矿化度环境中，同时堵水剂进入油层易产生堵塞的缺陷，提供了一种堵水剂及其制备方法。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

一种堵水剂，包括以下重量份数的原料：

30～40份改性石墨烯、8～12份氟硅酸钠、15～20份N-乙烯基吡咯烷酮、25～30份衣康酸、1～3份增强剂、0.3～0.5份催化剂、1～3份交联剂和60～70份水。

所述的改性石墨烯是由以下步骤制备的：

（1）将20～30g石墨烯粉末、10～12g高碘酸钠和100～200mL质量分数为65%硝酸溶液在85～95℃条件下反应60～90min后过滤、水洗，得到洗净滤渣；

（2）将洗净滤渣100～200g细叶泥炭藓和80～100mL水混合研磨后，得到混合浆料，将混合浆料、10～15g葡萄糖、3～5g酒石酸铵和600～800mL水在30～40℃下密封发酵5～6天，得到发酵产物，将发酵产物干燥，得到干燥物；

（3）将干燥物、80～100mL甲基烯丙醇在130～140℃条件下混合后，再加入3～5mL质量分数为98%硫酸溶液，保温搅拌反应2～3h后过滤，得到滤饼，即改性石墨烯。

所述的增强剂为羧甲基纤维素、半乳甘露聚糖中的一种或两种。

所述的催化剂为过硫酸钾、叔丁基过氧化氢中的一种或两种。

所述的交联剂为二亚乙基三胺、二月桂酸二丁基锡中的一种或两种。

一种堵水剂的制备方法，具体制备步骤为：

（1）按重量份数配比，进行取原料；

（2）将改性石墨烯、N-乙烯基吡咯烷酮、衣康酸和催化剂在70～80℃下反应1～2h后，再与氟硅酸钠、增强剂、交联剂和水混合搅拌，得到混合物，将混合物在30～40℃下捏合后，干燥，即得堵水剂。

本发明的有益效果是：

（1）本发明以耐高温和导热性好的石墨烯为原料，将石墨烯氧化后，再与细叶泥炭藓进行混合发酵，细叶泥炭藓在发酵过程中能够产生有机酸等物质，在有机酸作用下可使石墨烯表面负载羧基等极性基团，然后将甲基烯丙醇与石墨烯表面的羧基发生酯化反应，从而得到含有碳碳双键的改性石墨烯，然后以改性石墨烯、N-乙烯基吡咯烷酮和衣康酸为单体进行聚合，得到聚合物，聚合物中的石墨烯可提高聚合物的耐高温性能，而聚合物中链段上含有的多个羧基可使聚合物具有较好的吸水性，聚合物吸水后可产生体积膨胀，膨胀后的聚合物在被推移过程中可封堵地层孔隙，从而起到堵水的效果，同时聚合物中含有的酰胺基团对金属盐的入侵不敏感，而五元环结构还可抑制酰胺基团的水解，从而提高聚合物耐矿化度性能，采用高分子多糖作为增强剂能够提高堵水剂的封堵强度； （2）氟硅酸钠具有较好的耐高温和耐矿化度性能，氟硅酸钠注入地层后，可与水中的钙、镁离子形成不溶于水的氟化钙、氟化镁、硅酸钙沉淀，从而堵塞水流通道，且油层中不含有钙、镁离子，因而不会对油流通道产生影响，不会堵塞油层，采用有机、无机复合的方式进行堵水，效果更加显著。