本發(fā)明涉及一種耐高溫凍膠，屬于油田化學技術領域。
背景技術：
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油井出水是注水開發(fā)油田開發(fā)過程中普遍存在的問題。由于地層原生及后生的非均質性、流體流度差異以及其他原因，在地層中形成水流優(yōu)勢通道，導致水錐、水竄、水指進，使一些油井過早見水或水淹，水驅低效或無效循環(huán)。調剖堵水技術一直是油田改善注水開發(fā)效果、實現(xiàn)油藏穩(wěn)產的有效手段。但隨著油田的開發(fā)，油藏特征及環(huán)境不斷變化，尤其是油藏進入高含水開采期后，長期水驅使油藏開發(fā)矛盾更為復雜，現(xiàn)有調剖堵水技術，特別是能有效應用的技術總是落后于油田開發(fā)的需要。對于我國的某些高溫深井油藏，油藏溫度高達150℃，由于普通的聚丙烯酰胺在高溫條件下容易發(fā)生降解，導致凍膠脫水收縮，使得封堵效果變差。因此，普通聚丙烯酰胺類凍膠不適合應用于高溫油藏。目前，人工合成高分子聚合物凍膠已成為國內外抗溫凍膠的研究熱點。在人工合成的耐高溫聚合物中，主要是通過引入2-丙烯酰胺基-2甲基丙磺酸鹽(AMPS)來提高其抗溫抗鹽能力，但AMPS的磺酸基是通過酰胺鍵連接在高分子上，在高溫和酸堿條件下，酰胺基會大量水解而使高分子鏈上磺酸基的數(shù)量減少，影響聚合物性能的穩(wěn)定。因此研制一種新型的耐溫堵劑對于解決高溫油藏的油井出水問題具有重要的意義。
技術實現(xiàn)要素：
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針對現(xiàn)有技術的不足，本發(fā)明的目的是通過分子設計，在陽離子聚丙烯酰胺中引入與碳原子相連接的磺酸基來提高磺酸基的穩(wěn)定性，從而提供一種耐高溫凍膠，主要用于高溫油藏封堵水竄。
本發(fā)明的技術方案如下：
所述耐高溫凍膠是一種由主劑、交聯(lián)劑、穩(wěn)定劑、pH調節(jié)劑和水組成的混合物，所述主劑為陽離子聚丙烯酰胺與三乙醇胺及亞硫酸氫鈉反應生成的改性陽離子型磺化聚丙烯酰胺，所述交聯(lián)劑為對苯二酚與烏洛托品的組合，所述穩(wěn)定劑為硫脲，質量百分比組成如下：
主劑0.2％～0.4％，其相對分子質量為700×104～800×104；
交聯(lián)劑0.5％～1％，為對苯二酚和烏洛托品的組合；
穩(wěn)定劑0.2％～0.4％，為硫脲；
pH調節(jié)劑0.2％～0.3％，為氫氧化鈉；
所述的水為礦化度22×104mg/L的塔河水，余量；
各組分的質量百分比之和為100％。
上述凍膠的制備方法如下：
1、聚丙烯酰胺改性：相對分子質量為700×104～800×104的陽離子聚丙烯酰胺與三乙醇胺及亞硫酸氫鈉反應生成改性陽離子型磺化聚丙烯酰胺。
2、將上一步所得的改性陽離子型磺化聚丙烯酰胺在礦化度為22×104mg/L的塔河水中充分溶解，備用；按配比將對苯二酚/烏洛托品交聯(lián)劑、聚合物穩(wěn)定劑、pH調節(jié)劑以及余量塔河水混合攪拌均勻；將上述兩種溶液混合攪拌均勻即得到成膠液。
3、將成膠液置于安瓿瓶中，用酒精噴燈燒結密封，置于150℃的烘箱中老化即得上述凍膠。
本發(fā)明的凍膠成膠時間為15～20h。
本發(fā)明的有益效果是：
1、由于本發(fā)明利用了陽離子聚合物中碳陽離子易發(fā)生和堿性物質的結合、轉移、異構化等副反應的特點，在陽離子聚合物中添加了三乙醇胺、亞硫酸氫鈉以及氫氧化鈉，在高溫、強堿條件下，陽離子聚合物首先與三乙醇胺反應，生成羥甲基取代了酰胺基上的一個氫，生成物再與亞硫酸氫鈉反應，使得一部分羥甲基上的羥基又被磺酸鈉基團取代，最終生成的改性陽離子聚合物耐溫性能大大提高，彌補了聚丙烯酰胺類凍膠不適合應用于高溫油藏的不足。因此本發(fā)明所提供的凍膠耐溫性能優(yōu)異，能在150℃的高溫油藏環(huán)境中起到有效封堵作用。
2、本發(fā)明所提供的改性聚合物是在注入地層后反應產生的，避免了一系列復雜的合成工藝，降低了成本。
具體實施方式：
為了更加清楚地理解本發(fā)明，現(xiàn)對本發(fā)明的具體實施方案進行詳細的闡述，但本發(fā)明所保護范圍不僅限于此。
實施例1：
在50g礦化度為22×104mg/L的塔河水中加入0.5g對苯二酚、0.2g亞硫酸氫鈉、0.2g烏洛托品、0.3g硫脲、0.3g氫氧化鈉，攪拌均勻，使其充分溶解，再將50g用塔河水配制的質量濃度為1.6％的陽離子型磺化聚丙烯酰胺與上述溶液混合，攪拌均勻，將得到的成膠液置于安瓿瓶中，用酒精噴燈燒結密封，置于150℃的烘箱中老化即得到本發(fā)明的凍膠。該凍膠在150℃下的成膠時間為17h，獲得的凍膠強度為0.079MPa，150℃下老化80天沒有失水現(xiàn)象。
實施例2：
在50g礦化度為22×104mg/L的塔河水中加入0.5g對苯二酚、0.2g亞硫酸氫鈉、0.4g烏洛托品、0.1g三乙醇胺、0.3g硫脲、0.3g氫氧化鈉，攪拌均勻，使其充分溶解，再將50g用塔河水配制的質量濃度為1.6％的陽離子型磺化聚丙烯酰胺與上述溶液混合，攪拌均勻，將得到的成膠液置于安瓿瓶中，用酒精噴燈燒結密封，置于150℃的烘箱中老化即得到本發(fā)明的凍膠。該凍膠在150℃下的成膠時間為15h，獲得的凍膠強度為0.082MPa，150℃下老化80天沒有失水現(xiàn)象。
實施例3：
在50g礦化度為22×104mg/L的塔河水中加入0.5g對苯二酚、0.2g亞硫酸氫鈉、0.4g烏洛托品、0.2g三乙醇胺、0.3g硫脲、0.3g氫氧化鈉，攪拌均勻，使其充分溶解，再將50g用塔河水配制的質量濃度為1.6％的陽離子型磺化聚丙烯酰胺與上述溶液混合，攪拌均勻，將得到的成膠液置于安瓿瓶中，用酒精噴燈燒結密封，置于150℃的烘箱中老化即得到本發(fā)明的凍膠。該凍膠在150℃下的成膠時間為18h，獲得的凍膠強度為0.076MPa，150℃下老化80天沒有失水現(xiàn)象。
實施例4：
在50g礦化度為22×104mg/L的塔河水中加入0.5g對苯二酚、0.2g亞硫酸氫鈉、0.5g烏洛托品、0.2g三乙醇胺、0.3g硫脲、0.3g氫氧化鈉，攪拌均勻，使其充分溶解，再將50g用塔河水配制的質量濃度為1.6％的陽離子型磺化聚丙烯酰胺與上述溶液混合，攪拌均勻，將得到的成膠液置于安瓿瓶中，用酒精噴燈燒結密封，置于150℃的烘箱中老化即得到本發(fā)明的凍膠。該凍膠在150℃下的成膠時間為17h，獲得的凍膠強度為0.080MPa，150℃下老化80天沒有失水現(xiàn)象。
實施例5：
在50g礦化度為22×104mg/L的塔河水中加入0.4g對苯二酚、0.2g亞硫酸氫鈉、0.6g烏洛托品、0.2g三乙醇胺、0.3g硫脲、0.3g氫氧化鈉，攪拌均勻，使其充分溶解，再將50g用塔河水配制的質量濃度為1.6％的陽離子型磺化聚丙烯酰胺與上述溶液混合，攪拌均勻，將得到的成膠液置于安瓿瓶中，用酒精噴燈燒結密封，置于150℃的烘箱中老化即得到本發(fā)明的凍膠。該凍膠在150℃下的成膠時間為20h，獲得的凍膠強度為0.082MPa，150℃下老化80天沒有失水現(xiàn)象。
實施例6：
在50g礦化度為22×104mg/L的塔河水中加入0.4g對苯二酚、0.3g亞硫酸氫鈉、0.6g烏洛托品、0.2g三乙醇胺、0.3g硫脲、0.3g氫氧化鈉，攪拌均勻，使其充分溶解，再將50g用塔河水配制的質量濃度為1.6％的陽離子型磺化聚丙烯酰胺與上述溶液混合，攪拌均勻，將得到的成膠液置于安瓿瓶中，用酒精噴燈燒結密封，置于150℃的烘箱中老化即得到本發(fā)明的凍膠。該凍膠在150℃下的成膠時間為19h，獲得的凍膠強度為0.077MPa，150℃下老化80天沒有失水現(xiàn)象。
封堵能力考察：
以“實施例1-6”中獲得的凍膠為研究對象，考察本發(fā)明所提供的凍膠的封堵能力。具體實驗過程如下：將內徑為2.5cm、長度為20cm的六根填砂管填充石英砂粒制得模擬巖心，分別記作1#、2#、3#、4#、5#和6#，水驅至壓力穩(wěn)定后得到原始滲透率k1，然后將“實施例1-6”中的成膠液分別反向注入上述六根填砂管中，注入體積為0.25PV(巖心孔隙體積)，然后注入0.25PV水進行頂替，之后將六根填砂管置于150℃烘箱中分別老化20天和90天，最后分別水驅至壓力穩(wěn)定，測得模擬巖心的堵后滲透率k2，并按公式E＝(k1-k2)/k1*100％，計算巖心封堵率E，實驗結果如下表所示。
以上實驗結果表明：本發(fā)明提供的凍膠在150℃高溫條件下具有優(yōu)異的封堵性能。