含油污泥暂堵剂及其制备方法

文档序号:1793680 发布日期:2021-11-05 浏览:17次 >En<

阅读说明:本技术 含油污泥暂堵剂及其制备方法 (Temporary plugging agent for oily sludge and preparation method thereof ) 是由 孙鹏超 原凤刚 白雷 唐可 罗强 万青山 杨朝晖 扎克坚 王凤清 刘佳幸 李明 于 2021-06-11 设计创作,主要内容包括:本发明提供了一种含油污泥暂堵剂及其制备方法。该含油污泥暂堵剂包括质量百分比的:30%~80%的含油污泥;0.2%~1%的悬浮剂;0.1%~0.8%的主交联剂;0.01%~0.2%的辅交联剂;0.1%~0.8%的分散乳化剂;0.01%~0.1%的热稳定剂;0.01%~0.4%的杀菌剂;0.06%~0.6%的缓凝剂;0.1%~1%的固相颗粒;0.03%~0.2%的稠化剂;余量的水。该含油污泥深部暂堵剂粘弹性好,储能模量高达150Pa~320Pa,耐温耐盐性好,暂堵时间可调(50d~133d),实现对砂砾岩油藏低渗层的暂时封隔和中高渗层的分流封堵作用,兼具深度调驱与近井暂堵的双重功效。(The invention provides an oil-containing sludge temporary plugging agent and a preparation method thereof. The temporary plugging agent for the oily sludge comprises the following components in percentage by mass: 30-80% of oily sludge; 0.2 to 1 percent of suspending agent; 0.1 to 0.8 percent of main cross-linking agent; 0.01 to 0.2 percent of auxiliary cross-linking agent; 0.1 to 0.8 percent of dispersing emulsifier; 0.01 to 0.1 percent of heat stabilizer; 0.01 to 0.4 percent of bactericide; 0.06 to 0.6 percent of retarder; 0.1 to 1 percent of solid phase particles; 0.03 to 0.2 percent of thickening agent; the balance of water. The oil-containing sludge deep temporary plugging agent has good viscoelasticity, the energy storage modulus is up to 150-320 Pa, the temperature resistance and salt tolerance are good, the temporary plugging time is adjustable (50-133 d), the temporary sealing of a low-permeability layer and the flow dividing and plugging of a medium-high permeability layer of a conglomerate oil reservoir are realized, and the dual effects of depth profile control and near-well temporary plugging are achieved.)

含油污泥暂堵剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及油水井堵剂领域,具体而言,涉及一种含油污泥暂堵剂及其制备方法。

背景技术

石油产业作为现代工业体系中最重要的支柱产业,直接影响或制约其它行业的发展。近年来,随着油田开发的递增,污泥量对应递增,年产生量达万吨级。含油污泥的高效、环保处理已成为国内外各大油田急需解决的技术难题。

现有各类含油污泥堵剂存在粘度较弱、地下交联性差、耐盐耐温性差等多方面缺点,无法满足各类油藏的封堵需要。因此,亟需开展地下交联性好、粘度大、耐温耐盐性好且粘弹性优异的高含油污泥暂堵剂的攻关研究,并形成相应制备方法,做到高效资源化处理新疆油田砂砾岩油藏开采过程中产生的高含油污泥,并用于封堵长期水驱开发过程中形成的优势通道和裂缝性强窜流通道。

中国专利申请CN106753298A公开了一种向含油污泥中加入具有过氧化物、柠檬酸铝交联剂和其它组分制得调剖剂,由于过氧化物与阳离子单体引发聚合反应过于剧烈、柠檬酸铝在碱性水质条件下易与聚丙烯酰胺发生沉淀反应,导致其运移性和注入性差,使得现场施工受限。中国专利申请CN107011882A公开了一种高泥质污泥调剖剂,主要由聚丙烯酰胺、醋酸铬、甲醛和过氧化二异丙苯和乳化剂按不同比例复配而成。该堵剂中使用的醋酸铬中Cr6+、Cr3+离子和甲醛分别属于难降解重金属污染物和致癌、致畸、致突变的毒害性物质,并且成胶强度弱,难以满足现有环保要求和暂堵强度需求。中国专利申请CN107815300A公开了一种由悬浮稳定剂、分散剂和含油污泥的调剖堵剂,但由于其在储层运移时暂堵时间过短、粘弹性差、长期稳定性差等缺陷导致应用效果理想。

综合对比现有各类污泥调堵剂的性能特点,主要共性缺陷主要是悬浮运移性差、强度较弱、暂堵时间短、粘弹性差,无法对砂砾岩油藏低渗储层的窜流通道实施暂时性封隔和中高渗储层的窜流通道强封堵作用,达到改变流场和液流转向的目标。为此,亟需开展研制一种暂堵时间可调、粘弹性好、耐温耐盐性好的高含油污泥暂堵剂。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种含油污泥暂堵剂及其制备方法,以解决现有技术中的含油污泥调剖剂粘弹性差的问题。

为了实现上述目的,根据本发明的一个方面,提供了一种含油污泥暂堵剂,该含油污泥暂堵剂包括以下质量百分比的组分:30%~80%的含油污泥;0.2%~1%的悬浮剂;0.1%~0.8%的主交联剂;0.01%~0.2%的辅交联剂;0.1%~0.8%的分散乳化剂;0.01%~0.1%的热稳定剂;0.01%~0.4%的杀菌剂;0.06%~0.6%的缓凝剂;0.1%~1%的固相颗粒;0.03%~0.2%的稠化剂;余量的水;其中,主交联剂包括磺甲基酚醛树脂预聚液、磺化木质素树脂预聚液和脲醛树脂预聚液、糠醛树脂预聚液、呋喃树脂预聚液和糠醇树脂预聚液中的至少一种;辅交联剂包括磺甲基腐殖酸钾、间苯三酚、柠檬酸钛、间苯二胺、六亚甲基四胺和偏硼酸钾中的至少一种,缓凝剂包括五硼酸铯、五倍子酸钾、水杨酸钠、柠檬酸铵和乳酸铵中的至少一种。

进一步地,含油污泥的粒径为20~100μm;优选地,含油污泥中油的质量百分比为50%~80%。

进一步地,悬浮剂的质量百分含量为0.4%~1%;优选地,悬浮剂包括两性聚丙烯酰胺、插层聚丙烯酰胺、阴离子聚丙烯酰胺、阳离子聚丙烯酰胺、非离子聚丙烯酰胺和木质素聚丙烯酰胺中的至少一种;优选地,悬浮剂为木质素聚丙烯酰胺、非离子聚丙烯酰胺和阳离子聚丙烯酰胺的混合物;优选地,以悬浮剂为100%计,木质素聚丙烯酰胺的质量百分比为20%~50%,非离子聚丙烯酰胺的质量百分比为10%~30%,余量为阳离子聚丙烯酰胺。

进一步地,主交联剂的质量百分含量为0.2%~0.8%;优选地,主交联剂为磺化木质素树脂预聚液、呋喃树脂预聚液和糠醇树脂预聚液中的混合物,其中,三种预聚液的聚合度n范围分别为2~20、15~35、10~40;优选地,以主交联剂为100%计,磺化木质素树脂预聚液的质量百分比为20%~50%,呋喃树脂预聚液的质量百分比为10%~20%,余量为糠醇树脂预聚液。

进一步地,辅交联剂的质量百分含量为0.05%~0.2%;优选地,辅交联剂为间苯三酚、柠檬酸钛和磺甲基腐殖酸钾中的混合物;优选地,以辅交联剂为100%计,间苯三酚的质量百分比为20%~30%,柠檬酸钛的质量百分比为30%~50%,余量为磺甲基腐殖酸钾。

进一步地,分散乳化剂的质量百分含量为0.2%~0.8%;优选地,分散乳化剂包括HLB值为12~16的月桂基磺化琥珀酸单酯二钠、烷基氯化吡啶、聚氧乙烯松香胺、HLB值为9~10的蓖麻油聚氧乙烯醚、HLB值为10~15的山梨糖醇酐羧酸酯聚氧乙烯醚和椰油酸单乙醇酰胺中的至少一种;优选地,分散乳化剂为月桂基磺化琥珀酸单酯二钠、蓖麻油聚氧乙烯醚、山梨糖醇酐羧酸酯聚氧乙烯醚的混合物;优选地,以分散乳化剂为100%计,月桂基磺化琥珀酸单酯二钠的质量百分比为10%~40%,蓖麻油聚氧乙烯醚的质量百分比为20%~30%,余量为山梨糖醇酐羧酸酯聚氧乙烯醚。

进一步地,热稳定剂的质量百分含量为0.02%~0.1%;优选地,热稳定剂包括硫脲、联胺、聚乙烯醇、环烷酸钠和异抗坏血酸钠中的至少一种;优选地,热稳定剂为环烷酸钠、异抗坏血酸钠和联胺的混合物;优选地,以热稳定剂为100%计,环烷酸钠的质量百分比为30%~40%,异抗坏血酸钠的质量百分比为20%~30%,余量为联胺。

进一步地,杀菌剂的质量百分含量为0.05%~0.4%;优选地,杀菌剂包括巯基苯并咪唑、2-硫代咪唑啉酮、4-噻唑烷-2-酮基硫醇、2-巯基苯并噻唑、2-硫醇硫基咪唑啉和十二烷基二甲基苄基氯化铵中的至少一种;优选地,杀菌剂为2-硫代咪唑啉酮、4-噻唑烷-2-酮基硫醇和2-硫醇硫基咪唑啉的混合物;优选地,以杀菌剂为100%计,2-硫代咪唑啉酮的质量百分比为30%~60%,4-噻唑烷-2-酮基硫醇的质量百分比为10%~30%,余量为2-硫醇硫基咪唑啉。

进一步地,缓凝剂的质量百分含量为0.2%~0.6%;优选地,缓凝剂为五倍子酸钾、柠檬酸铵和水杨酸钠的混合物;优选地,以缓凝剂为100%计,五倍子酸钾的质量百分比为20%~40%,柠檬酸铵的质量百分数为30~50%,余量为水杨酸钠。

进一步地,固相颗粒的质量百分含量为0.4%~0.8%;优选地,固相颗粒包括榆树皮粉、稻糠粉、橡胶粉、核桃壳、矿渣、煤粉渣和木屑中的至少一种;优选地,固相颗粒为橡胶粉、稻糠粉和木屑的混合物;优选地,以固相颗粒为100%计,橡胶粉的质量百分比为20%~40%,稻糠粉的质量百分比为20%~50%,余量为木屑;优选地,稠化剂的质量百分含量为0.1%~0.18%;优选地,稠化剂包括胡芦巴胶、虫胶、褐藻胶、钠羧甲基田菁胶、钠羧甲基皂荚胶、羟乙基槐豆胶中的至少一种;更优选地,稠化剂为钠羧甲基田菁胶、羟乙基槐豆胶和胡芦巴胶的混合物;进一步优选地,以稠化剂为100%计,钠羧甲基田菁胶的质量百分比为10%~30%,羟乙基槐豆胶的质量百分比为20%~50%,余量为胡芦巴胶。

为了实现上述目的,根据本发明的一个方面,提供了上述任一种含油污泥暂堵剂的制备方法,该制备方法包括:1)将悬浮剂和稠化剂完全溶解于水后,得到第一混合溶液;2)将主交联剂、辅交联剂、缓凝剂、杀菌剂、热稳定剂加入混合溶液中,混合均匀后得到第二混合溶液;3)将含油污泥、分散乳化剂溶解于水中,制得第三混合溶液;4)将第二混合溶液与第三混合溶液进行混合后,分别加入固相颗粒以发生交联聚合反应,得到含油污泥暂堵剂。

进一步地,交联聚合反应的条件为:搅拌速度为700~900r/min,搅拌时间为20~30min,反应温度为30~130℃,优选地,反应温度为50~130℃。

应用本发明的技术方案,通过对悬浮剂、分散乳化剂、缓凝剂、杀菌剂、交联剂、热稳定剂、稠化剂的配比及部分组分进行优化调整,使得本申请的含油污泥深部暂堵剂粘弹性好、耐温耐盐性好,其最为显著的性能优势在于其良好的粘弹性(储能模量150Pa~320Pa)和暂堵时间可调(50d~133d),因而能够在岩石孔喉中产生较大内摩擦阻力,实现砂岩和砾岩油藏的深部中高渗通道的调堵需求和近井地带低渗通道的暂堵需求,尤其对长期水驱、化学驱开发过程中形成的微裂缝窜流通道产生强堵效应和不同级别的优势窜流通道具有一定的选择暂堵封隔功能。

具体实施方式

需要说明的是,在不冲突的情况下,本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将结合实施例来详细说明本发明。

在本申请一种典型的实施方式中,提供了一种含油污泥暂堵剂,该含油污泥暂堵剂包括以下质量百分比的组分:30%~80%的含油污泥;0.2%~1%的悬浮剂;0.1%~0.8%的主交联剂;0.01%~0.2%的辅交联剂;0.1%~0.8%的分散乳化剂;0.01%~0.1%的热稳定剂;0.01%~0.4%的杀菌剂;0.06%~0.6%的缓凝剂;0.1%~1%的固相颗粒;0.03%~0.2%的稠化剂;余量的水;其中,主交联剂包括磺甲基酚醛树脂预聚液、磺化木质素树脂预聚液和脲醛树脂预聚液、糠醛树脂预聚液、呋喃树脂预聚液和糠醇树脂预聚液中的至少一种;辅交联剂包括磺甲基腐殖酸钾、间苯三酚、柠檬酸钛、间苯二胺、六亚甲基四胺和偏硼酸钾中的至少一种,缓凝剂包括五硼酸铯、五倍子酸钾、水杨酸钠、柠檬酸铵和乳酸铵中的至少一种。

本申请中,通过对悬浮剂、分散乳化剂、缓凝剂、杀菌剂、交联剂、热稳定剂、稠化剂的配比及部分组分进行优化调整,使得本申请的含油污泥深部暂堵剂粘弹性好、耐温耐盐性好,其最为显著的性能优势在于其良好的粘弹性(储能模量150Pa~320Pa)和暂堵时间可调(50d~133d),因而能够在岩石孔喉中产生较大内摩擦阻力,实现砂岩和砾岩油藏的深部中高渗通道的调堵需求和近井地带低渗通道的暂堵需求,尤其对长期水驱、化学驱开发过程中形成的微裂缝窜流通道产生强堵效应和不同级别的优势窜流通道具有一定的选择暂堵封隔功能。上述各试剂的用量控制在上述范围内,既具有粘弹性好、耐温耐盐性好,又具有提高堵剂长期稳定性的有益效果。

上述含油污泥暂堵剂,首先,通过采用油含量在50%~80%的含油污泥作为暂堵剂的组分,一方面将含油污泥有效回收利用,降低了含油污泥处理的成本,变废为宝;另一方面,使用油含量50%~80%的含油污泥能够有效促进含油污泥与其它组分的协同作用,提升其在封堵性能上的效果,增加了其抗压强度和耐温耐盐性。

另外,含油污泥的粒径大小对该暂堵剂运移时悬浮沉降性具有一定的影响,为控制并提高其悬浮运移性,在本申请一种优选的实施例中,含油污泥的粒径为20~100μm。

悬浮剂的作用是用于各组分进行悬浮,优选悬浮剂的质量百分含量为0.4%~1%。本申请中的悬浮剂包括但不限于两性聚丙烯酰胺(水解度为20.3%,相对分子质量为1500×104)、阴离子聚丙烯酰胺(水解度为22.4%,相对分子质量为2500×104)、阳离子聚丙烯酰胺(水解度为12.5%,相对分子质量为800×104)、非离子聚丙烯酰胺(水解度为15.1%,相对分子质量为600×104)、和木质素聚丙烯酰胺(水解度为19.8%,相对分子质量为1800×104)中的至少一种;优选地,悬浮剂为木质素聚丙烯酰胺、非离子聚丙烯酰胺和阳离子聚丙烯酰胺的混合物;优选地,以悬浮剂为100%计,木质素聚丙烯酰胺的质量百分比为20%~50%,非离子聚丙烯酰胺的质量百分比为10%~30%,余量为阳离子聚丙烯酰胺。这三类成分按照该质量比进行混合而成的悬浮剂具有减缓含油污泥微粒沉降和与其它功能成分构筑多重交联结构的效用。

前述主交联剂分别用来对组分中的悬浮剂成分进行交联,而辅交联剂用于对主交联剂的交联产物进行多重交联。在一种优选的实施例中,主交联剂的质量百分含量为0.2%~0.8%,优选地,主交联剂为磺化木质素树脂预聚液、呋喃树脂预聚液和糠醇树脂预聚液中的混合物,这三种成分形成的主交联剂相比与其他组合而成的主交联剂具有交联度高的性能优势,其中,三种预聚液的聚合度n范围分别为2~20、15~35、10~40,优选地,以主交联剂为100%计,磺化木质素树脂预聚液的质量百分比为20%~50%,呋喃树脂预聚液的质量百分比为10%~20%,余量为糠醇树脂预聚液,将三者按照该质量比进行混合具有提高交联度和促进网状结构快速构建的功能。

在一种优选的实施例中,辅交联剂的质量百分含量为0.05%~0.2%;优选地,辅交联剂为间苯三酚、柠檬酸钛和磺甲基腐殖酸钾中的混合物,这三种成分形成的辅交联剂相比与其他组合而成的辅交联剂具有增加强度和粘弹性的优势;优选地,以辅交联剂为100%计,间苯三酚的质量百分比为20%~30%,柠檬酸钛的质量百分比为30%~50%,余量为磺甲基腐殖酸钾,将三者按照该质量比进行混合具有保持粘弹稳定性的功效。采用上述优化之后的主交联剂和辅交联剂,有助于进一步提高聚合交联度和粘弹强度。

上述暂堵剂中,分散乳化剂的作用是高效分散乳化含油污泥中高含油液滴,从而促进其与其它组分进行更好的聚合交联。在本申请一种优选的实施例中,分散乳化剂的质量百分含量为0.2%~0.8%;优选地,分散乳化剂包括月桂基磺化琥珀酸单酯二钠、烷基氯化吡啶、聚氧乙烯松香胺(HLB值12~16)、蓖麻油聚氧乙烯醚(HLB值9~10)、山梨糖醇酐羧酸酯聚氧乙烯醚(HLB值10~15)和椰油酸单乙醇酰胺中的至少一种;优选地,分散乳化剂为上述月桂基磺化琥珀酸单酯二钠、上述蓖麻油聚氧乙烯醚及上述山梨糖醇酐羧酸酯聚氧乙烯醚的混合物;优选地,以分散乳化剂为100%计,月桂基磺化琥珀酸单酯二钠的质量百分比为10%~40%,蓖麻油聚氧乙烯醚的质量百分比为20%~30%,余量为山梨糖醇酐羧酸酯聚氧乙烯醚。上述类别或其配比组合的分散乳化剂,使得本申请中各组分的分散性能更好,更有利于交联聚合。山梨糖醇酐羧酸酯聚氧乙烯醚、蓖麻油聚氧乙烯醚、月桂基磺化琥珀酸单酯二钠均为表面活性剂,其通常用HLB值表征亲水性和亲油性强弱。

热稳定剂是用于提高堵剂的耐温性。热稳定剂可以按照堵剂所要求的耐温程度进行选择或者合理配比。在本申请一种优选的实施例中,热稳定剂的质量百分含量为0.02%~0.1%;优选地,热稳定剂包括硫脲、联胺、聚乙烯醇(聚合度为12~15)、环烷酸钠和异抗坏血酸钠中的至少一种;优选地,热稳定剂为环烷酸钠、异抗坏血酸钠和联胺的混合物;优选地,以热稳定剂为100%计,环烷酸钠的质量百分比为30%~40%,异抗坏血酸钠的质量百分比为20%~30%,余量为联胺,将三者按照该质量比进行混合具有长期耐温稳定的优势。

杀菌剂是避免含油污泥中细菌对堵剂稳定性的影响。在本申请一种优选的实施例中,杀菌剂的质量百分含量为0.05%~0.4%;优选地,杀菌剂包括巯基苯并咪唑、2-硫代咪唑啉酮、4-噻唑烷-2-酮基硫醇、2-巯基苯并噻唑、2-硫醇硫基咪唑啉和十二烷基二甲基苄基氯化铵中的至少一种;优选地,杀菌剂为2-硫代咪唑啉酮、4-噻唑烷-2-酮基硫醇和2-硫醇硫基咪唑啉的混合物;优选地,以杀菌剂为100%计,2-硫代咪唑啉酮的质量百分比为30%~60%,4-噻唑烷-2-酮基硫醇的质量百分比为10%~30%,余量为2-硫醇硫基咪唑啉,在该配比范围内具有更好的杀菌效果,从而提高堵剂的长期稳定性。

缓凝剂的作用是延缓凝聚,使得聚合交联时间可控可调。其具体种类可以根据缓凝效果和试剂毒性进行合理选择和配比。在一种优选的实施例中,缓凝剂的质量百分含量为0.2%~0.6%;优选地,缓凝剂为五倍子酸钾、柠檬酸铵和水杨酸钠的混合物;优选地,以缓凝剂为100%计,五倍子酸钾的质量百分比为20%~40%,柠檬酸铵的质量百分数为30~50%,余量为水杨酸钠,这三种组分及其配比,相比其他组分和配比的缓凝剂的缓凝效果更好,更有利于控制聚合交联时间。

固相颗粒的添加有助于有效封堵缝宽较大的裂缝窜流通道。其用量控制在上述范围内,可以达到封堵不同缝宽的裂缝通道的有益效果。固相颗粒的具体种类不做特殊限定,只要能够实现上述增强堵剂性能作用即可。在一种优选的实施例中,固相颗粒的质量百分含量为0.4%~0.8%;优选地,固相颗粒包括榆树皮粉、稻糠粉、橡胶粉、核桃壳、矿渣、煤粉渣和木屑中的至少一种,这些物质组成的固相颗粒,具有封堵裂缝窜流通道的技术效果。优选地,固相颗粒为橡胶粉、稻糠粉和木屑的混合物;优选地,以固相颗粒为100%计,橡胶粉的质量百分比为20%~40%,稻糠粉的质量百分比为20%~50%,余量为木屑;三者以上述质量比进行混合,具有提高堵剂封堵强度的有益效果。

稠化剂的作用是提高堵剂原液的初始粘度,避免堵剂进入其它非目标储层。其用量根据封堵层的孔隙度和均质性进行调整。稠化剂的种类可以根据目标封堵层的不同裂缝封堵需求而进行合理选择。在本申请优选的实施例中,稠化剂的质量百分含量为0.1%~0.18%;优选地,稠化剂包括胡芦巴胶、虫胶、褐藻胶、钠羧甲基田菁胶、钠羧甲基皂荚胶、羟乙基槐豆胶中的至少一种;更优选地,稠化剂为钠羧甲基田菁胶、羟乙基槐豆胶和胡芦巴胶的混合物;进一步优选地,以稠化剂为100%计,钠羧甲基田菁胶的质量百分比为10%~30%,羟乙基槐豆胶的质量百分比为20%~50%,余量为胡芦巴胶,该配比混合得到的稠化剂的增粘效果更好,对目标封堵层的封堵效果也更好。

为了实现上述目的,根据本发明的一个方面,提供了上述任一种含油污泥暂堵剂的制备方法,该制备方法包括:1)将悬浮剂和稠化剂完全溶解于水后,得到第一混合溶液;2)将主交联剂、辅交联剂、缓凝剂、杀菌剂、热稳定剂加入混合溶液中,混合均匀后得到第二混合溶液;3)将含油污泥、分散乳化剂溶解于水中,制得第三混合溶液;4)将第二混合溶液与第三混合溶液进行混合后,分别加入固相颗粒以发生交联聚合反应,得到含油污泥暂堵剂。

该方法通过采用上述优化的悬浮剂、分散乳化剂、缓凝剂、杀菌剂、交联剂、热稳定剂、稠化剂的组分和配比,按照上述操作步骤进行混合反应,从而获得了一种粘弹性好、耐温耐盐性好的含油污泥深部暂堵剂。

为进一步促进和提高聚合交联效果,在本申请一种优选的实施例中,交联聚合反应的条件为:搅拌速度为700~900r/min,搅拌时间为20~30min,反应温度为30~130℃,优选地,反应温度为50~90℃。

下面将结合具体的实施例来进一步说明本申请的有益效果。

需要说明的是,以下实施例中使用的悬浮剂的来源分别如下:水解度为19.8%和相对分子质量为1800×104的木质素聚丙烯酰胺采购于上海超旋化工科技有限公司,水解度为15.1%和相对分子质量为600×104的非离子聚丙烯酰胺采购于巩义市金源化工有限公司,水解度为12.5%和相对分子质量为800×104的阳离子聚丙烯酰胺采购于任丘市明启化工有限公司;主交联剂中聚合度为10的磺化木质素树脂预聚液采购于山东巨鑫达化工科技有限公司,聚合度为15的呋喃树脂预聚液采购于淄博中呋喃防腐材料有限公司,聚合度为20的糠醇树脂预聚液采购于济南易盛树脂有限公司。橡胶粉、稻糠粉和木屑分别采购于山东滨州丰华橡胶粉制造有限公司、石家庄竹惠农业科技有限公司和江西圆润生物科技有限公司;其余添加剂均采购于国药集团化学试剂有限责任公司。

实施例1

本实施例提供一种多重地下交联高含油污泥深部暂堵剂,该含油污泥深部暂堵剂包括以下质量百分比的组分:

粒径50μm的含油污泥,30%;

悬浮剂,0.4%;

主交联剂,0.3%;

辅交联剂,0.08%;

分散乳化剂,0.3%;

热稳定剂,0.04%;

杀菌剂,0.2%;

缓凝剂,0.2%;

固相颗粒,0.4%;

稠化剂,0.1%;

水,余量。

其中,该含油污泥取自重力沉降罐,含油率为60wt%。

悬浮剂为木质素聚丙烯酰胺、非离子聚丙烯酰胺和阳离子聚丙烯酰胺的混合物。以该悬浮剂为100%计,木质素聚丙烯酰胺的质量百分比为20%,非离子聚丙烯酰胺的质量百分比为10%,阳离子聚丙烯酰胺的质量百分比为70%。

主交联剂为磺化木质素树脂预聚液、呋喃树脂预聚液和糠醇树脂预聚液中的混合物。

以该主交联剂为100%计,磺化木质素树脂预聚液(聚合度为10)的质量百分比为30%,呋喃树脂预聚液(聚合度为15)的质量百分比为10%,糠醇树脂预聚液(聚合度为20)的质量百分比为60%。

辅交联剂为间苯三酚、柠檬酸钛和磺甲基腐殖酸钾中的混合物。以该辅交联剂为100%计,间苯三酚的质量百分比为20%,柠檬酸钛的质量百分比为30%,磺甲基腐殖酸钾的质量百分比为50%。

分散乳化剂为月桂基磺化琥珀酸单酯二钠(HLB值12)、蓖麻油聚氧乙烯醚(HLB值10)、山梨糖醇酐羧酸酯聚氧乙烯醚(HLB值10)的混合物。以该分散乳化剂为100%计,月桂基磺化琥珀酸单酯二钠的质量百分比为10%,蓖麻油聚氧乙烯醚的质量百分比为20%,山梨糖醇酐羧酸酯聚氧乙烯醚的质量百分比为70%。

热稳定剂为环烷酸钠、异抗坏血酸钠和联胺的混合物。以该热稳定剂为100%计,环烷酸钠的质量百分比为30%,异抗坏血酸钠的质量百分比为20%,联胺的质量百分比为50%。

杀菌剂为2-硫代咪唑啉酮、4-噻唑烷-2-酮基硫醇和2-硫醇硫基咪唑啉的混合物。以该杀菌剂为100%计,2-硫代咪唑啉酮的质量百分比为30%,4-噻唑烷-2-酮基硫醇的质量百分比为10%,2-硫醇硫基咪唑啉的质量百分比为60%。

缓凝剂为五倍子酸钾、柠檬酸铵和水杨酸钠的混合物。以该缓凝剂为100%计,五倍子酸钾的质量百分比为20%,柠檬酸铵的质量百分数为30%,水杨酸钠的质量百分数为50%。

固相颗粒为橡胶粉、稻糠粉和木屑的混合物。以该固相颗粒为100%计,橡胶粉的质量百分比为20%,稻糠粉的质量百分比为20%,木屑的质量百分比为60%。

稠化剂为钠羧甲基田菁胶、羟乙基槐豆胶和胡芦巴胶的混合物。以该稠化剂为100%计,钠羧甲基田菁胶的质量百分比为10%,羟乙基槐豆胶的质量百分比为20%,胡芦巴胶的质量百分比为70%。

制备方法:1)将悬浮剂和稠化剂完全溶解于水后,得混合溶液;2)将主交联剂、辅交联剂、缓凝剂、杀菌剂、热稳定剂加入上述溶液中,混合均匀后得到混合溶液;3)将含油污泥、分散乳化剂溶解于水中,制得较为均匀混合液;4)将步骤2)、步骤3)所得溶液进行混合后,分别加入固相颗粒,发生复杂的交联聚合反应后得到含油污泥深部暂堵剂。

根据上述制备方法,该交联聚合反应的条件为:搅拌速度800r/min,反应温度为50℃;搅拌时间20min。

测试本实施例制得含油污泥深部暂堵剂在温度50℃和矿化度50000mg/L等条件下的粘度变化情况,并进行物理模拟实验计算封堵率,测试结果见表1。具体地,测定成胶时间、成胶粘度、暂堵时间并进行物理模拟实验计算封堵率、岩心恢复率和突破压力梯度,参照标准《调剖剂性能评价方法》(SY-T5590-2004)进行操作;储能模量按照《采用聚合物冻胶强度的测定-流变参数法》(SY-T 6296-2013)进行测定,测试结果见表1。

实施例2

本实施例提供一种多重地下交联高含油污泥深部暂堵剂,该含油污泥深部暂堵剂包括以下质量百分比的组分:

粒径80μm的含油污泥,50%;

悬浮剂,0.8%;

主交联剂,0.6%;

辅交联剂,0.14%;

分散乳化剂,0.5%;

热稳定剂,0.06%;

杀菌剂,0.3%;

缓凝剂,0.4%;

固相颗粒,0.6%;

稠化剂,0.15%;

水,余量。

其中,该含油污泥取自重力沉降罐,含油率为80wt%。

悬浮剂为木质素聚丙烯酰胺、非离子聚丙烯酰胺和阳离子聚丙烯酰胺的混合物。以该悬浮剂为100%计,木质素聚丙烯酰胺的质量百分比为30%,非离子聚丙烯酰胺的质量百分比为20%,阳离子聚丙烯酰胺的质量百分比为50%。

主交联剂为磺化木质素树脂预聚液、呋喃树脂预聚液和糠醇树脂预聚液中的混合物。

以该主交联剂为100%计,磺化木质素树脂预聚液(聚合度为2)的质量百分比为40%,呋喃树脂预聚液(聚合度为35)的质量百分比为15%,糠醇树脂预聚液(聚合度为40)的质量百分比为45%。

辅交联剂为间苯三酚、柠檬酸钛和磺甲基腐殖酸钾中的混合物。以该辅交联剂为100%计,间苯三酚的质量百分比为25%,柠檬酸钛的质量百分比为40%,磺甲基腐殖酸钾的质量百分比为35%。

分散乳化剂为月桂基磺化琥珀酸单酯二钠(HLB值16)、蓖麻油聚氧乙烯醚(HLB值9)、山梨糖醇酐羧酸酯聚氧乙烯醚(HLB值15)。以该分散乳化剂为100%计,月桂基磺化琥珀酸单酯二钠的质量百分比为20%,蓖麻油聚氧乙烯醚的质量百分比为25%,山梨糖醇酐羧酸酯聚氧乙烯醚的质量百分比为55%。

热稳定剂为环烷酸钠、异抗坏血酸钠和联胺的混合物。以该热稳定剂为100%计,环烷酸钠的质量百分比为35%,异抗坏血酸钠的质量百分比为25%,联胺的质量百分比为40%。

杀菌剂为2-硫代咪唑啉酮、4-噻唑烷-2-酮基硫醇和2-硫醇硫基咪唑啉的混合物。以该杀菌剂为100%计,2-硫代咪唑啉酮的质量百分比为40%,4-噻唑烷-2-酮基硫醇的质量百分比为20%,2-硫醇硫基咪唑啉的质量百分比为40%。

缓凝剂为五倍子酸钾、柠檬酸铵和水杨酸钠的混合物。以该缓凝剂为100%计,五倍子酸钾的质量百分比为30%,柠檬酸铵的质量百分数为40%,水杨酸钠的质量百分数为30%。

固相颗粒为橡胶粉、稻糠粉和木屑的混合物。以该固相颗粒为100%计,橡胶粉的质量百分比为30%,稻糠粉的质量百分比为40%,木屑的质量百分比为30%。

稠化剂为钠羧甲基田菁胶、羟乙基槐豆胶和胡芦巴胶的混合物。以该稠化剂为100%计,钠羧甲基田菁胶的质量百分比为20%,羟乙基槐豆胶的质量百分比为20%,胡芦巴胶的质量百分比为60%。

本实施例中含油污泥深部暂堵剂的制备过程与实施例1相同。

测试本实施例制得含油污泥深部暂堵剂在温度90℃和矿化度80000mg/L等条件下的粘度变化等情况,并进行物理模拟实验计算封堵率,测试结果见表1。

实施例3

本实施例提供一种多重地下交联高含油污泥深部暂堵剂,该含油污泥深部暂堵剂包括以下质量百分比的组分:

粒径100μm的含油污泥,80%;

悬浮剂,1%;

主交联剂,0.8%;

辅交联剂,0.2%;

分散乳化剂,0.8%;

热稳定剂,0.1%;

杀菌剂,0.4%;

缓凝剂,0.6%;

固相颗粒,0.8%;

稠化剂,0.18%;

水,余量。

其中,该含油污泥为重力沉降罐中含油率为80wt%的污泥。

悬浮剂为木质素聚丙烯酰胺、非离子聚丙烯酰胺和阳离子聚丙烯酰胺的混合物。以该悬浮剂为100%计,木质素聚丙烯酰胺的质量百分比为50%,非离子聚丙烯酰胺的质量百分比为30%,阳离子聚丙烯酰胺的质量百分比为20%。

主交联剂为磺化木质素树脂预聚液(聚合度为20)、呋喃树脂预聚液(聚合度为25)和糠醇树脂预聚液(聚合度为30)中的混合物。以该主交联剂为100%计,磺化木质素树脂预聚液的质量百分比为50%,呋喃树脂预聚液的质量百分比为20%,糠醇树脂预聚液的质量百分比为30%。

辅交联剂为间苯三酚、柠檬酸钛和磺甲基腐殖酸钾中的混合物。以该辅交联剂为100%计,间苯三酚的质量百分比为30%,柠檬酸钛的质量百分比为50%,磺甲基腐殖酸钾的质量百分比为20%。

分散乳化剂为月桂基磺化琥珀酸单酯二钠(HLB值15)、蓖麻油聚氧乙烯醚(HLB值10)、山梨糖醇酐羧酸酯聚氧乙烯醚(HLB值12)。以该分散乳化剂为100%计,月桂基磺化琥珀酸单酯二钠的质量百分比为30%,蓖麻油聚氧乙烯醚的质量百分比为30%,山梨糖醇酐羧酸酯聚氧乙烯醚的质量百分比为40%。

热稳定剂为环烷酸钠、异抗坏血酸钠和联胺的混合物。以该热稳定剂为100%计,环烷酸钠的质量百分比为40%,异抗坏血酸钠的质量百分比为30%,联胺的质量百分比为30%。

杀菌剂为2-硫代咪唑啉酮、4-噻唑烷-2-酮基硫醇和2-硫醇硫基咪唑啉的混合物。以该杀菌剂为100%计,2-硫代咪唑啉酮的质量百分比为50%,4-噻唑烷-2-酮基硫醇的质量百分比为30%,2-硫醇硫基咪唑啉的质量百分比为20%。

缓凝剂为五倍子酸钾、柠檬酸铵和水杨酸钠的混合物。以该缓凝剂为100%计,五倍子酸钾的质量百分比为40%,柠檬酸铵的质量百分数为50%,水杨酸钠的质量百分数为10%。

固相颗粒为橡胶粉、稻糠粉和木屑的混合物。以该固相颗粒为100%计,橡胶粉的质量百分比为40%,稻糠粉的质量百分比为50%,木屑的质量百分比为10%。

稠化剂为钠羧甲基田菁胶、羟乙基槐豆胶和胡芦巴胶的混合物。以该稠化剂为100%计,钠羧甲基田菁胶的质量百分比为30%,羟乙基槐豆胶的质量百分比为40%,胡芦巴胶的质量百分比为30%。

本实施例中含油污泥深部暂堵剂的制备过程与实施例1相同。

测试本实施例制得含油污泥深部暂堵剂在温度130℃和矿化度100000mg/L等条件下的情况。

实施例4

本实施例提供一种多重地下交联高含油污泥深部暂堵剂,该含油污泥深部暂堵剂包括以下质量百分比的组分:

粒径10μm的含油污泥,80%;

悬浮剂,0.8%;

主交联剂,0.7%;

辅交联剂,0.15%;

分散乳化剂,0.6%;

热稳定剂,0.05%;

杀菌剂,0.2%;

缓凝剂,0.3%;

固相颗粒,0.5%;

稠化剂,0.1%;

水,余量。

其余成分、制备方法及检测方法均同实施例3。

测试本实施例制得含油污泥深部暂堵剂在温度130℃和矿化度100000mg/L等条件下的情况。

实施例5

本实施例提供一种多重地下交联高含油污泥深部暂堵剂,该含油污泥深部暂堵剂包括以下质量百分比的组分:

粒径50μm的含油污泥,80%;

悬浮剂,0.4%;

主交联剂,0.2%;

辅交联剂,0.05%;

分散乳化剂,0.2%;

热稳定剂,0.02%;

杀菌剂,0.05%;

缓凝剂,0.06%;

固相颗粒,0.1%;

稠化剂,0.03%;

水,余量。

其余成分、制备方法及检测方法均同实施例1。

测试本实施例制得含油污泥深部暂堵剂在温度50℃和矿化度50000mg/L等条件下的粘度变化情况,并进行物理模拟实验计算封堵率,测试结果见表1。

实施例6

本实施例提供一种多重地下交联高含油污泥深部暂堵剂,该含油污泥深部暂堵剂包括以下质量百分比的组分:

粒径50μm的含油污泥,65%;

悬浮剂,0.7%;

主交联剂,0.5%;

辅交联剂,0.1%;

分散乳化剂,0.6%;

热稳定剂,0.06%;

杀菌剂,0.3%;

缓凝剂,0.3%;

固相颗粒,0.5%;

稠化剂,0.15%;

水,余量。

其余成分、制备方法及检测方法均同实施例3。

实施例7

除缓凝剂的种类为缓凝剂为五硼酸铯、柠檬酸铵和水杨酸钠的混合物外,其余条与实施例3相同。

实施例8

除分散乳化剂的种类为月桂基磺化琥珀酸单酯二钠(HLB值15)、烷基氯化吡啶、山梨糖醇酐羧酸酯聚氧乙烯醚的混合物外,其余条与实施例3相同。

实施例9

除稠化剂的种类为褐藻胶、羟乙基槐豆胶和胡芦巴胶的混合物外,其余条与实施例3相同。

对比例1

除缓凝剂的质量含量为0.05%和稠化剂的质量含量为0.04%外,其余条与实施例1相同。

对比例2

除分散乳化剂的质量含量为0.08%和主交联剂的质量含量为0.08%外,其余条与实施例1相同。

对比例3

除稠化剂的质量含量为0.02%、杀菌剂的质量含量为0.05%外,其余条与实施例1相同。

测试指标和测试方法同实施例1,测试结果见表1。

表1:实施例和对比例的含油污泥深部暂堵剂性质测试结果

从表1数据可以看出,本发明实施例的含油污泥深部暂堵剂具有粘度高、可泵性强,成胶时间可控,在最优条件下,耐矿化度100000mg/L以上,在130℃时粘度可达49505mPa·s,储能模量高达325.6Pa,暂堵时间(50d~133d)可调,突破压力梯度保持在10MPa/m以上,是一种粘弹性好的暂堵胶体,可以满足砂砾岩油藏低渗储层的暂时封隔和中高渗储层的强封堵作用,实现深度调堵与近井储层暂堵的双重作用。

本发明实施例提供的技术方案具有如下显著效果:

通过筛选和优化悬浮剂、分散乳化剂、缓凝剂、杀菌剂、交联剂、热稳定剂、稠化剂的组分和配比,得到一种粘弹性好、耐温耐盐性好的含油污泥深部暂堵剂。该含油污泥深部暂堵剂是一种粘弹性胶体,具有原料来源广泛、制备简单、成胶时间可控(6h~92h)、耐盐性好(<100000mg/L以下)、耐温性好(50℃-130℃)、成胶粘度高(16000mPa·s~50000mPa·s)等特点,最为显著的性能优势在于其良好的粘弹性(储能模量150Pa~320Pa)和和暂堵时间可调(50d~133d),可以在岩石孔喉中产生较大内摩擦阻力,能够实现砂岩和砾岩油藏的深部中高渗通道的调堵需求和近井地带低渗通道的暂堵需求,更有助于对长期水驱、化学驱开发过程中形成的微裂缝窜流通道产生强堵作用和不同级别的优势窜流通道具有一定的选择暂堵封隔效应。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

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