一種調(diào)剖劑及其合成方法與應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種調(diào)剖劑及其合成方法與應(yīng)用，具體地，涉及一種調(diào)剖劑的合成方法，由該方法合成得到的調(diào)剖劑以及該調(diào)剖劑在油井開采中的應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002]注水井調(diào)剖技術(shù)是油田開發(fā)進(jìn)入中高含水期的一項(xiàng)主要的穩(wěn)油控水技術(shù)措施。
[0003]對于近年來投入開發(fā)的一些特殊類型油藏，如低滲油藏、特低滲油藏，高溫油藏，經(jīng)過注水開發(fā)后逐步進(jìn)入中高含水期。對于這類油藏采用現(xiàn)有的調(diào)剖方法，很難滿足油田進(jìn)行的調(diào)剖要求。
[0004]已有顆粒類型的調(diào)剖劑中:以水泥、粉煤灰等為主劑的無機(jī)調(diào)剖劑，調(diào)剖劑強(qiáng)度大、耐溫性好，但粒徑較大，適合普通油藏，對于低滲油藏、特低滲油藏較難注入。以聚合物、交聯(lián)聚合物為主的顆粒調(diào)剖劑，一般通過聚合成塊后經(jīng)過粉碎、烘干、篩分得到不同粒徑的顆粒，通常以這種方法制得的顆粒粒徑較大，無法滿足低滲油藏的粒徑要求；另一方面，機(jī)械粉碎和烘干過程，破壞了原有的顆粒強(qiáng)度，導(dǎo)致了調(diào)剖劑性能下降，對顆粒粒徑要求越小，加工過程對調(diào)剖劑強(qiáng)度破壞越明顯，性能下降越多。
[0005]油田采油污泥是一種采油過程產(chǎn)生的廢棄物，目前主要采用填埋法進(jìn)行處理，該方法污染環(huán)境，浪費(fèi)資源。而在調(diào)剖堵水中，將采油污泥做成油田使用的調(diào)剖劑重新注入地下油藏，可以實(shí)現(xiàn)采油污泥的充分利用和無害化處理。
[0006]CN1796484A公開了一種共聚交聯(lián)型調(diào)剖劑的制備方法。該發(fā)明公開的調(diào)剖劑為丙烯酰胺和丙烯酸為單體進(jìn)行共聚、N, N'-亞甲基雙丙烯酰胺為交聯(lián)劑，添加高嶺土或膨潤土作為增強(qiáng)劑制備得到的調(diào)剖劑。該方法生產(chǎn)調(diào)剖工藝簡單，但是生產(chǎn)過程需要烘干、粉碎、篩分，設(shè)備投入大，調(diào)剖劑性能降低、粒徑也較難滿足低滲油藏要求，同時(shí)耐溫性能也較低。
[0007]CN1781860A公開了一種利用采油污泥制備體膨型顆粒調(diào)剖劑的合成方法，該調(diào)剖劑是在丙烯酸、丙烯酰胺和交聯(lián)劑三元共聚體系中加入采油污泥及氧化劑和還原劑，進(jìn)行絕熱自由基聚合生成膠塊，然后造粒、烘干并粉碎至所需粒度，可應(yīng)用于油田的大孔道油藏深部剖面調(diào)整，但是該方法依然存在加工過程破壞調(diào)剖劑強(qiáng)度與性能等問題。
[0008]CN101575966B公開了一種采油污泥地下聚合堵水調(diào)剖的方法，該方法將丙烯酸、丙烯酰胺、交聯(lián)劑和引發(fā)劑混合到15-25%采油污泥中，和油田水或自來水注入地下，在油藏溫度作用下產(chǎn)生聚合反應(yīng)生成包裹有污泥的立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)堵塞性物質(zhì)，起到封堵地下縫洞的作用。該方法將地上聚合過程改變?yōu)榈叵戮酆线^程，可節(jié)省相應(yīng)工序以及設(shè)備裝置，但是油藏條件復(fù)雜，聚合反應(yīng)條件不可控，且注入的化學(xué)劑容易被吸附，導(dǎo)致藥劑用量過大，產(chǎn)品性能不穩(wěn)定。
[0009]由此可見，現(xiàn)有技術(shù)利用采油污泥制備調(diào)剖劑但仍然存在加工過程破壞調(diào)剖劑強(qiáng)度與性能，制備條件控制差等問題，不能提供好的調(diào)剖劑性能并減少強(qiáng)度破壞且制備簡便、調(diào)剖劑耐溫性好的合成調(diào)剖劑的方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有技術(shù)中合成調(diào)剖劑過程對調(diào)剖劑強(qiáng)度破壞大、合成復(fù)雜且耐高溫性能差的問題，提供一種調(diào)剖劑及其合成方法與應(yīng)用。
[0011]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種調(diào)剖劑的合成方法，該方法包括以下步驟:
(I)將采油污泥與第一水相混合后進(jìn)行本體聚合，將該本體聚合得到的膠塊進(jìn)行造粒、烘干、粉碎和篩分，得到不同粒徑的固體顆粒，其中，所述第一水相含有聚合單體、第一交聯(lián)劑和第一水溶性引發(fā)劑；(2)將所述固體顆粒與第二水相混合，得到顆粒狀固體，該顆粒狀固體的粒徑大于所述固體顆粒的粒徑，其中，所述第二水相含有聚合單體、第二交聯(lián)劑和第二水溶性引發(fā)劑；(3)將所述顆粒狀固體與油相混合后進(jìn)行乳液聚合，分離乳液聚合產(chǎn)物得到調(diào)剖劑；其中，所述聚合單體為丙烯酰胺和2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸；所述采油污泥為油田水處理過程中產(chǎn)生的污泥經(jīng)除油后烘干得到的產(chǎn)物。
[0012]本發(fā)明還提供了本發(fā)明提供的方法合成的調(diào)剖劑，該調(diào)剖劑的平均粒徑為20-1000 μ m，所述調(diào)剖劑的封堵強(qiáng)度為0.5-8MPa/m。
[0013]本發(fā)明還提供了本發(fā)明提供的調(diào)剖劑在油井開采中的應(yīng)用。
[0014]采油污泥單獨(dú)用于調(diào)剖時(shí)，注入性差且粒徑較小，難以對注入水竄流通道進(jìn)行有效封堵。本發(fā)明提供的合成方法，一方面以采油污泥為原料，避免了污泥填埋和廢棄造成的環(huán)境污染，達(dá)到了采油污泥的無害化處。按上述方法制成調(diào)剖劑后，采油污泥被共聚物形成的三維結(jié)構(gòu)包裹，提高了封堵能力。此外，由于采油污泥主要成分是無機(jī)固體，提高了單純采用有機(jī)單體共聚形成的調(diào)剖劑的耐溫性能和強(qiáng)度。另一方面，雖然加入采油污泥的第一水相進(jìn)行本體聚合，得到膠塊仍要粉碎和篩分，但本發(fā)明的方法采取再聚合的技術(shù)可以加強(qiáng)調(diào)剖劑的強(qiáng)度和性能，同時(shí)也實(shí)現(xiàn)了調(diào)剖劑粒徑的自由調(diào)控。本發(fā)明提供的調(diào)剖劑中的單體2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸具有較高耐溫性，也有助于提高調(diào)剖劑的耐溫性能。
[0015]采用本發(fā)明提供的合成方法，可以合成得到需要的不同平均粒徑的調(diào)剖劑，且合成得到的調(diào)剖劑有較好的強(qiáng)度和性能效果。
[0016]本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的【具體實(shí)施方式】部分予以詳細(xì)說明。
【具體實(shí)施方式】
[0017]以下對本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解的是，此處所描述的【具體實(shí)施方式】僅用于說明和解釋本發(fā)明，并不用于限制本發(fā)明。
[0018]本發(fā)明提供一種調(diào)剖劑的合成方法，該方法包括以下步驟:(I)將采油污泥與第一水相混合后進(jìn)行本體聚合，將該本體聚合得到的膠塊進(jìn)行造粒、烘干、粉碎和篩分，得到不同粒徑的固體顆粒，其中，所述第一水相含有聚合單體、第一交聯(lián)劑和第一水溶性引發(fā)劑；(2)將所述固體顆粒與第二水相混合，得到顆粒狀固體，該顆粒狀固體的粒徑大于所述固體顆粒的粒徑，其中，所述第二水相含有聚合單體、第二交聯(lián)劑和第二水溶性引發(fā)劑；(3)將所述顆粒狀固體與油相混合后進(jìn)行乳液聚合，分離乳液聚合產(chǎn)物得到調(diào)剖劑；其中，所述聚合單體為丙烯酰胺和2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸；所述采油污泥為油田水處理過程中產(chǎn)生的污泥經(jīng)除油后烘干得到的產(chǎn)物。
[0019]本發(fā)明提供的方法中，先在第一水溶性弓I發(fā)劑的作用下將加入了采油污泥的第一水相(其中含有作為聚合單體的丙烯酰胺和2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸，以及第一交聯(lián)劑)進(jìn)行本體聚合得到固體顆粒產(chǎn)物；再用該固體顆粒與第二水相混合，此時(shí)該固體顆粒會(huì)吸收第二水相從而體積膨脹，成為吸收有第二水相的粒徑變大的顆粒狀固體；然后將該顆粒狀固體放入油相中，在乳液聚合條件下，由于顆粒狀固體吸收的第二水相中含有的第二水溶性引發(fā)劑的作用，使第二水相中含有的作為聚合單體的丙烯酰胺和2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸以及第二交聯(lián)劑，可以在前述的顆粒狀固體的基礎(chǔ)上進(jìn)行乳液聚合反應(yīng)得到最終的調(diào)剖劑產(chǎn)品。
[0020]本發(fā)明提供的方法中，步驟(2)中固體顆粒吸收第二水相的量不同，可以得到不同粒徑的顆粒狀固體。步驟(3)的聚合反應(yīng)在已經(jīng)體積膨脹的顆粒狀固體上進(jìn)行，使顆粒狀固體吸收的第二水相中的單體組分和第二交聯(lián)劑進(jìn)行聚合，可以形成體積更大的聚合物顆粒，即可以得到具有不同粒徑的調(diào)剖劑。當(dāng)需要更大粒徑的調(diào)剖劑時(shí)，可以用已合成出的調(diào)剖劑當(dāng)做固體顆粒再次重復(fù)本發(fā)明提供的方法的步驟。
[0021]現(xiàn)有技術(shù)采用由大變小的制備調(diào)剖劑的方法，由本體聚合得到大塊的聚合物，然后通過破碎、篩分得到不同粒徑的調(diào)剖劑，但是如此制備既造成調(diào)剖劑經(jīng)歷破壞而降低其封堵強(qiáng)度，而且破碎獲得的調(diào)剖劑的顆粒形態(tài)不均勻且粒徑具有隨機(jī)性。本發(fā)明的方法中雖然也粉碎步驟(I)本體聚合的得到的產(chǎn)物，但是得到的固體顆粒還再進(jìn)行再聚合，并且固體顆粒是以較少的量作為制備最終的調(diào)剖劑的起步，在最終的調(diào)剖劑中所占的比重很小，可以得到的調(diào)剖劑仍有很好的強(qiáng)度和性能。本發(fā)明的方法采取的是由小變大的方法，從小粒徑的調(diào)剖劑起步，在小粒徑的調(diào)剖劑上繼續(xù)聚合可以形成粒徑大小可控的不同粒徑的調(diào)剖劑，避免了現(xiàn)有技術(shù)中對調(diào)剖劑強(qiáng)度的損壞。
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