本發(fā)明涉及一種適用于注水井及稠油注汽/水吞吐生產(chǎn)井的復(fù)合乳化型調(diào)剖堵水劑，特別是以油田廢棄含油污泥為基料，添加多羥基陽離子分散凝膠、固體顆粒和分散乳化劑制備的復(fù)合乳化型調(diào)剖堵水劑。
背景技術(shù)：
：含油污泥是石油開采、儲存、煉化及含油污水處理過程中產(chǎn)生的含油固廢物，具有產(chǎn)生量大、含油高、粘度大、有毒物質(zhì)多、處理困難的特性。含油污泥的主要組分為：泥質(zhì)顆粒10％～50％、含油10％～30％、余量為水，粒徑分布小于100μm占90％以上，同時含有重金屬及苯系物、酚、蒽、芘等有毒物質(zhì)。含油污泥的處理是各大油田的難題，若不加妥善處理采用地面堆放或掩埋，不僅占用大量土地，而且對周圍土壤、水體、空氣造成污染，并伴有有毒物質(zhì)的污染擴散。目前國內(nèi)用于處理含油污泥的高溫焚燒、微生物降解、溶劑萃取、化學(xué)破乳清洗、固化處理等方法，均存在成本高、工藝復(fù)雜、處理周期長、能耗大、二次污染等問題，處理效果達(dá)不到現(xiàn)場需求，無法推廣。采用含油污泥作為調(diào)剖堵水劑的填料是近年含油污泥無害化處理及充分利用含油污泥的有效方法。含油污泥中粒徑的集中分布和較高的含泥量、含油量具備了進(jìn)入地層和封堵高滲層段的條件。利用含油污泥產(chǎn)自地層與地層良好配伍的有利因素，將含油污泥制成調(diào)剖堵水劑回注地下，既可以起到改善滲透率、封堵孔道漏層、調(diào)整吸水剖面、提高驅(qū)油效率，又可以將大量閑置無法處理的含油污泥資源化處理解決所帶來的環(huán)境問題，對油田開發(fā)及油田環(huán)保都具有重要的意義。然而，由于含油污泥含有大量的膠質(zhì)瀝青質(zhì)重質(zhì)組分、鹽、高分子類化學(xué)藥劑和砂泥組分，使得含油污泥體系作為調(diào)剖堵水劑，其懸浮性、穩(wěn)定性、封堵率、運移能力等性質(zhì)及封堵效果仍達(dá)不到現(xiàn)場應(yīng)用的要求。污泥調(diào)剖堵水劑懸浮性運移性差，易造成沉積井底、堵塞近井地帶的問題；降低污泥調(diào)剖堵水劑泥組分含量，調(diào)剖堵水劑顆粒粒徑過小或分布不均，易造成封堵強度和封堵效率低，有效期短的問題。技術(shù)實現(xiàn)要素：本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是克服常規(guī)含油污泥調(diào)剖堵水劑懸浮運移性差、封堵效率和封堵強度低的缺陷，提供一種以含油污泥為基料，懸浮運移性好、封堵效率和封堵強度高的適用于注水井及稠油注汽/水吞吐生產(chǎn)井的復(fù)合乳化型調(diào)剖堵水劑。解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是該復(fù)合乳化型調(diào)剖堵水劑由下述質(zhì)量百分配比的原料組成：含油污泥5％～15％、多羥基陽離子分散凝膠0.2％～2％、固體顆粒1％～5％、分散乳化劑0.1％～0.4％、余量為水。上述的多羥基陽離子分散凝膠是將下述質(zhì)量百分配比的原料采用自由基聚合反應(yīng)制成：單體總質(zhì)量濃度為10％～20％、引發(fā)劑0.001％～0.002％、交聯(lián)劑0.05％～0.5％、余量為水，其中各單體的質(zhì)量濃度為：丙烯酰胺6％～8％、陽離子單體1％～3％、多羥基交聯(lián)單體1％～3％、水溶性多羥基大分子單體1％～3％、抗鹽剛性單體1％～3％，所述的陽離子單體為二甲基二烯丙基氯化銨、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨、丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨、2-甲基丙烯酰氧乙基二甲基(3-三甲氧基硅烷基丙基)氯化銨(CAS號：31681-13-7)、2-甲基丙烯酰氧基乙基三甲基氯化銨(CAS號：5039-78-1)中的一種或兩種以上的混合物，多羥基交聯(lián)單體為葡萄糖、丙三醇、蔗糖、乙二醇中的一種或兩種以上的混合物，水溶性多羥基大分子單體是數(shù)均分子量為500～6000淀粉、聚乙烯醇、聚乙二醇中的一種或兩種以上的混合物，抗鹽剛性單體為叔丁基丙烯酰胺，交聯(lián)劑為檸檬酸鋁，引發(fā)劑為過硫酸銨和亞硫酸氫鈉。上述的含油污泥是油田采油生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的罐底污泥、池底污泥或采出液處理產(chǎn)生污泥，含油率為10％～25％，含砂量為10％～50％，粒徑小于100μm的顆粒占固相總質(zhì)量的90％以上。上述的固體顆粒是膨潤土、粉煤灰、鈣土中的任意一種或兩種以上的混合物，其粒徑為20～50μm。上述的分散乳化劑為十二烷基苯磺酸鈉、油酸鈉、吐溫、司班、OP-10中的一種或兩種以上的混合物。本發(fā)明復(fù)合乳化型調(diào)剖堵水劑的制備方法為：將含油污泥粉碎后加水?dāng)嚢杈鶆?，再加入多羥基陽離子分散凝膠、固體顆粒、分散乳化劑調(diào)質(zhì)攪拌后篩分，固體類顆粒、油滴和多羥基陽離子分散凝膠均一穩(wěn)定懸浮在液相中，形成O/W型復(fù)合乳化調(diào)剖堵水劑體系，即得到陽離子分散凝膠復(fù)合乳化型調(diào)剖堵水劑。本發(fā)明以油田廢棄含油污泥為基料，配合多羥基陽離子分散凝膠、固體顆粒(澎潤土、粉煤灰等)、分散乳化劑，制備成適用于注水井及稠油注汽/水吞吐生產(chǎn)井的復(fù)合調(diào)剖堵水劑。本發(fā)明通過加入分散乳化劑提高以含油污泥為基料的調(diào)剖堵水劑的污泥調(diào)剖堵水劑的懸浮穩(wěn)定性和運移性，保證了固體顆粒組分能夠隨液相運移并逐漸沉降到地層孔道中(濾失沉降和重力沉降)；多羥基陽離子分散凝膠以分子內(nèi)交聯(lián)形成顆粒形式分散在液相中，能夠進(jìn)入油層深部，增加原高滲水通道流體阻力，提高液流改向能力增加波及體積和波及效率，同時使孔道通徑變小，封堵高滲透層帶，增加滲流阻力，迫使?jié)B流轉(zhuǎn)向，擴大波及體積封堵水竄通道，進(jìn)一步提高調(diào)驅(qū)的范圍，而且分散乳化后的固相組分，表現(xiàn)出一定的親水性，從而實現(xiàn)一定程度選擇封堵水層的目的。添加多羥基陽離子分散凝膠不僅起到懸浮污泥中固體顆粒的作用，而且因其陽離子多羥基的電性、吸附作用及分散凝膠特性，有利于固體顆粒組分之間因電性和吸附作用增加地層的凝膠沉積吸附，易形成粘連聚結(jié)成較大粒徑的“團粒結(jié)構(gòu)”，提升分子之間以及固體顆粒間的團聚封堵作用，在與固體顆粒協(xié)同作用下參與形成“團粒結(jié)構(gòu)”和“沉積封堵”，實現(xiàn)針對不同滲透率、不同孔隙度地層堵水效率和封堵強度的可控性調(diào)堵。本發(fā)明復(fù)合乳化型調(diào)剖堵水劑的制備方法為：將含油污泥粉碎后加水?dāng)嚢杈鶆?，再加入多羥基陽離子分散凝膠、固體顆粒、分散乳化劑調(diào)質(zhì)攪拌后篩分，固體類顆粒、油滴和多羥基陽離子分散凝膠均一穩(wěn)定懸浮在液相中，形成O/W型復(fù)合乳化調(diào)剖堵水劑體系，即得到陽離子分散凝膠復(fù)合乳化型調(diào)剖堵水劑。本發(fā)明復(fù)合乳化型調(diào)剖堵水劑中固體類顆粒、油滴和陽離子分散凝膠均一穩(wěn)定的懸浮在液相中，形成水包油(O/W)型復(fù)合乳化調(diào)剖堵水劑體系。本發(fā)明含油污泥復(fù)合調(diào)剖堵水劑實現(xiàn)了含油污泥的無害化、資源化處理，具有分散運移性好、封堵密度強度可控、有效期長、施工簡便安全、適用性強的特點，特別適用高滲透、大孔道地層的深部調(diào)驅(qū)和調(diào)堵。具體實施方式下面結(jié)合實施例對本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說明，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不僅限于這些實施例。實施例11、制備多羥基陽離子分散凝膠將87.5g蒸餾水置于反應(yīng)容器中，依次投加6g丙烯酰胺、1.5g甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨、1g丙三醇、1g數(shù)均分子量為500～6000的聚乙烯醇、1.5g叔丁基聚丙酰胺攪拌溶解，在0～10℃、氮氣氣氛保護(hù)下加入0.5g質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.1％的過硫酸銨水溶液和0.5g質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.1％的亞硫酸氫鈉水溶液、0.5g質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10％的檸檬酸鋁水溶液，恒溫反應(yīng)3小時，然后升溫至40℃，常壓聚合反應(yīng)3小時，反應(yīng)結(jié)束后產(chǎn)物膠塊經(jīng)造粒、烘干、粉碎篩分后，得到多羥基陽離子分散凝膠FXNJ-01。2、制備陽離子分散凝膠復(fù)合乳化型調(diào)剖堵水劑將100g某油田采油生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的罐底污泥(含水65％，含油率為15％，含砂量為20％，粒徑小于100μm的顆粒占固相總質(zhì)量的94％，粒徑均值為20～30μm)粉碎后，加入100g水?dāng)嚢杈鶆?，?0目篩網(wǎng)過濾除去污泥中的大粒徑砂石等固相組分后，泥漿導(dǎo)入配漿罐，在攪拌條件下，加入400g質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1％的多羥基陽離子分散凝膠FXNJ-01水溶液、20g粒徑為20～50μm的膨潤土、3g分散乳化劑(十二烷基苯磺酸鈉、OP-10、司班-80質(zhì)量比為1:1:1的混合物)，加入380g清水，在500轉(zhuǎn)/分鐘轉(zhuǎn)速下攪拌30分鐘，形成均一的穩(wěn)定泥漿，該泥漿經(jīng)120目篩網(wǎng)過濾，得到陽離子分散凝膠復(fù)合乳化型調(diào)剖堵水劑TPJ-001。實施例21、制備多羥基陽離子分散凝膠將82.5g蒸餾水置于反應(yīng)容器中，依次投加7g丙烯酰胺、2g甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨、2g丙三醇、2g數(shù)均分子量為500～6000的聚乙烯醇、2g叔丁基聚丙酰胺攪拌溶解，在0～10℃、氮氣氣氛保護(hù)下加入0.75g質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.1％的過硫酸銨水溶液和0.75g質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.1％的亞硫酸氫鈉水溶液、1g質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10％的檸檬酸鋁水溶液，恒溫反應(yīng)3小時，然后升溫至40℃，常壓聚合反應(yīng)3小時，反應(yīng)結(jié)束后產(chǎn)物膠塊經(jīng)造粒、烘干、粉碎篩分后，得到多羥基陽離子分散凝膠FXNJ-02。2、制備陽離子分散凝膠復(fù)合乳化型調(diào)剖堵水劑在實施例1的步驟2中，將多羥基陽離子分散凝膠FXNJ-01用等質(zhì)量的多羥基陽離子分散凝膠FXNJ-02替換，其他原料及其用量和制備方法均與實施例1的步驟2相同，得到陽離子分散凝膠復(fù)合乳化型調(diào)剖堵水劑TPJ-002。實施例31、制備多羥基陽離子分散凝膠將76g蒸餾水置于反應(yīng)容器中，依次投加8g丙烯酰胺、3g甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨、3g丙三醇、3g數(shù)均分子量為500～6000的聚乙烯醇、3g叔丁基聚丙酰胺攪拌溶解，在0～10℃、氮氣氣氛保護(hù)下加入1g質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.1％的過硫酸銨水溶液和1g質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.1％的亞硫酸氫鈉水溶液、2g質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10％的檸檬酸鋁水溶液，恒溫反應(yīng)3小時，然后升溫至40℃，常壓聚合反應(yīng)3小時，反應(yīng)結(jié)束后產(chǎn)物膠塊經(jīng)造粒、烘干、粉碎篩分后，得到多羥基陽離子分散凝膠FXNJ-03。2、制備陽離子分散凝膠復(fù)合乳化型調(diào)剖堵水劑在實施例1的步驟2中，將多羥基陽離子分散凝膠FXNJ-01用等質(zhì)量的多羥基陽離子分散凝膠FXNJ-03替換，其他原料及其用量和制備方法均與實施例1的步驟2相同，得到陽離子分散凝膠復(fù)合乳化型調(diào)剖堵水劑TPJ-003。實施例41、制備多羥基陽離子分散凝膠按照實施例2的步驟1制備多羥基陽離子分散凝膠FXNJ-02。2、制備陽離子分散凝膠復(fù)合乳化型調(diào)剖堵水劑將150g某油田采油生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的罐底污泥(含水65％，含油率為15％，含砂量為20％，粒徑小于100μm的顆粒占固相總質(zhì)量的94％，粒徑均值為20～30μm)粉碎后，加入100g水?dāng)嚢杈鶆?，?0目篩網(wǎng)過濾除去污泥中的大粒徑砂石等固相組分后，泥漿導(dǎo)入配漿罐，在攪拌條件下，加入600g質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1％的多羥基陽離子分散凝膠FXNJ-02水溶液、20g粒徑為20～50μm的膨潤土、4g分散乳化劑(十二烷基苯磺酸鈉、OP-10、司班-80質(zhì)量比為1:1:1的混合物)，加入130g清水，在500轉(zhuǎn)/分鐘轉(zhuǎn)速下攪拌30分鐘，形成均一的穩(wěn)定泥漿，該泥漿經(jīng)120目篩網(wǎng)過濾，得到陽離子分散凝膠復(fù)合乳化型調(diào)剖堵水劑TPJ-004。實施例51、制備多羥基陽離子分散凝膠按照實施例2的步驟1制備多羥基陽離子分散凝膠FXNJ-02。2、制備陽離子分散凝膠復(fù)合乳化型調(diào)剖堵水劑將50g某油田采油生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的罐底污泥(含水65％，含油率為15％，含砂量為20％，粒徑小于100μm的顆粒占固相總質(zhì)量的94％，粒徑均值為20～30μm)粉碎后，加入100g水?dāng)嚢杈鶆颍?0目篩網(wǎng)過濾除去污泥中的大粒徑砂石等固相組分后，泥漿導(dǎo)入配漿罐，在攪拌條件下，加入200g質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1％的多羥基陽離子分散凝膠FXNJ-02水溶液、20g粒徑為20～50μm的膨潤土、2g分散乳化劑(十二烷基苯磺酸鈉、OP-10、司班-80質(zhì)量比為1:1:1的混合物)，加入630g清水，在500轉(zhuǎn)/分鐘轉(zhuǎn)速下攪拌30分鐘，形成均一的穩(wěn)定泥漿，該泥漿經(jīng)120目篩網(wǎng)過濾，得到陽離子分散凝膠復(fù)合乳化型調(diào)剖堵水劑TPJ-005。實施例61、制備多羥基陽離子分散凝膠將82.5g蒸餾水置于反應(yīng)容器中，依次投加7g丙烯酰胺、1g2-甲基丙烯酰氧乙基二甲基(3-三甲氧基硅烷基丙基)氯化銨、1g二甲基二烯丙基氯化銨、2g乙二醇、2g數(shù)均分子量為2000的聚乙二醇、2g叔丁基聚丙酰胺攪拌溶解，在0～10℃、氮氣氣氛保護(hù)下加入0.75g質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.1％的過硫酸銨水溶液和0.75g質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.1％的亞硫酸氫鈉水溶液、1g質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10％的檸檬酸鋁水溶液，恒溫反應(yīng)3小時，然后升溫至40℃，常壓聚合反應(yīng)3小時，反應(yīng)結(jié)束后產(chǎn)物膠塊經(jīng)造粒、烘干、粉碎篩分后，得到多羥基陽離子分散凝膠FXNJ-04。2、制備陽離子分散凝膠復(fù)合乳化型調(diào)剖堵水劑在實施例1的步驟2中，將多羥基陽離子分散凝膠FXNJ-01用等質(zhì)量的多羥基陽離子分散凝膠FXNJ-04替換，其他原料及其用量和制備方法均與實施例1的步驟2相同，得到陽離子分散凝膠復(fù)合乳化型調(diào)剖堵水劑TPJ-006。實施例71、制備多羥基陽離子分散凝膠將82.5g蒸餾水置于反應(yīng)容器中，依次投加7g丙烯酰胺、1g2-甲基丙烯酰氧基乙基三甲基氯化銨、1g丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨、2g葡萄糖、2g數(shù)均分子量為2000的聚乙二醇、2g叔丁基聚丙酰胺攪拌溶解，在0～10℃、氮氣氣氛保護(hù)下加入0.75g質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.1％的過硫酸銨水溶液和0.75g質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.1％的亞硫酸氫鈉水溶液、1g質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10％的檸檬酸鋁水溶液，恒溫反應(yīng)3小時，然后升溫至40℃，常壓聚合反應(yīng)3小時，反應(yīng)結(jié)束后產(chǎn)物膠塊經(jīng)造粒、烘干、粉碎篩分后，得到多羥基陽離子分散凝膠FXNJ-05。2、制備陽離子分散凝膠復(fù)合乳化型調(diào)剖堵水劑在實施例1的步驟2中，將多羥基陽離子分散凝膠FXNJ-01用等質(zhì)量的多羥基陽離子分散凝膠FXNJ-05替換，其他原料及其用量和制備方法均與實施例1的步驟2相同，得到陽離子分散凝膠復(fù)合乳化型調(diào)剖堵水劑TPJ-007。為了證明本發(fā)明的有益效果，發(fā)明人采用實施例1～7制備的陽離子分散凝膠復(fù)合乳化調(diào)剖堵水劑進(jìn)行了室內(nèi)巖心實驗：實驗?zāi)Ｐ筒捎貌煌绞⑸敖?jīng)壓實裝填的填砂管進(jìn)行模擬巖心調(diào)剖實驗，尺寸Φ×L＝2.0cm×50.0cm，滲透率在0.5～3.0μm2范圍，孔隙度15％～25％。實驗注入水為模擬鹽水，經(jīng)0.2μm微孔濾膜過濾，礦化度6000mg/L左右。具體實驗方法如下：(1)填砂管抽空，飽和水，測量空隙體積，計算孔隙度；(2)恒溫12h，水測滲透率K；(3)以0.3mL/min的速度注入復(fù)合乳化調(diào)剖堵水劑，同時監(jiān)測壓力變化；(4)停注72h后，以注入調(diào)剖堵水劑相同方向向填砂管注水，緩慢升壓。當(dāng)出口堵頭孔眼中流出第一滴液體時，此時進(jìn)口端壓力為突破壓力；(5)注水沖刷至壓力穩(wěn)定；計算參與阻力系數(shù)、堵塞率，評價調(diào)剖堵水劑耐沖刷性能。實驗結(jié)果見表1。表1復(fù)合乳化型調(diào)剖堵水劑的性能指標(biāo)調(diào)剖堵水劑粘度/mPa.s懸浮率(24h靜置)/％封堵率/％耐溫/℃突破壓力/MPa實施例1150～200＞98871808實施例2150～200＞989618010實施例3150～200＞98921809實施例4200～250＞989718013實施例5100～150＞98901807實施例6150～200＞98931808實施例7150～200＞98931808發(fā)明人進(jìn)一步采用實施例2制備的陽離子分散凝膠復(fù)合乳化調(diào)剖堵水劑按照上述方法進(jìn)行了室內(nèi)巖心實驗，考察其注入量對注入量對調(diào)剖堵水效率和封堵性能的影響，結(jié)果見表2。表2調(diào)剖堵水劑TPJ-002巖心評價試驗結(jié)果從復(fù)合乳化調(diào)剖堵水劑室內(nèi)巖心實驗過程壓力變化可以看出，注入前期壓力上升平緩，阻力系數(shù)低；在注入斷塞達(dá)到0.3PV之后，壓力逐漸上升較快，在注入達(dá)到1.0PV時，注入壓力達(dá)到10MPa形成突破，之后沖刷十幾個PV仍具備較高的封堵率和殘阻系數(shù)，說明本發(fā)明復(fù)合乳化調(diào)剖堵水劑具備較好的調(diào)堵能力。為了進(jìn)一步證明本發(fā)明的有益效果，發(fā)明人采用實施例2制備的陽離子分散凝膠復(fù)合乳化調(diào)剖堵水劑在遼河油田興隆臺、大凌河等不同油藏的中、高輪次熱采井，采用段塞組合方式進(jìn)行調(diào)剖施工，截止目前已實施十余井次，累計回注污油泥1.2萬噸；注汽注水壓力平均提高3.0～5MPa；階段累計増油6000余噸，取得了良好的措施效果，實現(xiàn)了污油泥的環(huán)保利用。現(xiàn)場試驗數(shù)據(jù)見表3。表3復(fù)合乳化調(diào)剖堵水劑現(xiàn)場深度調(diào)剖效果從現(xiàn)場試驗數(shù)據(jù)可以看出，本發(fā)明復(fù)合乳化調(diào)剖堵水劑的注入使注入壓力平均上升3～5MPa，含水率降低，提高采油量；吞吐生產(chǎn)井生產(chǎn)周期延長5％～20％，排水期縮短；隨著調(diào)剖體系的深度注入，注入量增大，增油量提高；說明本發(fā)明復(fù)合乳化調(diào)剖堵水劑具備較好的增壓、降水、增油的效果。當(dāng)前第1頁1 2 3