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CN109134781B - 一种双重交联微米级微球调剖剂的制备方法及应用 - Google Patents

一种双重交联微米级微球调剖剂的制备方法及应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种双重交联微米级微球调剖剂的制备方法,其包括:将丙烯酰胺类单体、稳定型交联剂、不稳定型交联剂调节剂充分溶于去离子水中,边搅拌边缓慢滴加至油溶剂中,得到细乳液;再向细乳液中加入氧化剂和还原剂,引发聚合,得到双重交联微米级微球调剖剂。本发明还公开了双重交联微米级微球调剖剂在油田调驱中的应用。本发明制备的双重交联微米级微球调驱剂可有效改善微球遇水膨胀过快导致的难以注入问题,实现对储油层优势水流通道进行封堵,扩大波及体积,提高采收率的目的。

Description

一种双重交联微米级微球调剖剂的制备方法及应用
技术领域
本发明涉及一种双重交联微米级微球调剖剂的制备方法及应用,属于油田堵水调剖领域。
背景技术
我国大部分油田采用注水开发,长期注水开发会导致地层非均质性加剧,造成油井出水或者水淹,严重降低油田产量,依靠单一注采调控措施增油十分有限。为此,堵水调剖技术被广泛用于油田增油降水过程,其中聚合物微球深部调驱技术是近几年获得快速发展的一种新型提高采收率技术。
聚合物微球初始粒径为纳微米级别,分散在水溶液中,在地层水和温度的作用下,微球发生体积膨胀形成较大的弹性体,可改变后续注入水的流向,从而扩大波及体积,提高采收率。
由于微球尺寸小,比表面积大,因而遇水膨胀迅速,几个小时内即可膨胀数十倍,难以进入地层深部实现深部调剖。针对这一问题,本发明拟通过采用稳定型交联剂和不稳定型交联剂共同作用制备双重交联剂微米级微球调剖剂,使微球在配液和注入等低温环境下几乎不发生膨胀,进入地层深部后,在地层高温作用下使不稳定交联剂解离失效,实现微球快速膨胀,达到深度调剖,扩大波及体积,提高采收率的目的。
发明内容
本发明旨在提供一种双重交联微米级微球调剖剂的制备方法,用以解决现有聚合物微球溶胀速度快,难以实现深部调剖作业的问题。
另一方面,本发明还提供了所述方法制备的双重交联微米级微球调剖剂在油田调驱中的应用。
本发明提供了一种双重交联微米级微球调剖剂的制备方法,其包括:
(1)按质量比计,将占反应总体系10%-20%的丙烯酰胺类单体、0.2%-0.5%的稳定型交联剂、0.2%-0.5%的不稳定型交联剂、1.0%-5.0%的pH调节剂充分溶于去离子水中;
(2)在3000转/分钟-10000转/分钟的搅拌条件下,将上述溶液缓慢滴加至占反应总体系20%-30%油溶剂中,得到细乳液;
(3)25℃-35℃条件下,在上述细乳液中加入占总反应体系0.02%-0.05%的氧化剂和0.02%-0.05%还原剂,引发聚合,持续保持反应4小时-5小时,反应结束后,降温至室温,得到双重交联微米级微球调剖剂。
根据本发明所述双重交联微米级微球调剖剂的制备方法,所述丙烯酰胺类单体为丙烯酰胺、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸中的一种或两种。
根据本发明所述双重交联微米级微球调剖剂的制备方法,所述稳定型交联剂为交联剂N,N-亚甲基双丙烯酰胺。
根据本发明所述双重交联微米级微球调剖剂的制备方法,所述不稳定交联剂为聚乙二醇二丙烯酸酯、聚氧乙烯丙烯酸酯中的一种或两种。
根据本发明所述双重交联微米级微球调剖剂的制备方法,所述pH调节剂为NaOH,调节水溶液pH至7-8。
根据本发明所述双重交联微米级微球调剖剂的制备方法,所述油溶剂为Span-80、Span-83、Tween-80、OP-10中的一种或几种。
根据本发明所述双重交联微米级微球调剖剂的制备方法,所述氧化剂为过硫酸铵、过硫酸钠、过硫酸钾中的一种或几种。
根据本发明所述双重交联微米级微球调剖剂的制备方法,所述还原剂为亚硫酸氢钠、偏重亚硫酸氢钠中的一种或两种。
根据本发明所述双重交联微米级微球调剖剂的制备方法,制备获得的双重交联微米级微球调剖剂的粒径分布范围为10μm-50μm。
根据本发明所述双重交联微米级微球调剖剂的制备方法,制备获得的双重交联微米级微球调剖剂一天溶胀倍数≤15,10天溶胀倍数≥20。
另一方面,本发明所述方法制备的双重交联微米级微球调剖剂在油田调驱中的应用。使用时,可以采用清水或采出水直接配制所述双重交联微米级微球调剖剂。
根据本发明方法制备的双重交联微米级微球调驱剂可有效改善微球遇水膨胀过快导致的难以注入问题,实现对储油层优势水流通道进行封堵,扩大波及体积,提高采收率的目的。
附图说明
图1为本发明所述方法制备的双重交联微米级微球调剖剂的微球粒径分布图。
图2为本发明所述方法制备的双重交联微米级微球调剖剂的溶胀倍数与时间关系图。
具体实施方式
为了更好的理解上述技术方案,下面通过具体实施例对本申请技术方案做详细的说明,应当理解本申请实施例以及实施例中的具体特征是对本申请技术方案的详细的说明,而不是对本申请技术方案的限定,在不冲突的情况下,本申请实施例以及实施例中的技术特征可以相互结合。
在整个说明书中,除非另有特别说明,本文使用的术语应理解为如本领域中通常所使用的含义。因此,除非另有定义,本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属领域技术人员的一般理解相同的含义。若存在矛盾,本说明书优先。
实施例1
将占反应总体系10%的丙烯酰胺、0.2%的N,N-亚甲基双丙烯酰胺、0.2%的聚乙二醇二丙烯酸酯、1.0%的NaOH充分溶于去离子水中;在3000转/分钟的搅拌条件下,将上述溶液缓慢滴加至占反应总体系20%的Span80中,得到细乳液;25℃条件下,在上述细乳液中加入占总反应体系0.02%的过硫酸铵和0.02%亚硫酸氢钠,引发聚合,持续保持反应4小时,反应结束后,降温至室温,得到双重交联微米级微球调剖剂。
该双重交联微米级微球调剖剂中值粒径为11μm。
实施例2
将占反应总体系20%的丙烯酰胺类单体(丙烯酰胺:2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸=1:1)、0.5%的N,N-亚甲基双丙烯酰胺、0.5%的聚乙二醇二丙烯酸酯、5.0%的NaOH充分溶于去离子水中;在3000转/分钟的搅拌条件下,将上述溶液缓慢滴加至占反应总体系30%的Tween-80中,得到细乳液;25℃条件下,在上述细乳液中加入占总反应体系0.05%的过硫酸钠和0.05%偏重亚硫酸氢钠,引发聚合,持续保持反应4小时,反应结束后,降温至室温,得到双重交联微米级微球调剖剂。
该双重交联微米级微球调剖剂中值粒径为48μm。
实施例3
将占反应总体系15%的2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、0.2%的N,N-亚甲基双丙烯酰胺、0.2%的不稳定型交联剂(聚氧乙烯丙烯酸酯:聚乙二醇二丙烯酸酯=1:1)、2.0%的NaOH充分溶于去离子水中;在3000转/分钟的搅拌条件下,将上述溶液缓慢滴加至占反应总体系20%的OP-10中,得到细乳液;25℃条件下,在上述细乳液中加入占总反应体系0.03%的过硫酸钾和0.03%亚硫酸氢钠,引发聚合,持续保持反应4小时,反应结束后,降温至室温,得到双重交联微米级微球调剖剂。
该双重交联微米级微球调剖剂中值粒径为34μm。
实施例4
将占反应总体系20%的丙烯酰胺、0.3%的N,N-亚甲基双丙烯酰胺、0.3%的聚乙二醇二丙烯酸酯、1.0%的pH调节剂充分溶于去离子水中;在3000转/分钟的搅拌条件下,将上述溶液缓慢滴加至占反应总体系20%油溶剂(Span-80:Span-83=1:1)中,得到细乳液;25℃条件下,在上述细乳液中加入占总反应体系0.03%的过硫酸钠和0.03%偏重亚硫酸氢钠,引发聚合,持续保持反应4小时,反应结束后,降温至室温,得到双重交联微米级微球调剖剂。
该双重交联微米级微球调剖剂中值粒径为21μm。
微球调剖剂检测
本发明使用激光粒度分析仪(Zetasizer,马尔文)检测实施例1制备的双重交联微米级微球调剖剂的粒径,将微球经过超声充分分散在去离子水中,用滴管抽取少量微球水溶液滴加到激光粒度分析仪中,测量微球粒径及分布,分布如图1所示,从图1中我们看到微球的粒径分布集中,水溶液中初始中值粒径为17μm左右。
本发明采用激光粒度仪(Zetasizer,马尔文)检测实施例1制备的双重交联微米级微球调剖剂的溶胀性能,将分散体系置于90℃恒温条件下,将双重交联微米级微球调剖剂分别置于NaCl浓度为0mg/L和5000mg/L的水分散体系。用激光粒度仪测量双交联聚合物微球在0h、24h、3d、7d及10d的中值粒径,计算体积溶胀倍数。如图2所示,NaCl浓度为0mg/L时,1天溶胀倍数为6.2,10天溶胀倍数为30;NaCl浓度为5000mg/L时,1天溶胀倍数为5.5,10天溶胀倍数为27.6。
尽管已描述了本发明的优选实施例,但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念,则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以,所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。显然,本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样,倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内,则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (2)

1.一种双重交联微米级微球调剖剂的制备方法,其包括:
(1)按质量比计,将占反应总体系10%-20%的丙烯酰胺类单体、0.2%-0.5%的稳定型交联剂、0.1%的聚氧乙烯丙烯酸酯、0.1%的聚乙二醇二丙烯酸酯、1.0%-5.0%的pH调节剂充分溶于去离子水中;
(2)在3000转/分钟-10000转/分钟的搅拌条件下,将上述溶液缓慢滴加至占反应总体系20%-30%油溶剂中,得到细乳液;
(3)25℃-35℃条件下,在上述细乳液中加入占总反应体系0.02%-0.05%的氧化剂和0.02%-0.05%还原剂,引发聚合,持续保持反应4小时-5小时,反应结束后,降温至室温,得到双重交联微米级微球调剖剂;
所述丙烯酰胺类单体为丙烯酰胺或2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸中的一种或两种;
所述稳定型交联剂为交联剂N,N-亚甲基双丙烯酰胺;
所述pH调节剂为NaOH,调节水溶液pH至7-8;
所述油溶剂为Span-80、Span-83、Tween-80或OP-10中的一种或几种;
所述氧化剂为过硫酸铵、过硫酸钠或过硫酸钾中的一种或几种;
所述还原剂为亚硫酸氢钠、偏重亚硫酸氢钠中的一种或两种;
所述双重交联微米级微球调剖剂的粒径分布范围为10μm-50μm,一天溶胀倍数≤15,10天溶胀倍数≥20。
2.一种如权利要求1所述方法准备的双重交联微米级微球调剖剂在油田调驱中的应用。
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