一种调剖剂及其合成方法与应用
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种调剖剂及其合成方法与应用，具体地，涉及一种调剖剂的合成方法，由该方法合成得到的调剖剂以及该调剖剂在油井开采中的应用。
【背景技术】
[0002]注水井调剖技术是油田开发进入中高含水期的一项主要的稳油控水技术措施。
[0003]对于近年来投入开发的一些特殊类型油藏，如低渗油藏、特低渗油藏，高温油藏，经过注水开发后逐步进入中高含水期。对于这类油藏采用现有的调剖方法，很难满足油田进行的调剖要求。
[0004]已有颗粒类型的调剖剂中:以水泥、粉煤灰等为主剂的无机调剖剂，调剖剂强度大、耐温性好，但粒径较大，适合普通油藏，对于低渗油藏、特低渗油藏较难注入。以聚合物、交联聚合物为主的颗粒调剖剂，一般通过聚合成块后经过粉碎、烘干、筛分得到不同粒径的颗粒，通常以这种方法制得的颗粒粒径较大，无法满足低渗油藏的粒径要求；另一方面，机械粉碎和烘干过程，破坏了原有的颗粒强度，导致了调剖剂性能下降，对颗粒粒径要求越小，加工过程对调剖剂强度破坏越明显，性能下降越多。
[0005]油田采油污泥是一种采油过程产生的废弃物，目前主要采用填埋法进行处理，该方法污染环境，浪费资源。而在调剖堵水中，将采油污泥做成油田使用的调剖剂重新注入地下油藏，可以实现采油污泥的充分利用和无害化处理。
[0006]CN1796484A公开了一种共聚交联型调剖剂的制备方法。该发明公开的调剖剂为丙烯酰胺和丙烯酸为单体进行共聚、N, N'-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂，添加高岭土或膨润土作为增强剂制备得到的调剖剂。该方法生产调剖工艺简单，但是生产过程需要烘干、粉碎、筛分，设备投入大，调剖剂性能降低、粒径也较难满足低渗油藏要求，同时耐温性能也较低。
[0007]CN1781860A公开了一种利用采油污泥制备体膨型颗粒调剖剂的合成方法，该调剖剂是在丙烯酸、丙烯酰胺和交联剂三元共聚体系中加入采油污泥及氧化剂和还原剂，进行绝热自由基聚合生成胶块，然后造粒、烘干并粉碎至所需粒度，可应用于油田的大孔道油藏深部剖面调整，但是该方法依然存在加工过程破坏调剖剂强度与性能等问题。
[0008]CN101575966B公开了一种采油污泥地下聚合堵水调剖的方法，该方法将丙烯酸、丙烯酰胺、交联剂和引发剂混合到15-25%采油污泥中，和油田水或自来水注入地下，在油藏温度作用下产生聚合反应生成包裹有污泥的立体网状结构堵塞性物质，起到封堵地下缝洞的作用。该方法将地上聚合过程改变为地下聚合过程，可节省相应工序以及设备装置，但是油藏条件复杂，聚合反应条件不可控，且注入的化学剂容易被吸附，导致药剂用量过大，产品性能不稳定。
[0009]由此可见，现有技术利用采油污泥制备调剖剂但仍然存在加工过程破坏调剖剂强度与性能，制备条件控制差等问题，不能提供好的调剖剂性能并减少强度破坏且制备简便、调剖剂耐温性好的合成调剖剂的方法。
【发明内容】
[0010]本发明的目的是为了解决现有技术中合成调剖剂过程对调剖剂强度破坏大、合成复杂且耐高温性能差的问题，提供一种调剖剂及其合成方法与应用。
[0011]为了实现上述目的，本发明提供一种调剖剂的合成方法，该方法包括以下步骤:
(I)将采油污泥与第一水相混合后进行本体聚合，将该本体聚合得到的胶块进行造粒、烘干、粉碎和筛分，得到不同粒径的固体颗粒，其中，所述第一水相含有聚合单体、第一交联剂和第一水溶性引发剂；(2)将所述固体颗粒与第二水相混合，得到颗粒状固体，该颗粒状固体的粒径大于所述固体颗粒的粒径，其中，所述第二水相含有聚合单体、第二交联剂和第二水溶性引发剂；(3)将所述颗粒状固体与油相混合后进行乳液聚合，分离乳液聚合产物得到调剖剂；其中，所述聚合单体为丙烯酰胺和2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸；所述采油污泥为油田水处理过程中产生的污泥经除油后烘干得到的产物。
[0012]本发明还提供了本发明提供的方法合成的调剖剂，该调剖剂的平均粒径为20-1000 μ m，所述调剖剂的封堵强度为0.5-8MPa/m。
[0013]本发明还提供了本发明提供的调剖剂在油井开采中的应用。
[0014]采油污泥单独用于调剖时，注入性差且粒径较小，难以对注入水窜流通道进行有效封堵。本发明提供的合成方法，一方面以采油污泥为原料，避免了污泥填埋和废弃造成的环境污染，达到了采油污泥的无害化处。按上述方法制成调剖剂后，采油污泥被共聚物形成的三维结构包裹，提高了封堵能力。此外，由于采油污泥主要成分是无机固体，提高了单纯采用有机单体共聚形成的调剖剂的耐温性能和强度。另一方面，虽然加入采油污泥的第一水相进行本体聚合，得到胶块仍要粉碎和筛分，但本发明的方法采取再聚合的技术可以加强调剖剂的强度和性能，同时也实现了调剖剂粒径的自由调控。本发明提供的调剖剂中的单体2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸具有较高耐温性，也有助于提高调剖剂的耐温性能。
[0015]采用本发明提供的合成方法，可以合成得到需要的不同平均粒径的调剖剂，且合成得到的调剖剂有较好的强度和性能效果。
[0016]本发明的其他特征和优点将在随后的【具体实施方式】部分予以详细说明。
【具体实施方式】
[0017]以下对本发明的【具体实施方式】进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的【具体实施方式】仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
[0018]本发明提供一种调剖剂的合成方法，该方法包括以下步骤:(I)将采油污泥与第一水相混合后进行本体聚合，将该本体聚合得到的胶块进行造粒、烘干、粉碎和筛分，得到不同粒径的固体颗粒，其中，所述第一水相含有聚合单体、第一交联剂和第一水溶性引发剂；(2)将所述固体颗粒与第二水相混合，得到颗粒状固体，该颗粒状固体的粒径大于所述固体颗粒的粒径，其中，所述第二水相含有聚合单体、第二交联剂和第二水溶性引发剂；(3)将所述颗粒状固体与油相混合后进行乳液聚合，分离乳液聚合产物得到调剖剂；其中，所述聚合单体为丙烯酰胺和2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸；所述采油污泥为油田水处理过程中产生的污泥经除油后烘干得到的产物。
[0019]本发明提供的方法中，先在第一水溶性弓I发剂的作用下将加入了采油污泥的第一水相(其中含有作为聚合单体的丙烯酰胺和2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸，以及第一交联剂)进行本体聚合得到固体颗粒产物；再用该固体颗粒与第二水相混合，此时该固体颗粒会吸收第二水相从而体积膨胀，成为吸收有第二水相的粒径变大的颗粒状固体；然后将该颗粒状固体放入油相中，在乳液聚合条件下，由于颗粒状固体吸收的第二水相中含有的第二水溶性引发剂的作用，使第二水相中含有的作为聚合单体的丙烯酰胺和2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸以及第二交联剂，可以在前述的颗粒状固体的基础上进行乳液聚合反应得到最终的调剖剂产品。
[0020]本发明提供的方法中，步骤(2)中固体颗粒吸收第二水相的量不同，可以得到不同粒径的颗粒状固体。步骤(3)的聚合反应在已经体积膨胀的颗粒状固体上进行，使颗粒状固体吸收的第二水相中的单体组分和第二交联剂进行聚合，可以形成体积更大的聚合物颗粒，即可以得到具有不同粒径的调剖剂。当需要更大粒径的调剖剂时，可以用已合成出的调剖剂当做固体颗粒再次重复本发明提供的方法的步骤。
[0021]现有技术采用由大变小的制备调剖剂的方法，由本体聚合得到大块的聚合物，然后通过破碎、筛分得到不同粒径的调剖剂，但是如此制备既造成调剖剂经历破坏而降低其封堵强度，而且破碎获得的调剖剂的颗粒形态不均匀且粒径具有随机性。本发明的方法中虽然也粉碎步骤(I)本体聚合的得到的产物，但是得到的固体颗粒还再进行再聚合，并且固体颗粒是以较少的量作为制备最终的调剖剂的起步，在最终的调剖剂中所占的比重很小，可以得到的调剖剂仍有很好的强度和性能。本发明的方法采取的是由小变大的方法，从小粒径的调剖剂起步，在小粒径的调剖剂上继续聚合可以形成粒径大小可控的不同粒径的调剖剂，避免了现有技术中对调剖剂强度的损坏。
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