一种高分子聚合物改性剂的制作方法

文档序号:19158829发布日期:2019-11-16 01:07阅读:203来源:国知局

本发明涉及页岩气石油开采技术领域,更具体地说,本发明涉及一种高分子聚合物改性剂。



背景技术:

由于页岩气原油粘稠度大,岩层空隙率低,空隙连通性差,给采油工作带来很大的困难。为了提高原油收率以及采油速度,人们普遍采用运移改性剂来提高岩层空隙和空隙连通性。

最初人们直接采用石英砂、陶粒砂等作为运移改性剂,但是由于在使用过程中需要承受较大的冲击力和闭合应力,会产生大量碎片和细粉砂,这些物质会堵塞裂缝从而降低裂缝的导流能力。因此目前人们通常在石英砂、陶粒砂等运移改性剂的基体上包覆一层或多层树脂膜,以提高运移改性剂的抗破碎能力。

但由于开采环境非常复杂,运移改性剂表面的树脂膜会受到岩层中油、油气、水、盐水,以及通常伴随的蒸汽、酸碱腐蚀性液体、微生物等的侵蚀,造成包覆层的腐蚀、降解、脱落等,从而造成岩层裂缝导流能力的大大降低。



技术实现要素:

为了克服现有技术的上述缺陷,本发明的实施例提供一种高分子聚合物改性剂,通过采用羟丙基瓜儿胶和疏水性高分子用作原料,使用本发明制得的改性剂对支撑剂颗粒进行处理,能够使颗粒聚集的自聚力和抑制颗粒分离的内聚力得到提高,并弱化杂环聚合物的结晶态,使水化层黏弹体产生一定的粘接作用,能够有效防止因支撑剂颗粒、支撑剂碎屑及储层粉砂发生运移而引起的油气运移通道堵塞,导流能力显著优于使用纤维和非固化树脂处理的支撑剂充填层的导流能力。

为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:一种高分子聚合物改性剂,包括以下成分及其重量份:氯化钾0.5-1份、三乙醇胺硼酸酯0.1-0.5份、羟丙基瓜儿胶1-5份、破胶剂1-5份、降阻剂2-6份、环氧树脂20-30份、疏水性高分子5-10份、高分子表面活性剂2-8份、润滑剂1-5份和适量的去离子水。

在一个优选地实施方式中,包括以下成分及其重量份:氯化钾0.6-0.8份、三乙醇胺硼酸酯0.2-0.4份、羟丙基瓜儿胶2-4份、破胶剂2-4份、降阻剂3-5份、环氧树脂22-28份、疏水性高分子6-8份、高分子表面活性剂3-6份、润滑剂2-4份和适量的去离子水。

在一个优选地实施方式中,包括以下成分及其重量份:氯化钾0.7份、三乙醇胺硼酸酯0.3份、羟丙基瓜儿胶3份、破胶剂3份、降阻剂4份、环氧树脂25份、疏水性高分子7份、高分子表面活性剂5份、润滑剂3份和适量的去离子水。

在一个优选地实施方式中,所述破胶剂的黏度保持率为85%,所述破胶剂在室温30℃,0.2%加量的条件下,破胶表现粘度为5.7mpa.s,所述润滑剂具体为氧化聚乙烯蜡。

在一个优选地实施方式中,所述疏水性高分子具体为醋酸淀粉、羟甲基纤维素和羧甲基纤维素的混合物,所述醋酸淀粉、羟甲基纤维素和羧甲基纤维素的混合比例为1:0.5:1.4。

在一个优选地实施方式中,所述高分子表面活性剂具体为聚丙烯酸盐、木质素磺酸盐和聚苯乙烯磺酸盐的混合物,所述聚丙烯酸盐、木质素磺酸盐和聚苯乙烯磺酸盐的混合比例为0.9:1.4:2。

一种高分子聚合物改性剂的制备工艺,具体包括如下步骤:

步骤一,将环氧树脂25份、高分子表面活性剂5份和润滑剂3份倒入至反应釜内,升温至120℃后,以90转/分钟的转速搅拌3分钟后,向反应釜内添加氯化钾0.7份、三乙醇胺硼酸酯0.3份和羟丙基瓜儿胶3份,将反应釜的温度降温至80℃,然后调整转速为120转/分钟,搅拌5分钟后,获得a相;

步骤二,将a相倒出至可密封的玻璃容器内部,并向容器内倒入与a相质量比为1:3份的去离子水,利用搅拌器对容器内的a相和去离子水搅拌1分钟后,去除溶液表面的漂浮物和杂质,并利用保鲜膜将玻璃容器密封,置于冷藏室内冷藏静置6-8小时后,获得b相;

步骤三,将b相倒入至反应釜内,升温至60摄氏度,并向反应釜内添加破胶剂3份和降阻剂4份,在搅拌的过程中慢慢升温至90摄氏度,停止搅拌并保温1小时,然后再向反应釜内添加疏水性高分子7份,继续开启搅拌10分钟后,将反应釜内的温度降温至20摄氏度,获得成品,即高分子聚合物改性剂。

在一个优选地实施方式中,所述步骤二中,搅拌器的转速为60转/分钟,所述冷藏室内的温度为0-5摄氏度。

在一个优选地实施方式中,所述步骤三中,反应釜的搅拌转速为80转/分钟。

本发明的技术效果和优点:

1、通过采用羟丙基瓜儿胶和疏水性高分子用作原料,使用本发明制得的改性剂对支撑剂颗粒进行处理,能够使颗粒聚集的自聚力和抑制颗粒分离的内聚力得到提高,并弱化杂环聚合物的结晶态,使水化层黏弹体产生一定的粘接作用,能够有效防止因支撑剂颗粒、支撑剂碎屑及储层粉砂发生运移而引起的油气运移通道堵塞,导流能力显著优于使用纤维和非固化树脂处理的支撑剂充填层的导流能力;

2、通过在原料中添加三乙醇胺硼酸酯、高分子表面活性剂、润滑剂,并将其与原料中的成分进行升温反应并混合,能够充分的融合其特性,可帮助减少粉砂运移,进一步提高裂缝导流能力;

3、本发明工艺简单,设备要求低,可操作性强,具有良好的社会推广应用。

具体实施方式

下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。

实施例1:

一种高分子聚合物改性剂,包括以下成分及其重量份:氯化钾、三乙醇胺硼酸酯、羟丙基瓜儿胶、破胶剂、降阻剂、环氧树脂、疏水性高分子、高分子表面活性剂、润滑剂和适量的去离子水;

而具体到本实施例中,具体为:氯化钾0.7份、三乙醇胺硼酸酯0.3份、羟丙基瓜儿胶3份、破胶剂3份、降阻剂4份、环氧树脂25份、疏水性高分子7份、高分子表面活性剂5份、润滑剂3份和适量的去离子水;

进一步的,上述的成分中,所述破胶剂的黏度保持率为85%,所述破胶剂在室温30℃,0.2%加量的条件下,破胶表现粘度为5.7mpa.s,所述润滑剂具体为氧化聚乙烯蜡,所述疏水性高分子具体为醋酸淀粉、羟甲基纤维素和羧甲基纤维素的混合物,所述醋酸淀粉、羟甲基纤维素和羧甲基纤维素的混合比例为1:0.5:1.4,所述高分子表面活性剂具体为聚丙烯酸盐、木质素磺酸盐和聚苯乙烯磺酸盐的混合物,所述聚丙烯酸盐、木质素磺酸盐和聚苯乙烯磺酸盐的混合比例为0.9:1.4:2;

在上述的基础上,一种高分子聚合物改性剂的制备工艺,具体包括如下步骤:

步骤一,将环氧树脂25份、高分子表面活性剂5份和润滑剂3份倒入至反应釜内,升温至120℃后,以90转/分钟的转速搅拌3分钟后,向反应釜内添加氯化钾0.7份、三乙醇胺硼酸酯0.3份和羟丙基瓜儿胶3份,将反应釜的温度降温至80℃,然后调整转速为120转/分钟,搅拌5分钟后,获得a相;

步骤二,将a相倒出至可密封的玻璃容器内部,并向容器内倒入与a相质量比为1:3份的去离子水,利用转速为60转/分钟的搅拌器对容器内的a相和去离子水搅拌1分钟后,去除溶液表面的漂浮物和杂质,并利用保鲜膜将玻璃容器密封,置于温度为0-5摄氏度冷藏室内冷藏静置6-8小时后,获得b相;

步骤三,将b相倒入至反应釜内,升温至60摄氏度,并向反应釜内添加破胶剂3份和降阻剂4份,以80转/分钟进行搅拌,在搅拌的过程中慢慢升温至90摄氏度,停止搅拌并保温1小时,然后再向反应釜内添加疏水性高分子7份,继续开启搅拌10分钟后,将反应釜内的温度降温至20摄氏度,获得成品,即高分子聚合物改性剂。

实施例2:

一种高分子聚合物改性剂,包括以下成分及其重量份:氯化钾、三乙醇胺硼酸酯、羟丙基瓜儿胶、破胶剂、降阻剂、环氧树脂、疏水性高分子、高分子表面活性剂、润滑剂和适量的去离子水;

而具体到本实施例中,具体为:氯化钾0.6份、三乙醇胺硼酸酯0.2份、羟丙基瓜儿胶2份、破胶剂2份、降阻剂3份、环氧树脂22份、疏水性高分子6份、高分子表面活性剂3份、润滑剂2份和适量的去离子水;

进一步的,上述的成分中,所述破胶剂的黏度保持率为85%,所述破胶剂在室温30℃,0.2%加量的条件下,破胶表现粘度为5.7mpa.s,所述润滑剂具体为氧化聚乙烯蜡,所述疏水性高分子具体为醋酸淀粉、羟甲基纤维素和羧甲基纤维素的混合物,所述醋酸淀粉、羟甲基纤维素和羧甲基纤维素的混合比例为1:0.5:1.4,所述高分子表面活性剂具体为聚丙烯酸盐、木质素磺酸盐和聚苯乙烯磺酸盐的混合物,所述聚丙烯酸盐、木质素磺酸盐和聚苯乙烯磺酸盐的混合比例为0.9:1.4:2;

在上述的基础上,一种高分子聚合物改性剂的制备工艺,具体包括如下步骤:

步骤一,将环氧树脂22份、高分子表面活性剂3份和润滑剂2份倒入至反应釜内,升温至120℃后,以90转/分钟的转速搅拌3分钟后,向反应釜内添加氯化钾0.6份、三乙醇胺硼酸酯0.2份和羟丙基瓜儿胶2份,将反应釜的温度降温至80℃,然后调整转速为120转/分钟,搅拌5分钟后,获得a相;

步骤二,将a相倒出至可密封的玻璃容器内部,并向容器内倒入与a相质量比为1:3份的去离子水,利用转速为60转/分钟的搅拌器对容器内的a相和去离子水搅拌1分钟后,去除溶液表面的漂浮物和杂质,并利用保鲜膜将玻璃容器密封,置于温度为0-5摄氏度冷藏室内冷藏静置6-8小时后,获得b相;

步骤三,将b相倒入至反应釜内,升温至60摄氏度,并向反应釜内添加破胶剂2份和降阻剂3份,以80转/分钟进行搅拌,在搅拌的过程中慢慢升温至90摄氏度,停止搅拌并保温1小时,然后再向反应釜内添加疏水性高分子6份,继续开启搅拌10分钟后,将反应釜内的温度降温至20摄氏度,获得成品,即高分子聚合物改性剂。

实施例3:

一种高分子聚合物改性剂,包括以下成分及其重量份:氯化钾、三乙醇胺硼酸酯、羟丙基瓜儿胶、破胶剂、降阻剂、环氧树脂、疏水性高分子、高分子表面活性剂、润滑剂和适量的去离子水;

而具体到本实施例中,具体为:氯化钾0.8份、三乙醇胺硼酸酯0.4份、羟丙基瓜儿胶4份、破胶剂4份、降阻剂5份、环氧树脂28份、疏水性高分子8份、高分子表面活性剂6份、润滑剂4份和适量的去离子水;

进一步的,上述的成分中,所述破胶剂的黏度保持率为85%,所述破胶剂在室温30℃,0.2%加量的条件下,破胶表现粘度为5.7mpa.s,所述润滑剂具体为氧化聚乙烯蜡,所述疏水性高分子具体为醋酸淀粉、羟甲基纤维素和羧甲基纤维素的混合物,所述醋酸淀粉、羟甲基纤维素和羧甲基纤维素的混合比例为1:0.5:1.4,所述高分子表面活性剂具体为聚丙烯酸盐、木质素磺酸盐和聚苯乙烯磺酸盐的混合物,所述聚丙烯酸盐、木质素磺酸盐和聚苯乙烯磺酸盐的混合比例为0.9:1.4:2;

在上述的基础上,一种高分子聚合物改性剂的制备工艺,具体包括如下步骤:

步骤一,将环氧树脂28份、高分子表面活性剂6份和润滑剂4份倒入至反应釜内,升温至120℃后,以90转/分钟的转速搅拌3分钟后,向反应釜内添加氯化钾0.8份、三乙醇胺硼酸酯0.4份和羟丙基瓜儿胶4份,将反应釜的温度降温至80℃,然后调整转速为120转/分钟,搅拌5分钟后,获得a相;

步骤二,将a相倒出至可密封的玻璃容器内部,并向容器内倒入与a相质量比为1:3份的去离子水,利用转速为60转/分钟的搅拌器对容器内的a相和去离子水搅拌1分钟后,去除溶液表面的漂浮物和杂质,并利用保鲜膜将玻璃容器密封,置于温度为0-5摄氏度冷藏室内冷藏静置6-8小时后,获得b相;

步骤三,将b相倒入至反应釜内,升温至60摄氏度,并向反应釜内添加破胶剂4份和降阻剂5份,以80转/分钟进行搅拌,在搅拌的过程中慢慢升温至90摄氏度,停止搅拌并保温1小时,然后再向反应釜内添加疏水性高分子8份,继续开启搅拌10分钟后,将反应釜内的温度降温至20摄氏度,获得成品,即高分子聚合物改性剂。

通过以上三组实施例可以得到三种高分子聚合物改性剂,将这三种高分子聚合物改性剂分别进行性能测试,再用经过市售普通加工的改性剂进行性能试验,结果得出三组实施例中的高分子聚合物改性剂的性能均有不同的提升,其中实施例1中甜叶菊嫩叶的浸泡能力最好,价值最高,其中,三组实施例与市售产品在性能测试过程中,各项基础参数统计如下表:

本发明制得的改性剂对支撑剂颗粒进行处理,能够使颗粒聚集的自聚力和抑制颗粒分离的内聚力得到提高,并弱化杂环聚合物的结晶态,使水化层黏弹体产生一定的粘接作用,能够有效防止因支撑剂颗粒、支撑剂碎屑及储层粉砂发生运移而引起的油气运移通道堵塞,导流能力显著优于使用纤维和非固化树脂处理的支撑剂充填层的导流能力;

在原料中添加三乙醇胺硼酸酯、高分子表面活性剂、润滑剂,并将其与原料中的成分进行升温反应并混合,能够充分的融合其特性,可帮助减少粉砂运移,进一步提高裂缝导流能力。

最后应说明的是: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,尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,对于本领域的技术人员来说,其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换,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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