一种页岩油基岩屑资源化调剖剂及其制备方法与应用与流程

文档序号:43716490发布日期:2025-11-12 18:50阅读:27来源:国知局

本发明申请涉及油田化学品、油田开发与固废资源化,尤其涉及一种页岩油基岩屑资源化调剖剂及其制备方法与应用。


背景技术:

1、随着页岩油开采规模的不断扩大,开采过程中产生的页岩油基岩屑排放量呈爆发式增长,单口页岩油井产生的油基岩屑量可达800-1500吨,大规模开发背景下,岩屑的环保处理已成为制约行业发展的关键瓶颈。目前,行业内针对页岩油基岩屑的主流处理方式集中于焚烧与热解,然而这两种方式均存在严重的环境危害与资源浪费问题,且尚未有技术将其应用于油田调剖领域。

2、从焚烧处理方式来看,页岩油基岩屑中含有的重质油分、有机添加剂在高温焚烧过程中,会释放出大量含硫氧化物、氮氧化物、二噁英等有毒有害气体。其中,二噁英类物质具有强致癌性与生物累积性,即使微量排放也会长期留存于大气环境中,通过呼吸、食物链等途径危害人体健康;同时,焚烧产生的灰渣中仍残留重金属(如铬、铅、汞等)与未燃尽油分,若直接填埋,易随雨水渗透至土壤深层,造成土壤重金属污染与地下水系油类污染,破坏周边生态系统平衡,且焚烧过程需消耗大量能源,不符合绿色低碳发展需求。

3、而热解处理方式,虽相较于焚烧能回收部分油气资源,但热解过程需在高温(通常300-600℃)、密闭条件下进行,设备投资成本高且运行能耗大;热解产物中除油气外,还会产生含油焦渣与酸性废水,焦渣需进一步处理才能达标排放,酸性废水若未经深度处理直接排放,会腐蚀土壤结构、酸化水体,导致周边植被枯萎、水生生物死亡;此外,热解过程中若操作控制不当,易出现局部过热导致的有机污染物裂解不完全,产生苯并芘等多环芳烃类有毒物质,同样存在严重的环境风险,且热解处理仅能实现岩屑的部分资源回收,无法充分发挥其源自地层、与地层配伍性良好的特性,资源利用率较低。

4、与此同时,油藏注水开发过程中,高渗透储层因孔隙结构发育、渗透率高,易出现注水窜流现象。注入水未经有效驱替原油便沿高渗透通道快速窜至生产井,导致原油采收率大幅降低,亟需通过调剖技术封堵高渗透通道、改善注水剖面。当前行业内使用的调剖剂多以传统化工原料(如聚合物、无机凝胶等)制备,一方面原料采购成本高,增加油田开发经济负担;另一方面,此类调剖剂与地层岩性的配伍性较差,易出现封堵失效、调剖有效期短等问题,且无法与页岩油基岩屑的处理需求相结合,未能实现“以废治废”的循环经济模式。

5、所以,现有页岩油基岩屑的焚烧、热解处理方式存在严重环境危害,且行业内尚未将其应用于调剖领域;同时传统调剖剂成本高、配伍性差,难以兼顾岩屑环保处理与油藏高效开发的双重需求。

6、因此,开发一种能将页岩油基岩屑高效崩解为适应储层空隙特点的级配颗粒、混合体系粘度,密度可控的资源化调剖剂,实现危废资源化利用与油田调剖增效的双重目标,成为当前亟待解决的关键技术难题。


技术实现思路

1、本技术实施例通过提供一种页岩油基岩屑资源化调剖剂及其制备方法与应用,发明一种油基岩屑的处理方法,将危废处理和油田开发结合的技术。本发明实现了将油基岩屑处理成级配颗粒体系,现场施工时通过调节加水比例,使其产生不同的粘度和密度,能够适应不同储层渗透率油藏的目的。

2、第一方面,按重量百分比表示,由以下组分试剂组成:钠盐5-10%、烷基氯化铵15-20%、非离子表面活性剂15-25%、粘弹性表面活性剂15-20%、水20-30%、乙醇10-15%。

3、结合第一方面,在一种可能实现的方式中,所述钠盐为三聚磷酸钠、偏硅酸钠、碳酸钠的混合物;所述三聚磷酸钠、所述偏硅酸钠以及所述碳酸钠的混合物的质量比为2:2:1。

4、结合第一方面,在一种可能实现的方式中,所述烷基氯化铵为十二烷基二甲基苄基氯化铵和十八烷基胺聚氧乙烯醚季铵盐的混合物,所述十二烷基二甲基苄基氯化铵占总重量的9%、十八烷基胺聚氧乙烯醚季铵盐占总重量的6%。

5、结合第一方面,在一种可能实现的方式中,所述非离子表面活性剂为脂肪醇聚氧乙烯醚、脂肪酸聚氧乙烯酯和乙醇的混合物,所述脂肪醇聚氧乙烯醚与所述脂肪酸聚氧乙烯酯的总浓度在6000-10000ppm范围内,所述脂肪醇聚氧乙烯醚与乙醇的质量比为1:1,所述脂肪酸聚氧乙烯酯与乙醇的质量比为3:1或4:1。

6、结合第一方面,在一种可能实现的方式中,所述非离子表面活性剂中脂肪醇聚氧乙烯醚与脂肪酸聚氧乙烯酯的重量比为1:1。

7、结合第一方面,在一种可能实现的方式中,所述粘弹性表面活性剂由十八烷基胺与聚氧乙烯类物质按质量比1:2制成,其中所述十八烷基胺为n-十八烷基-1,3丙二胺,所述聚氧乙烯类物质为聚氧乙烯异氰酸酯。

8、第二方面,本技术实施例提供了一种上述第一方面或者第一方面任意一种可能的实现方式页岩油基岩屑资源化调剖剂的制备方法,包括:

9、称取各组分试剂,开启搅拌釜,先加入水,再加入钠盐搅拌溶解,随后加入烷基氯化铵、非离子表面活性剂、乙醇并搅拌均匀,接着加入粘弹性表面活性剂,继续搅拌均匀后出料,各组分试剂按重量百分比表示包括钠盐8%、烷基氯化铵18%、非离子表面活性剂20%、粘弹性表面活性剂18%、水25%、乙醇11%;

10、所述调剖剂的制备过程包括:将预先制备的钠盐溶液、表面活性剂溶液、粘弹性表面活性剂溶液,与烷基氯化铵、水依次混合;其中,物料添加顺序为:先加入表面活性剂溶液,再加入粘弹性表面活性剂溶液,接着加入烷基氯化铵,随后加入钠盐溶液,最后加入水。

11、结合第二方面,在一种可能实现的方式中,所述钠盐在水中的溶解顺序为:先加入足量的水溶解偏硅酸钠,再溶解三聚磷酸钠,最后溶解碳酸钠,且加入的水量为钠盐质量的2-3倍,使溶液质量分数为25-33%,溶解完成后继续搅拌2-3h,出料温度控制在25-40℃。

12、结合第二方面,在一种可能的实现方式中,所述粘弹性表面活性剂的制备过程包括:

13、步骤1:将十八烷基胺与聚氧乙烯异氰酸酯分别进行脱水处理,在真空度0.08-0.1mpa、温度80-100℃的情况下干燥2-3小时,去除原料中的水分;所述聚氧乙烯异氰酸酯的数均分子量为500-1000;

14、步骤2:将n,n-二甲基甲酰胺与甲苯按体积比1:2混合,得到混合溶剂,所述混合溶剂的用量为十八烷基胺与聚氧乙烯异氰酸酯总质量的1-2倍;

15、步骤3:将脱水后的十八烷基胺与聚氧乙烯异氰酸酯按质量比1:2加入反应釜,再加入混合溶剂,在氮气保护下,控制反应温度为0-25℃,搅拌速率为200-300rpm,反应2-4小时;

16、步骤4:在步骤3的反应体系中加入醋酸钯催化剂,所述醋酸钯催化剂的加入量为十八烷基胺与聚氧乙烯异氰酸酯总质量的0.01-0.03%,升温至60-75℃,保持搅拌速率200-300rpm,继续反应4-6小时;

17、步骤5:反应结束后,在真空度0.08-0.1mpa、温度70-90℃下蒸馏,去除混合溶剂,得到粘弹性表面活性剂粗品;将所述粘弹性表面活性剂粗品与乙醇按质量比1:1混合,搅拌均匀,得到所述粘弹性表面活性剂。

18、第三方面,本技术实施例提供了一种上述第一方面或者第一方面任意一种可能的实现方式页岩油基岩屑资源化调剖剂在油藏注水开发调剖中的应用,针对高渗透储层,所述调剖剂与水的比例为1:0.6,调剖液密度为1.44g/ml,粘度为35-55mpa.s;针对低渗透储层,所述调剖剂与水的比例为1:1.8,调剖液密度为1.23g/ml,粘度为15-25mpa.s,所述调剖剂用于将页岩油基岩屑崩解分散为1-100µm的级配颗粒。

19、本技术实施例中提供的一个或多个技术方案,至少具有如下技术效果或优点:

20、本技术实施例提供了一种页岩油基岩屑资源化调剖剂及其制备方法与应用,通过将调剖剂按重量百分比计,由钠盐5-10%、烷基氯化铵15-20%、非离子表面活性剂15-25%、粘弹性表面活性剂15-20%、水20-30%、乙醇10-15%组成。可将页岩油基岩屑崩解分散为1-100µm的级配颗粒,与岩屑按预设比例混合后,在25℃、剪切速率100条件下,用旋转粘度计测得的表观粘度为50-100mpa•s。其制备采用分步溶解与特定顺序复配工艺,针对高渗透储层按1:0.6与水混合,低渗透储层按1:1.8混合,能有效封堵地层孔道,实现页岩油基岩屑的资源化利用,适用于页岩油藏注水开发调剖。

当前第1页1 2 
网友询问留言 留言:0条
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!