CN102220126A

CN102220126A - 一种控水稳油支撑剂的制备方法

Info

Publication number: CN102220126A
Application number: CN2011100982745A
Authority: CN
Inventors: 李小瑞; 薛小佳; 王磊; 辛华; 赵秀波; 李刚辉
Original assignee: Shaanxi University of Science and Technology
Current assignee: Shaanxi University of Science and Technology
Priority date: 2011-04-19
Filing date: 2011-04-19
Publication date: 2011-10-19
Anticipated expiration: 2031-04-19
Also published as: CN102220126B

Abstract

本发明涉及一种控水稳油支撑剂的制备方法，包括如下步骤：(1)制备疏水性聚合物；(2)将制备的疏水性聚合物与经过表面处理的石英砂或陶粒混合，并在一定温度下干燥，使疏水性聚合物在石英砂或陶粒表面固化；(3)经冷却、破碎后得到新型控水稳油支撑剂。本发明制备的支撑剂除了具有对地层的充填和支撑作用外，还具有优良的控水稳油作用。

Description

一种控水稳油支撑剂的制备方法

技术领域

本发明属于油田开采领域中的油、气井支撑剂，特别涉及油田开采领域中的油、气井控水稳油支撑剂的制备方法。

背景技术

随着油气田的的逐步开采，特别是老油田的改造和低渗、超低渗油气田的勘探和开发，压裂是储层改造和增产的主要手段，支撑剂则是压裂施工的关键材料。在压裂过程中使用支撑剂提高岩层空隙率和空隙连通性。支撑剂由压裂液带入并支撑在压裂地层的裂隙中，形成一条用支撑剂支撑的人工裂缝，使裂缝具有高导流能力，从而将油气导入油气井，提高油气产量和延长油井寿命。

但地层中含有杂质的油水混合物长时间在支撑剂支撑的裂缝中流动，会导致地层流体和杂质吸附在支撑剂表面，使孔隙半径逐渐减小，直至孔隙堵塞，裂缝渗透率的下降，则导致支撑剂支撑人工裂缝的导流能力降低，使油气井产量递减快，压后有效期变短。并且在油田开发过程中，不可避免的存在边、底水推进造成水侵的问题，造成个别井层过早水淹和油田综合含水的迅速上升，导致地层能力枯竭，产量和采收率降低。

支撑剂表面的油水浸润性质能够决定其对油和水的导流能力，通过表面改性使的支撑剂表面疏水，可以形成堵水、排油孔道，起到增产稳产的目的。

中国专利CN200810146577.8公开了一种表面改性的支撑剂的制备方法，该专利主要是提高支撑剂耐腐蚀环境，尤其是水的侵蚀的性能及稳定性。刘世恩等报道了一种疏水支撑剂DXL-1(刘世恩，郭红，王冰.疏水支撑DXL-1的研制[J].化学工程与装备，2010，2：39-40.)，即疏水材料与石英砂发生化学作用，形成有机结合体，使包结更稳固、强度更高。李建报道了一种超疏水界面砂(李建.单83块超疏水界面砂防砂堵水技术[J].内江科技，2010，10：91.)，即通过自组装技术将疏水性单体自动组装到砂粒表面，形成单层分子膜；然后分子膜在γ射线作用下进行原位聚合，进而生成具有较大抗压强度和较强疏水性能的界面膜，主要在边底水特稠油油藏同时进行防砂堵水。王建忠等研制一种憎水增油支撑剂(王建忠，王锐，李彦普.憎水憎油型支撑剂研究[J].西南石油大学学报(自然科学版)，2010，32(32)：159-161.)，该支撑剂主要是提高其渗透率。

发明内容

本发明的目的在于为了在油气田的开采中提高裂缝导流能力提供一种具有较强疏水性能，具有较高的导流能力，以及具有良好的化学惰性的控水稳油支撑剂的制备方法。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

1)制备疏水性聚合物：

将二甲基甲酰胺与醋酸丁酯按1∶1的体积比混合得溶液A，在反应器中按质量分数加入40％～50％的苯乙烯、15％～25％的丙烯酸丁酯和30％～40％的溶液A，在80℃下混合均匀得溶液B，将偶氮二异丁腈和二甲基甲酰胺按1∶200的质量比混合得溶液C，然后向溶液B中滴加溶液B质量0.1％～1％的溶液C，在80℃反应5小时后降温出料得到透明粘稠的疏水性聚合物；

或将二甲基甲酰胺与醋酸丁酯按1∶1的体积比混合得溶液A，在反应器中按质量分数加入40％～50％的甲基丙烯酸甲酯，10％～20％的丙烯酸丁酯，1％～10％的甲基丙烯酸六氟丁酯和30％～40％的溶液A，在80℃下混合均匀得溶液B，将偶氮二异丁腈和二甲基甲酰胺按1∶200的质量比混合得溶液C，然后向溶液B中滴加溶液B质量0.1％～1％的溶液C，在85℃反应6小时后降温出料得透明粘稠的疏水性聚合物；

2)使用酸液浸泡支撑剂1～5h，收集支撑剂并用清水冲洗，在120℃烘干24h；

3)将制备的疏水性聚合物使用有机溶剂稀释5～10倍后，并与步骤2)处理后的支撑剂混合，搅拌均匀，常温常压下浸泡5～10h，收集支撑剂，然后在60～80℃烘8～12h，使疏水性物质在支撑剂表面固化；

4)经冷却、破碎后得到控水稳油支撑剂。

所述的酸液采用质量浓度为5％～10％的盐酸溶液。

所述的支撑剂为陶粒或是石英砂。

所述的有机溶剂为四氢呋喃或丙酮。

疏水性聚合物与支撑剂的质量比为1∶20～50。

本发明是用不同疏水聚合物在基体表面固化形成一种疏水膜，疏水膜的厚度可控，制备方法简单，可操作性强。本发明制备的支撑剂除了具有对地层的充填和支撑作用外，还具有优良的控水稳油作用。本发明采用丙烯酸树脂或含氟丙烯酸树脂为疏水聚合物，通过浸渍，使疏水聚合物在支撑剂表面包结固化，具有较大抗压强度和强疏水性能的新型控水稳油支撑剂。由于控水稳油支撑剂具有较强的疏水作用，紧密排列后形成的毛细孔隙产生强大的疏水、阻水作用，因此本发明制备的控水稳油支撑剂除了具有普通支撑剂所具有的对地层的充填和支撑作用外，能使裂缝的渗透率和导流能力保持较长的时间，并且具有优良的控水稳油作用。

具体实施方式

实施例1：

1)制备疏水性聚合物：

将二甲基甲酰胺与醋酸丁酯按1∶1的体积比混合得溶液A，在反应器中按质量分数加入40％的苯乙烯、20％的丙烯酸丁酯和40％的溶液A在80℃下混合均匀得溶液B，将偶氮二异丁腈和二甲基甲酰胺按1∶200的质量比混合得溶液C，然后向溶液B中滴加溶液B质量0.1％的溶液C，在80℃反应5小时后降温出料得到透明粘稠的疏水性聚合物；

2)使用质量浓度为5％的盐酸溶液浸泡支撑剂陶粒5h，收集支撑剂并用清水冲洗，在120℃烘干24h；

3)将制备的疏水性聚合物使用有机溶剂四氢呋喃稀释10倍后，并与步骤2)处理后的支撑剂按疏水性聚合物与支撑剂的质量比为1∶30混合，搅拌均匀，常温常压下浸泡5h，收集支撑剂，然后在8℃烘8h，使疏水性物质在支撑剂表面固化；

4)经冷却、破碎后得到控水稳油支撑剂。

测试该控水稳油支撑剂与水的静态接触角，在25℃下，达到101.2°；在60℃下，达到98.5°。

实施例2：

1)制备疏水性聚合物：

将二甲基甲酰胺与醋酸丁酯按1∶1的体积比混合得溶液A，在反应器中按质量分数加入50％的苯乙烯、15％的丙烯酸丁酯和35％的溶液A在80℃下混合均匀得溶液B，将偶氮二异丁腈和二甲基甲酰胺按1∶200的质量比混合得溶液C，然后向溶液B中滴加溶液B质量0.5％的溶液C，在80℃反应5小时后降温出料得到透明粘稠的疏水性聚合物；

2)使用质量浓度为8％的盐酸溶液浸泡支撑剂石英砂3h，收集支撑剂并用清水冲洗，在120℃烘干24h；

3)将制备的疏水性聚合物使用有机溶剂丙酮稀释5倍后，并与步骤2)处理后的支撑剂按疏水性聚合物与支撑剂的质量比为1∶50混合，搅拌均匀，常温常压下浸泡8h，收集支撑剂，然后在60℃烘12h，使疏水性物质在支撑剂表面固化；

4)经冷却、破碎后得到控水稳油支撑剂。

测试该控水稳油支撑剂与水的静态接触角，在25℃下，达到122.1°；在60℃下，达到110.6°。

实施例3：

1)制备疏水性聚合物：

将二甲基甲酰胺与醋酸丁酯按1∶1的体积比混合得溶液A，在反应器中按质量分数加入45％的苯乙烯、25％的丙烯酸丁酯和30％的溶液A，在80℃下混合均匀得溶液B，将偶氮二异丁腈和二甲基甲酰胺按1∶200的质量比混合得溶液C，然后向溶液B中滴加溶液B质量1％的溶液C，在80℃反应5小时后降温出料得到透明粘稠的疏水性聚合物；

2)使用质量浓度为10％的盐酸溶液浸泡支撑剂陶粒2h，收集支撑剂并用清水冲洗，在120℃烘干24h；

3)将制备的疏水性聚合物使用有机溶剂四氢呋喃稀释8倍后，并与步骤2)处理后的支撑剂按疏水性聚合物与支撑剂的质量比为1∶40混合，搅拌均匀，常温常压下浸泡10h，收集支撑剂，然后在70℃烘10h，使疏水性物质在支撑剂表面固化；

4)经冷却、破碎后得到控水稳油支撑剂。

测试该控水稳油支撑剂与水的静态接触角，在25℃下，达到111.2°；在60℃下，达到104.3°在100℃下，达到99.8°。

实施例4：

1)制备疏水性聚合物：

将二甲基甲酰胺与醋酸丁酯按1∶1的体积比混合得溶液A，在反应器中按质量分数加入40％的甲基丙烯酸甲酯，10％的丙烯酸丁酯，10％的甲基丙烯酸六氟丁酯和40％的溶液A，在80℃下混合均匀得溶液B，将偶氮二异丁腈和二甲基甲酰胺按1∶200的质量比混合得溶液C，然后向溶液B中滴加溶液B质量0.8％的溶液C，在85℃反应6小时后降温出料得透明粘稠的疏水性聚合物；

2)使用质量浓度为7％的盐酸溶液浸泡支撑剂石英砂1h，收集支撑剂并用清水冲洗，在120℃烘干24h；

3)将制备的疏水性聚合物使用有机溶剂丙酮稀释7倍后，并与步骤2)处理后的支撑剂按疏水性聚合物与支撑剂的质量比为1∶20混合，搅拌均匀，常温常压下浸泡7h，收集支撑剂，然后在65℃烘11h，使疏水性物质在支撑剂表面固化；

4)经冷却、破碎后得到控水稳油支撑剂。

测试该控水稳油支撑剂与水的静态接触角，在25℃下，达到134.5°；在60℃下，达到131.1°在100℃下，达到123.6°。

实施例5：

1)制备疏水性聚合物：

将二甲基甲酰胺与醋酸丁酯按1∶1的体积比混合得溶液A，在反应器中按质量分数加入50％的甲基丙烯酸甲酯，19％的丙烯酸丁酯，1％的甲基丙烯酸六氟丁酯和30％的溶液A，在80℃下混合均匀得溶液B，将偶氮二异丁腈和二甲基甲酰胺按1∶200的质量比混合得溶液C，然后向溶液B中滴加溶液B质量0.3％的溶液C，在85℃反应6小时后降温出料得透明粘稠的疏水性聚合物；

2)使用质量浓度为9％的盐酸溶液浸泡支撑剂陶粒5h，收集支撑剂并用清水冲洗，在120℃烘干24h；

3)将制备的疏水性聚合物使用有机溶剂四氢呋喃稀释9倍后，并与步骤2)处理后的支撑剂按疏水性聚合物与支撑剂的质量比为1∶35混合，搅拌均匀，常温常压下浸泡9h，收集支撑剂，然后在75℃烘9h，使疏水性物质在支撑剂表面固化；

4)经冷却、破碎后得到控水稳油支撑剂。

实施例6：

1)制备疏水性聚合物：

将二甲基甲酰胺与醋酸丁酯按1∶1的体积比混合得溶液A，在反应器中按质量分数加入45％的甲基丙烯酸甲酯，20％的丙烯酸丁酯，3％的甲基丙烯酸六氟丁酯和32％的溶液A，在80℃下混合均匀得溶液B，将偶氮二异丁腈和二甲基甲酰胺按1∶200的质量比混合得溶液C，然后向溶液B中滴加溶液B质量0.6％的溶液C，在85℃反应6小时后降温出料得透明粘稠的疏水性聚合物；

2)使用质量浓度为6％的盐酸溶液浸泡支撑剂石英砂3h，收集支撑剂并用清水冲洗，在120℃烘干24h；

3)将制备的疏水性聚合物使用有机溶剂丙酮稀释6倍后，并与步骤2)处理后的支撑剂按疏水性聚合物与支撑剂的质量比为1∶45混合，搅拌均匀，常温常压下浸泡6h，收集支撑剂，然后在60℃烘12h，使疏水性物质在支撑剂表面固化；

4)经冷却、破碎后得到控水稳油支撑剂。

Claims

1.一种控水稳油支撑剂的制备方法，其特征在于包括如下步骤：

1)制备疏水性聚合物：

4)经冷却、破碎后得到控水稳油支撑剂。

2.根据权利要求1所述的控水稳油支撑剂的制备方法，其特征在于：所述的酸液采用质量浓度为5％～10％的盐酸溶液。

3.根据权利要求1所述的控水稳油支撑剂的制备方法，其特征在于：所述的支撑剂为陶粒或是石英砂。

4.根据权利要求1所述的控水稳油支撑剂的制备方法，其特征在于：所述的有机溶剂为四氢呋喃或丙酮。

5.根据权利要求1所述控水稳油支撑剂的制备方法，其特征在于：疏水性聚合物与支撑剂的质量比为1∶20～50。