CN102382637A

CN102382637A - 水基携带非活性硝酸粉末及其制造方法

Info

Publication number: CN102382637A
Application number: CN2011102400518A
Authority: CN
Inventors: 张海; 陈翔宇; 陈小华; 王铁林; 冯建建; 赵强; 李学军; 陈晃
Original assignee: China Oilfield Services Ltd; China National Offshore Oil Corp CNOOC
Current assignee: China Oilfield Services Ltd; China National Offshore Oil Corp CNOOC
Priority date: 2011-08-19
Filing date: 2011-08-19
Publication date: 2012-03-21
Anticipated expiration: 2031-08-19
Also published as: CN102382637B

Abstract

本发明公开了一种水基携带非活性硝酸粉末及其制造方法，该水基携带非活性硝酸粉末包括非活性硝酸粉末颗粒，其外表面包覆有常温下不溶于水但溶于有机溶剂的包衣材料。制造水基携带非活性硝酸粉末的方法包括步骤1：配置包衣液，即将适量的常温下不溶于水但溶于有机溶剂的包衣材料溶解于有机溶剂中；步骤2：用步骤1制得的所述包衣液对非活性硝酸粉末颗粒进行包衣；以及步骤3：将包衣后的非活性硝酸粉末颗粒干燥，即得所述水基携带非活性硝酸粉末。本发明通过在非活性硝酸粉末颗粒的外表面包覆上常温下不溶于水且能够在非活性硝酸粉末颗粒的表面上形成覆膜的包衣材料，从而实现采用水基作为载体将非活性硝酸粉末挤入地层。

Description

水基携带非活性硝酸粉末及其制造方法

技术领域

本发明涉及一种非硝酸粉末及其制备方法，尤其涉及一种水基携带非活性硝酸粉末及其制备方法。

背景技术

非活性硝酸呈白色粉末，不溶于油基(如脱水原油和柴油等)，而易溶于水；在水中的溶解度随温度升高而增大，可分解出强氧化性的硝酸(HNO₃)。

硝酸粉末酸化技术是20世纪90年代从乌克兰引进的油田增产技术，其原理是将非活性硝酸粉末以原油作载体挤入地层，非活性硝酸粉末富集在地层孔隙中的堵塞物附近或者堆积在地层孔隙中，溶于水后分解出强氧化性的硝酸，从而可解除地层堵塞，或者溶解岩石扩大地层岩石孔隙，从而增大地层流体流向井筒的能力，提高油井产量。这种技术的特点是硝酸和地层岩石矿物(或者油层堵塞物)反应后的反应副产物少、对地层伤害小，油井的增产效果明显；但是，该技术也存在一些缺点，例如用原油或者柴油携带，导致增产作业的化学药剂成本较高；又例如由于原油或者柴油属于易燃易爆危险品，用它携带固体硝酸粉末，导致现场作业的作业安全风险较大。

因此，有必要提供一种携带液体成本低、现场作业使用安全的方便的非活性硝酸粉末。

发明内容

本发明的一个目的在于提供一种用水基作为载体即可挤入地层的水基携带非活性硝酸粉末。

本发明所述的水基携带非活性硝酸粉末包括：非活性硝酸粉末颗粒，在所述非活性硝酸粉末颗粒的外表面包覆有常温下不溶于水但溶于有机溶剂的包衣材料，所述包衣材料包括如下组分：10重量份的硬脂酸或其盐、10～21重量份的聚丙烯酸树脂以及10～30重量份的达玛树脂。

所述硬脂酸或其盐可选自硬脂酸、硬脂酸钠或硬脂酸镁等，优选硬脂酸。所述硬脂酸的化学名称为十八烷酸，其纯品为白色略带光泽的蜡状小片结晶体。熔点为56℃-69.6℃，不溶于水，溶于乙醇、苯、甲苯、热乙醇、丙酮、乙醚、氯仿、四氯化碳、二氧化硫、三氯甲烷、醋酸戊酯等。

所述聚丙烯酸树脂可选自聚丙烯酸树脂II、聚丙烯酸树脂III或聚丙烯酸树脂IV等，优选聚丙烯酸树脂II。所述聚丙烯酸树脂II为甲基丙烯酸与甲基丙烯酸甲酯以50∶50的比例共聚而得；为白色条状物或粉末；不溶于水，溶于极性有机溶剂如乙醇、异丙醇等。

所述达玛树脂是产于东南亚一带的一种龙脑香料植物的分泌物，外观呈透明淡黄至琥珀色的粒状体，其熔点为95℃～120℃，不溶于水，溶于乙醇、乙醚、苯、甲苯、精油、石油醚和四氯化碳等。所述达玛树脂可对包衣材料的熔点起到调节作用，使所述包衣材料适于在地层温度下融化。

所述包衣材料的各组分的重量份数优选为：10重量份的硬脂酸或其盐、15～20重量份的聚丙烯酸树脂以及10～26重量份的达玛树脂。

所述包衣材料进一步包括2～20重量份的下述材料中的至少一种：柠檬酸三乙酯(TEC)、邻苯二甲酸二辛酯(DOP)、邻苯二甲酸二丁酯(DBP)；所述材料的重量份数优选为2～12重量份，所述材料优选为柠檬酸三乙酯(TEC)。由于柠檬酸三乙酯溶解能力强且与许多树脂有良好的相容性，添加柠檬酸三乙酯可对本发明的包衣材料起到增塑的作用，使包衣效果更好。

所述有机溶剂包括甲苯、二甲苯、乙醇或乙二醇等，优选为乙醇。

本发明的另一目的在于提供一种水基携带非活性硝酸粉末的制造方法。

本发明所述的水基携带非活性硝酸粉末的制造方法包括如下步骤：

步骤1：配置包衣液，即将适量的常温下不溶于水但溶于有机溶剂的包衣材料溶解于有机溶剂中；

步骤2：用步骤1制得的所述包衣液对非活性硝酸粉末颗粒进行包衣；以及

步骤3：将包衣后的非活性硝酸粉末颗粒干燥，即得所述水基携带非活性硝酸粉末；

其中，所述包衣材料包括如下组分：10重量份的硬脂酸或其盐、10～21重量份的聚丙烯酸树脂以及10～30重量份的达玛树脂。

所述硬脂酸或其盐可选自硬脂酸、硬脂酸钠或脂酸镁等，优选硬脂酸；所述聚丙烯酸树脂可选自聚丙烯酸树脂II、聚丙烯酸树脂III或聚丙烯酸树脂IV等，优选聚丙烯酸树脂II。所述包衣材料的各组分的重量份数优选为：10重量份的硬脂酸或其盐、15～20重量份的聚丙烯酸树脂以及10～26重量份的达玛树脂。所述包衣材料进一步包括2～20重量份的下述材料中的至少一种：柠檬酸三乙酯(TEC)、邻苯二甲酸二辛酯(DOP)、邻苯二甲酸二丁酯(DBP)；所述材料的重量份数优选为2～12重量份，所述材料优选为柠檬酸三乙酯(TEC)。

步骤1中，所配置的包衣液的量优选为所述非活性硝酸粉末用量的1～3倍(重量比)。所述有机溶剂包括甲苯、二甲苯、乙醇或乙二醇等，优选为乙醇。所述有机溶剂的用量为5～20重量份，优选为6～18重量份。

步骤2中，所述进行包衣的具体方法包括：首先将所述非活性硝酸粉末颗粒投入到包衣机中，开启空气加热设备和空气压缩机，进行预干燥，风机频率控制在18～22HZ，进风温度控制在50～60℃；待非活性硝酸粉末颗粒完全干燥后，将步骤1中配置好的包衣液通过喷枪喷入包衣机内，并开启包衣机的进液蠕动泵，控制转速为6～10转/分钟，包衣液通过包衣机底部的喷嘴喷涂到非活性硝酸粉末颗粒表面形成包衣层；包衣后的非活性硝酸粉末颗粒被气流吹离喷嘴，向上进入包衣室，在包衣室内由于溶剂的挥发、熔融物的冷却，包衣层固化；包衣层固化后的非活性硝酸粉末颗粒从包衣室的顶部离开并随气流回落到包衣机的底部，然后再次喷涂、上升。这一过程经多次循环，直至包衣层达到所需的厚度为止。

步骤3中，将步骤2制得的包衣后的非活性硝酸粉末颗粒置于干燥机内进行干燥，干燥温度为50～60℃，风机转速为6～10转/分钟，风机频率控制在20Hz以内，待非活性硝酸粉末颗粒干燥至恒重即可。

本发明通过在非活性硝酸粉末颗粒的外部包覆上在常温下不溶于水且能够在非活性硝酸粉末颗粒的表面上形成覆膜的包衣材料，从而实现了采用水基作为载体将非活性硝酸粉末挤入地层。本发明的生产工艺简单，成本低，而且也大大降低了将非活性硝酸粉末挤入地层的安全风险。

附图说明：

图1所示为本发明的水基携带非活性硝酸粉末的制造方法中包衣工艺的流程简图。

具体实施方式

以下将以实施例的方式对本发明做出进一步的详细描述，但以下实施例仅为示例，并非用以限定本发明。

下述实施例中的各组分原料均可由市售获得。

实施例1：

本发明实施例1的水基携带非活性硝酸粉末的制造方法具体按照如下步骤进行：

步骤1：配制包衣液，即将10重量份的硬脂酸、12重量份聚丙烯酸树脂II、14重量份的达玛树脂，在60转/分钟的搅拌速度下，分批、逐渐溶解于有机溶剂(10.5重量份的乙醇)中；

步骤2：将26重量份的水溶性的非活性硝酸粉末颗粒投入到包衣机中进行包衣。

包衣的具体工艺流程如图1所示。首先将所述非活性硝酸粉末颗粒投入到包衣机中，开启空气加热设备和空气压缩机，进行预干燥，风机频率控制在20HZ，进风温度控制在50℃；待非活性硝酸粉末颗粒完全干燥后，将步骤1中配置好的包衣液通过喷枪喷入包衣机内，并开启包衣机的进液蠕动泵，控制转速为10转/分钟，包衣液通过包衣机底部的喷嘴喷涂到非活性硝酸粉末颗粒表面形成包衣层；包衣后的非活性硝酸粉末颗粒被气流吹离喷嘴，向上进入包衣室，在包衣室内，由于溶剂的挥发、熔融物的冷却，包衣层固化；包衣层固化后的非活性硝酸粉末颗粒从包衣室的顶部离开并随气流回落到包衣机的底部，然后再次喷涂、上升。这一过程经过多次循环，直至包衣层达到所需的厚度为止。

步骤3：将被包衣后的非活性硝酸粉末颗粒送进胶囊干燥机里进行干燥，保持干燥温度为50℃，风机转速为6转/分钟，风机频率控制在20Hz以内，干燥至恒重，得到包覆有包衣材料的水基携带非活性硝酸粉末。

通过上述方法得到的包覆有包衣材料的水基携带非活性硝酸粉末是外观为白色的分散性颗粒，硝酸的有效含量约为44.8％，在常温下投入水中不溶解，不会释放出硝酸，从而可以采用水基作为载体将其挤入地层。在地层温度达到60℃后，包衣材料逐渐融化，从而使水溶性固体硝酸粉末释放并溶解到水基中，从而分解出强氧化性的硝酸，以发挥解除地层堵塞、增加油井产量的作用。

表1实施例1的水基携带非活性硝酸粉末的释放率实验

实施例2：

本发明实施例2的水基携带非活性硝酸粉末的制造方法具体按照如下步骤进行：

步骤1：配制包衣液，即将10重量份的硬脂酸、15重量份的聚丙烯酸树脂II、11重量份的达玛树脂以及4重量份的柠檬酸三乙酯，在60转/分钟的搅拌速度下，分批、逐渐溶解于有机溶剂(9.5重量份的乙醇)中；

步骤2：将33重量份的水溶性的非活性硝酸粉末颗粒投入到包衣机中进行包衣，具体工艺与实施例1相同；

通过上述方法得到的包覆有包衣材料的水基携带非活性硝酸粉末是外观为白色的分散性颗粒，硝酸的有效含量约为45％，在常温下投入水中不溶解，不会释放出硝酸，从而可以采用水基作为载体将其挤入地层。在地层温度达到60℃后，包衣材料逐渐融化，从而使水溶性固体硝酸粉末释放并溶解到水基中，从而分解出强氧化性的硝酸，以发挥解除地层堵塞、增加油井产量的作用。

表2实施例2的水基携带非活性硝酸粉末的释放率实验

实施例3：

本发明实施例3的水基携带非活性硝酸粉末的制造方法具体按照如下步骤进行：

步骤1：配制包衣液，即将10重量份的硬脂酸、17重量份的聚丙烯酸树脂II、18重量份的达玛树脂、3重量份的柠檬酸三乙酯，在60转/分钟的搅拌速度下，分批、逐渐溶解于有机溶剂(15重量份的甲苯)中；

步骤2：将25重量份的水溶性的非活性硝酸粉末颗粒投入到包衣机中进行包衣，具体工艺与实施例1相同；

通过上述方法得到的包覆有包衣材料的水基携带非活性硝酸粉末是外观为白色的分散性颗粒，硝酸的有效含量约为47％，在常温下投入水中不溶解，不会释放出硝酸，从而可以采用水基作为载体将其挤入地层。在地层温度达到60℃后，包衣材料逐渐融化，从而使水溶性固体硝酸粉末释放并溶解到水基中，从而分解出强氧化性的硝酸，以发挥解除地层堵塞、增加油井产量的作用。

表3实施例3的水基携带非活性硝酸粉末的释放率实验

实施例4：

本发明实施例4的水基携带非活性硝酸粉末的制造方法具体按照如下步骤进行：

步骤1：配制包衣液，即将10重量份的硬脂酸钠、21重量份的聚丙烯酸树脂III、10重量份的达玛树脂、2重量份的邻苯二甲酸二辛酯，在60转/分钟的搅拌速度下，分批、逐渐溶解于有机溶剂(5重量份的乙醇)中；

步骤2：将16重量份的水溶性的非活性硝酸粉末颗粒投入到包衣机中进行包衣，具体工艺与实施例1相同；

步骤3亦与实施例1相同，得到包覆有包衣材料的水基携带非活性硝酸粉末，其外观为白色的分散性颗粒，硝酸的有效含量约为46％，常温下不溶于水，从而可以采用水基作为载体将其挤入地层。当地层温度达到60℃后，包衣材料逐渐融化，从而使水溶性固体硝酸粉末释放并溶解到水基中以分解出强氧化性的硝酸，以发挥解除地层堵塞、增加油井产量的作用。

实施例5：

本发明实施例5的水基携带非活性硝酸粉末的制造方法具体按照如下步骤进行：

步骤1：配制包衣液，即将10重量份的硬脂酸镁、10重量份的聚丙烯酸树脂IV、30重量份的达玛树脂、20重量份的邻苯二甲酸二丁酯，在60转/分钟的搅拌速度下，分批、逐渐溶解于有机溶剂(20重量份的甲苯)中；

步骤2：将80重量份的水溶性的非活性硝酸粉末颗粒投入到包衣机中进行包衣，具体工艺与实施例1相同；

综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围，因此，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。

Claims

1.一种水基携带非活性硝酸粉末，包括非活性硝酸粉末颗粒，其中所述非活性硝酸粉末颗粒的外表面包覆有常温下不溶于水但溶于有机溶剂的包衣材料，所述包衣材料包括如下组分：10重量份的硬脂酸或其盐、10～21重量份的聚丙烯酸树脂以及10～30重量份的达玛树脂。

2.如权利要求1所述的水基携带非活性硝酸粉末，其中所述硬脂酸或其盐选自硬脂酸、硬脂酸钠或硬脂酸镁；所述聚丙烯酸树脂选自聚丙烯酸树脂II、聚丙烯酸树脂III或聚丙烯酸树脂IV。

3.如权利要求1所述的水基携带非活性硝酸粉末，其中所述包衣材料包括10重量份的硬脂酸或其盐、15～20重量份的聚丙烯酸树脂以及10～26重量份的达玛树脂。

4.如权利要求1所述的水基携带非活性硝酸粉末，其中所述包衣材料包括10重量份的硬脂酸、15～20重量份的聚丙烯酸树脂II以及10～26重量份的达玛树脂。

5.如权利要求1所述的水基携带非活性硝酸粉末，其中所述包衣材料进一步包括2～20重量份的下述材料中的至少一种：柠檬酸三乙酯、邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二丁酯。

6.如权利要求5所述的水基携带非活性硝酸粉末，其中所述包衣材料进一步包括2～12重量份的柠檬酸三乙酯。

7.一种制造水基携带非活性硝酸粉末的方法，其包括如下步骤：

8.如权利要求7所述的方法，其中步骤1中所配置的包衣液的量为所述非活性硝酸粉末用量的1～3倍(重量比)；所述有机溶剂包括甲苯、二甲苯、乙醇或乙二醇，其用量为5～20重量份，优选为6～18重量份。

9.如权利要求7所述的方法，其中步骤2中所述进行包衣的具体方法包括：首先将所述非活性硝酸粉末颗粒投入到包衣机中，开启空气加热设备和空气压缩机，进行预干燥，风机频率控制在18～22HZ，进风温度控制在50～60℃；待所述非活性硝酸粉末颗粒完全干燥后，将步骤1中配置好的包衣液通过喷枪喷入所述包衣机内，并开启所述包衣机的进液蠕动泵，控制转速为6～10转/分钟，所述包衣液通过所述包衣机底部的喷嘴喷涂到所述非活性硝酸粉末颗粒表面形成包衣层；包衣后的非活性硝酸粉末颗粒被气流吹离喷嘴，向上进入包衣室，在所述包衣室内，由于溶剂的挥发、熔融物的冷却，使所述包衣层固化；包衣层固化后的非活性硝酸粉末颗粒从所述包衣室的顶部离开并随气流回落到所述包衣机的底部，然后再次喷涂、上升；这一过程经多次循环，直至所述包衣层达到所需的厚度为止。

10.如权利要求7所述的方法，其中步骤3中将所述包衣后的非活性硝酸粉末颗粒置于干燥机内进行干燥，干燥温度为50～60℃，风机转速为6～10转/分钟，风机频率控制在20Hz以内，待所述非活性硝酸粉末颗粒干燥至恒重即可。