CN104479148A - 一种水溶性脲酚醛树脂粉末的制备方法及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明属于油田化学技术领域，具体提供了一种水溶性脲酚醛树脂粉末的制备方法，包括如下步骤：1)合成水溶性脲酚醛树脂溶液；2)向水溶性脲酚醛树脂溶液中加入互溶剂，二者体积比为1:0.1～1:0.5，搅拌均匀后放置自然产生沉淀；3)分离出步骤2)中产生的沉淀，将其在60～65℃条件下真空干燥12h，得到水溶性脲酚醛树脂粉末。该水溶性脲酚醛树脂粉末与传统的水溶性脲酚醛树脂溶液相比，便于现场应用、储存及运输；同时，水溶性脲酚醛树脂粉末与阳离子聚丙烯酰胺溶于地层水交联形成的调剖剂具有良好的抗温性、抗盐性和抗剪切性。
Description
技术领域
本发明属于油田化学试剂技术领域，具体涉及一种水溶性脲酚醛树脂粉末的制备方法及其应用。
背景技术
目前，针对矿化度高的油田地层流体，通过对其水源水样分析，表明该油田用水属高矿化度水质，水质中富含Na+、Mg2+、Ca2+等腐蚀性离子，高矿化度的地层流体影响阳离子聚丙烯酰胺的成胶，势必影响调剖质量；因此，需要优选抗盐的调剖交联剂。
而现在常用的抗盐调剖交联剂一般为水溶性脲酚醛树脂溶液，中国专利CN1261474C公开了一种水溶性脲酚醛树脂的制备方法，该发明用甲醛和尿素为原料进行反应，反应时甲醛/尿素的摩尔比为1.75～1.95∶1，用尿素重量的5～12％的氨或胺改性并用尿素重量的10～50％的C≤3的低碳链醇醚化，所用甲醛为液体甲醛；生产过程控制体系的pH值即：甲醛与尿素羟甲基化的pH值为9～10，醚化、缩合的pH值为4～5，反应结束后pH值调整为7～8。然而，该水溶性脲酚醛树脂溶液在长途运输及现场使用方面存在不足，长期存放，在一定的温度下存在后续反应及固化现象，影响调剖效果。
因此，需要选择合适的工艺方法，将水溶性脲酚醛树脂溶液转变为粉末，既保持脲酚醛树脂水溶性，以及与阳离子聚丙烯酰胺的可交联性，又解决水溶性脲酚醛树脂溶液交联剂长途运输、长期存放及现场使用不方便的问题。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术中水溶性脲酚醛树脂溶液交联剂长途运输、长期存放及现场使用不方便的问题。
为此，本发明提供了一种水溶性脲酚醛树脂粉末的制备方法，包括如下步骤：
1)合成水溶性脲酚醛树脂溶液；
2)向水溶性脲酚醛树脂溶液中加入互溶剂，二者体积比为1:0.1～1:0.5，搅拌均匀后放置自然产生沉淀；
3)分离出步骤2)中产生的沉淀，将其在60～65℃条件下真空干燥12h，得到水溶性脲酚醛树脂粉末。
上述步骤2)中水溶性脲酚醛树脂溶液的浓度为50％。
上述步骤2)中互溶剂为异丙醇、丙三醇或乙醇。
上述步骤2)中水溶性脲酚醛树脂溶液与互溶剂的体积比为1:0.3。
另外，本发明还提供了一种水溶性脲酚醛树脂粉末的应用，将制得的水溶性脲酚醛树脂粉末与阳离子聚丙烯酰胺溶于地层水交联形成调剖剂。
上述调剖剂中水溶性脲酚醛树脂粉末质量分数为0.5％，阳离子聚丙烯酰胺的质量分数为0.8％。
上述阳离子聚丙烯酰胺的阳离子度大于10％，分子量大于500万。
本发明的有益效果：
(1)本发明将现有的水溶性脲酚醛树脂溶液转化成水溶性脲酚醛树脂粉末，解决了水溶性脲酚醛树脂溶液在长途运输及现场使用方面存在不足的问题。
(2)本发明制得的这种水溶性脲酚醛树脂粉末具有良好的水溶性和交联性。
(3)本发明制得的水溶性脲酚醛树脂粉末与阳离子聚丙烯酰胺交联制得的调剖剂具有良好的抗温性，抗盐性和抗剪切性，与水溶性脲酚醛树脂溶液交联剂相比，更易控制，现场应用更为简单。
具体实施方式
实施例1：
为了克服现有技术中水溶性脲酚醛树脂溶液交联剂长途运输、长期存放及现场使用不方便的问题，本实施例提供了一种水溶性脲酚醛树脂粉末的制备方法，包括如下步骤：
1)合成水溶性脲酚醛树脂溶液；用液体甲醛和尿素为原料进行反应，反应时甲醛/尿素的摩尔比为1.75～1.95∶1，用尿素重量的5～12％的氨或胺改性，并用尿素重量的10～50％的C≤3的低碳链醇醚化，其中，甲醛与尿素羟甲基化的pH值为9～10，醚化、缩合的pH值为4～5，反应结束后pH值调整为7～8；
2)向水溶性脲酚醛树脂溶液中加入互溶剂，二者体积比为1:0.1～1:0.5，搅拌均匀后放置自然产生沉淀；
3)分离出步骤2)中产生的沉淀，将其在60～65℃条件下真空干燥12h，得到水溶性脲酚醛树脂粉末。
其中，所述步骤2)中水溶性脲酚醛树脂溶液的浓度为50％。
所述步骤2)中互溶剂为异丙醇、丙三醇或乙醇。
所述步骤2)中水溶性脲酚醛树脂溶液与互溶剂的体积比为1:0.3。
本发明将现有的水溶性脲酚醛树脂溶液转化成水溶性脲酚醛树脂粉末，解决了水溶性脲酚醛树脂溶液在长途运输及现场使用方面存在不足的问题。
实施例2：
在实施例1的基础上，本实施例通过优选脲酚醛树脂溶液与互溶剂的配比，提高脲酚醛树脂粉末的收率。
选择50％的脲酚醛树脂溶液与异丙醇体积比分别为1:0.1，1:0.2，1:0.3，1:0.4，1:0.5进行实验，将产生的沉淀分离，在60-65℃条件下烘干，计算水溶性脲酚醛树脂粉末收率，实验数据见表1。
表1：
| 脲酚醛树脂溶液与异丙醇体积比 | 收率，％ |
| 1:0.1 | 31.5 |
| 1:0.2 | 75.8 |
| 1:0.3 | 92.1 |
| 1:0.4 | 92.5 |
| 1:0.5 | 92.7 |
由表1可见，水溶性脲酚醛树脂与异丙醇配比越大，脲酚醛树脂粉末收率越高，水溶性脲酚醛树脂溶液与异丙醇体积比为1:0.3时，脲酚醛树脂粉末收率达到92.1％，继续增加异丙醇的量，水溶性脲酚醛树脂粉末收率变化不大，因此，在制备水溶性脲酚醛树脂粉末时，优选水溶性脲酚醛树脂溶液与异丙醇体积比为1:0.3。
实施例3：
在实施例1的基础上，本实施例提供了一种水溶性脲酚醛树脂粉末的应用，将制得的水溶性脲酚醛树脂粉末与阳离子聚丙烯酰胺溶于地层水交联形成调剖剂。
所述调剖剂中水溶性脲酚醛树脂粉末质量分数为0.5％，阳离子聚丙烯酰胺的质量分数为0.8％。
所述阳离子聚丙烯酰胺的阳离子度大于10％，分子量大于500万。
实施例4：
在实施例3的基础上，进一步说明利用水溶性脲酚醛树脂粉末制得的调剖剂的交联性能。
(1)抗温性能
模拟长庆油田地层温度，选定60℃和70℃两个温度点进行实验，采用BROOKFIELD DV-III ULTRA旋转粘度仪测量其粘度，考察温度对调剖剂成胶实验的影响。选用64号转子，设定转速为1，不同养护时间下调剖剂的粘度见表2。
表2：
如表2所示，70℃下调剖剂48h成胶，60℃下调剖剂60h成胶，通过粘度也可以看出，温度升高有利于成胶，在70℃养护84h后，粘度接近300000mPa·s，第四天继续维持，说明配制的调剖剂抗温性能良好。
(2)抗盐性能
由于长庆油田钙镁离子含量高、矿化度大，选取地层水、20000ppm和30000ppm的氯化钠和氯化镁溶液进行模拟实验，不同养护时间下调剖剂的粘度见表3。
表3:
如表3所示，随着时间的延长，20000ppm和30000ppm的氯化钠和氯化镁溶液中，调剖剂的粘度相对于地层水中有所下降，但仍达到200000mPa·s以上，满足施工要求，说明配制的调剖剂具有良好的抗盐性，抗盐能达到30000ppm。
(3)抗剪切性能
选择上述抗温性能实验中70℃成胶的调剖剂进行实验，采用旋转粘度仪分别测得转速为300rev/min、剪切时间3min和转速为800rev/min、剪切时间10min的粘度，实验数据如表4所示。
表4：
如表4所示，经过一定时间的剪切，调剖剂的粘度保留率仍然很高，说明该调剖剂抗剪切性能良好。
综上所述，该脲酚醛树脂粉末具有良好的水溶性，与阳离子聚丙烯酰胺具有良好的交联性，不仅具有抗温性能，而且具有良好的抗盐性和抗剪切性，成胶强度大于200000mPa·s，抗盐大于30000ppm，耐剪切；与水溶性脲酚醛树脂溶液交联剂相比，更易控制，现场应用更为简单。
以上例举仅仅是对本发明的举例说明，并不构成对本发明的保护范围的限制，凡是与本发明相同或相似的设计均属于本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种水溶性脲酚醛树脂粉末的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
1)合成水溶性脲酚醛树脂溶液；
2)向水溶性脲酚醛树脂溶液中加入互溶剂，二者体积比为1:0.1～1:0.5，搅拌均匀后放置自然产生沉淀；
3)分离出步骤2)中产生的沉淀，将其在60～65℃条件下真空干燥12h，得到水溶性脲酚醛树脂粉末。
2.如权利要求1所述的水溶性脲酚醛树脂粉末的制备方法，其特征在于：所述步骤2)中水溶性脲酚醛树脂溶液的浓度为50％。
3.如权利要求1所述的水溶性脲酚醛树脂粉末的制备方法，其特征在于：所述步骤2)中互溶剂为异丙醇、丙三醇或乙醇。
4.如权利要求1所述的水溶性脲酚醛树脂粉末的制备方法，其特征在于：所述步骤2)中水溶性脲酚醛树脂溶液与互溶剂的体积比为1:0.3。
5.一种水溶性脲酚醛树脂粉末的应用，其特征在于：将制得的水溶性脲酚醛树脂粉末与阳离子聚丙烯酰胺溶于地层水交联形成调剖剂。
6.如权利要求5所述的水溶性脲酚醛树脂粉末的应用，其特征在于：所述调剖剂中水溶性脲酚醛树脂粉末质量分数为0.5％，阳离子聚丙烯酰胺的质量分数为0.8％。
7.如权利要求5所述的水溶性脲酚醛树脂粉末的应用，其特征在于：所述阳离子聚丙烯酰胺的阳离子度大于10％，分子量大于500万。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |