CN104498005B - 一种微米级水膨体混悬液调驱剂及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种微米级水膨体混悬液调驱剂以及制备方法，该调驱剂包括如下重量份数的原料：氯化钙，50～650份；十二烷基三甲基氯化铵，5～20份；二甲基硅油，0.5～1份；微米级水膨体，500～800份；水，1000份。本发明提供的微米级水膨体混悬液调驱剂，在现场使用时没有粉尘产生，对操作人员健康和环境影响较小。利用盐水溶液配制微米级水膨体混悬液调驱剂，成本较用乳液聚合方法得到的现有产品降低24％以上。且本发明兼有沉淀调剖作用。

Description

一种微米级水膨体混悬液调驱剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及油田化学处理剂，尤其涉及一种微米级水膨体混悬液调驱剂及其制备方法。
背景技术
油田直接生产出石油的井称油井。用于向地层注水增加或者稳定油井产量的井称注水井，注入水绝大多数是从油井产出的地层水。由于种种原因，注水开发过程中，水井注入的水沿着窜流通道即大孔道高渗透带，迅速窜流到油井，致使驱油效率低，油井产油少、产水多。
通常采用凝胶类、无机沉淀型、或颗粒型等药剂注入水井，封堵水窜通道，起到堵水和调整吸水剖面即调剖的作用，进而曾将油井产油量。这种措施称为注水井调剖，所用药剂称为调剖剂，如注入的药剂兼有驱油作用，则这种措施称为调驱，所用药剂则称为调驱剂。
水膨体调驱剂也叫水膨体聚合物颗粒，预交联聚合物颗粒，预交联颗粒，聚合物微球等，是油田用量仅次于聚合物的第二大的调驱药剂种类。相关合成方法已有很多研究。主要合成方法为水溶液聚合，即单体在水溶液中聚合，聚合后经过干燥，粉碎，筛分，通常加工成直径0.1～5mm之间的固体颗粒。施工时加入水中或聚合物溶液中，和水或聚合物溶液一同注入地层。
但是，对于某些中低渗透率地层，直径0.1mm～5mm的水膨体相对太大，而需要直径在10μm以下的微米级水膨体。
由于所有的调剖、调驱施工现场都在野外，直径10μm以下的水膨体颗粒干粉在使用时会因刮风而扬起粉尘，即不利于人员健康，也会污染环境；此外受现场条件限制，直径10μm以下水膨体颗粒干粉加入水中时难以搅拌均匀，会有大量肉眼可见的水膨体团块。
为克服以上问题，现有技术通过乳液聚合或分散聚合合成纳米和亚微米级的水膨体混悬液或乳液。采用乳液聚合或分散聚合得到亚微米级水膨体，也叫聚合物微球、微球凝胶、驱油微球、微球调驱剂等等。乳液聚合或分散聚合需要用到有机溶剂，其颗粒直径通常在纳米级到亚微米级，很难得到微米级的颗粒。
发明内容
本发明要解决的问题是提供一种微米级水膨体混悬液调驱剂及其制备方法，克服了现有的微米级水膨体调驱剂在现在应用时，易产生扬尘、难以混配混匀的不足，且兼有沉淀和调剖的作用。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种微米级水膨体混悬液调驱剂，包括如下重量份数的原料，
氯化钙 350～650份；
十二烷基三甲基氯化铵 5～20份；
二甲基硅油 0.5～1份；
微米级水膨体 500～800份；
水 1000份。
水是作为混悬液的基液。
氯化钙为工业级的固体粉末，可市场购得，使用氯化钙主要有三个：①加重水的比重1.3～1.4倍，接近水膨体颗粒的比重，便于配制混悬液产品；②抑制水膨体在水中吸水膨胀，如果没有氯化钙，水膨体加入水中会在3天内吸水膨胀；③氯化钙进入地层后和地层水中的二价阴离子，如硫酸根等形成沉淀，起到沉淀调剖的作用。
十二烷基三甲基氯化铵，也称三甲基十二烷基氯化铵，工业级的固体粉末，市场购得；起分散剂作用，分散水中的水膨体颗粒，便于配制混悬液产品。用十四烷基三甲基氯化铵替代后对产品性能影响不显著。
二甲基硅油，也称聚二甲基硅氧烷，常温时为液体，化学纯，市场购得。起消泡剂作用，防止制备产品及现场应用时产生泡沫。
微米级水膨体，固体粉末，95％以上颗粒直径小于10μm，通常采用雷蒙磨或球磨机将常规水膨体调驱剂粉磨到颗粒直径10μm以下，也可直接向现有水膨体生产厂家定制粉磨到直径10μm以下的水膨体。
在实验室里操作时，可用实验室球磨机将常规水膨体调剖剂粉磨到直径10μm以下。
优选的，所述十二烷基三甲基氯化铵用十四烷基三甲基氯化铵替代。
优选的，水为符合国家标准GB5749-85的自来水、去离子水或蒸馏水中的一种。
优选的，所述微米级水膨体为固体颗粒，且95％以上的颗粒直径小于10μm。
优选的，包括如下重量份数的原料，
氯化钙 500份；
十二烷基三甲基氯化铵 15份；
二甲基硅油 0.8份；
微米级水膨体 600份；
水 1000份。
本发明还提供了一种制备如上所述的微米级水膨体混悬液调驱剂的方法，包括如下步骤，
1)在容器中加入水，开启搅拌，搅拌速度为160～300转/分钟；
2)向容器中加入二甲基硅油，搅拌5～10分钟；
3)向容器中加入十二烷基三甲基氯化铵，搅拌5～10分钟；
4)向容器中缓慢加入氯化钙，以不产生明显粉尘为宜，搅拌15～30分钟；
5)向容器中缓慢加入微米级水膨体，以不产生明显粉尘为宜，搅拌15～30分钟，即得到成品。
容器采用烧杯或混配罐均可。
本发明同时提供了如上所述的微米级水膨体混悬液调驱剂在沉淀调剖中的应用。
本发明具有的优点和积极效果是：
1)本发明提供的微米级水膨体混悬液调驱剂，在现场使用时没有粉尘产生，对操作人员健康和环境影响较小。
2)利用盐水溶液配制微米级水膨体混悬液调驱剂，成本较用乳液聚合方法得到的现有产品降低24％以上。
3)本发明中所用氯化钙在含有二价阴离子的地层中兼有沉淀调剖作用。
具体实施方式
为了使本发明更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例一
一种微米级水膨体混悬液调驱剂，由如下重量的原料组成，
氯化钙 350g；
十二烷基三甲基氯化铵 5g；
二甲基硅油 0.5g；
微米级水膨体 800g；
水 1000g。
水是作为混悬液的基液，为符合国家标准GB5749-85的自来水。
一种制备如上所述的微米级水膨体混悬液调驱剂的方法，包括如下步骤，
1)常温下，向2000mL的烧杯中加入1000g自来水，开启搅拌，搅拌速度为160转/分钟；
2)向烧杯中加入0.5g二甲基硅油，搅拌5分钟；
3)向烧杯中加入5g十二烷基三甲基氯化铵，搅拌5分钟；
4)向烧杯中缓慢加入350g氯化钙，以不产生明显粉尘为宜，搅拌15分钟；
5)向烧杯中缓慢加入800g微米级水膨体，其颗粒直径在10μm以下，以不产生明显粉尘为宜，搅拌15～30分钟，即得到成品。
本实施例的调驱剂可在常温下保存24个月，其成本较乳液聚合方法降低36.0％；将调驱剂加入水中时没有扬尘现象，以60转/分钟的搅拌速度，搅拌1分钟，即可搅拌均匀，无肉眼可见的水膨体团块；将本实施例的调驱剂用大港油田枣园地区地层水，配成质量浓度1％混合液后，能明显看到有白色沉淀产生，显示本实施例的调驱剂兼有沉淀调剖作用。
实施例二
一种微米级水膨体混悬液调驱剂，由如下重量的原料组成，
氯化钙 650g；
十二烷基三甲基氯化铵 20g；
二甲基硅油 1g；
微米级水膨体 500g；
水 1000g。
水是作为混悬液的基液，为符合国家标准GB5749-85的自来水。
一种制备如上所述的微米级水膨体混悬液调驱剂的方法，包括如下步骤，
1)常温下，向2000mL的烧杯中加入1000g自来水，开启搅拌，搅拌速度为200转/分钟；
2)向烧杯中加入1g二甲基硅油，搅拌10分钟；
3)向烧杯中加入20g十二烷基三甲基氯化铵，搅拌10分钟；
4)向烧杯中缓慢加入650g氯化钙，以不产生明显粉尘为宜，搅拌30分钟；
5)向烧杯中缓慢加入500g微米级水膨体，其颗粒直径在6.5μm以下，以不产生明显粉尘为宜，搅拌15～30分钟，即得到成品。
本实施例的调驱剂可在常温下保存24个月，其成本较乳液聚合方法降低24.6％；将调驱剂加入水中时没有扬尘现象，以60转/分钟的搅拌速度，搅拌1分钟，即可搅拌均匀，无肉眼可见的水膨体团块；将本实施例的调驱剂用大港油田枣园地区地层水，配成质量浓度1％混合液后，能明显看到有白色沉淀产生，显示本实施例的调驱剂兼有沉淀调剖作用。
实施例三
一种微米级水膨体混悬液调驱剂，由如下重量的原料组成，
氯化钙 500g；
十二烷基三甲基氯化铵 15g；
二甲基硅油 0.8g；
微米级水膨体 600g；
水 1000g。
水是作为混悬液的基液，为符合国家标准GB5749-85的自来水。
一种制备如上所述的微米级水膨体混悬液调驱剂的方法，包括如下步骤，
1)常温下，向2000mL的烧杯中加入1000g自来水，开启搅拌，搅拌速度为300转/分钟；
2)向烧杯中加入0.8g二甲基硅油，搅拌10分钟；
3)向烧杯中加入15g十二烷基三甲基氯化铵，搅拌10分钟；
4)向烧杯中缓慢加入500g氯化钙，以不产生明显粉尘为宜，搅拌30分钟；
5)向烧杯中缓慢加入600g微米级水膨体，其颗粒直径在6.5μm以下，以不产生明显粉尘为宜，搅拌30分钟，即得到成品。
本实施例的调驱剂可在常温下保存24个月，其成本较乳液聚合方法降低30.5％；将调驱剂加入水中时没有扬尘现象，以60转/分钟的搅拌速度，搅拌1分钟，即可搅拌均匀，无肉眼可见的水膨体团块；将本实施例的调驱剂用大港油田枣园地区地层水，配成质量浓度1％混合液后，能明显看到有白色沉淀产生，显示本实施例的调驱剂兼有沉淀调剖作用。
以上对本发明的实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本专利涵盖范围之内。

Claims (6)

1.一种微米级水膨体混悬液调驱剂，其特征在于：包括如下重量份数的原料，
氯化钙 350～650份；
十二烷基三甲基氯化铵 5～20份；
二甲基硅油 0.5～1份；
微米级水膨体 500～800份；
水 1000份；
所述微米级水膨体为固体颗粒，且95％以上的颗粒直径小于10μm。
2.根据权利要求1所述的微米级水膨体混悬液调驱剂，其特征在于：所述十二烷基三甲基氯化铵用十四烷基三甲基氯化铵替代。
3.根据权利要求1所述的微米级水膨体混悬液调驱剂，其特征在于：水为符合国家标准GB5749-85的自来水、去离子水或蒸馏水中的一种。
4.根据权利要求1所述的微米级水膨体混悬液调驱剂，其特征在于：包括如下重量份数的原料，
氯化钙 500份；
十二烷基三甲基氯化铵 15份；
二甲基硅油 0.8份；
微米级水膨体 600份；
水 1000份。
5.一种制备如权利要求1～4任一项所述的微米级水膨体混悬液调驱剂的方法，其特征在于：包括如下步骤，
1)在容器中加入水，开启搅拌，搅拌速度为160～300转/分钟；
2)向容器中加入二甲基硅油，搅拌5～10分钟；
3)向容器中加入十二烷基三甲基氯化铵，搅拌5～10分钟；
4)向容器中缓慢加入氯化钙，搅拌15～30分钟；
5)向容器中缓慢加入微米级水膨体，搅拌15～30分钟，即得到成品。
6.如权利要求1～4任一项所述的微米级水膨体混悬液调驱剂在沉淀调剖中的应用。
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