CN104673260B - 可交联堵水调剖剂及其制备方法与应用 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种可交联堵水调剖剂及其制备方法与应用，所述可交联堵水剂由胶团颗粒与交联剂、引发剂及水配制而成；其中所述胶团颗粒是由从聚合物驱注入井返出物中分离出的聚合物团块制成的，其成分包括原油4～9％、HPAM 7.5～9％、CaCO₃0.4～0.5％、MgCO₃ 0.4～0.6％、Fe₂O₃ 0.9～1.1％、硅酸盐3.1～3.2％及余量的水；所述可交联堵水调剖剂可用于堵水或调剖，突破压力梯度大，封堵率强，抗剪切性强，热稳定性高。本发明可将聚合物驱注入井返出物回收重新利用，减少对环境的污染，工艺过程简单，处理速度快，避免回注过程中引起堵塞，且以较低成本制得可交联堵水调剖剂。

Description

可交联堵水调剖剂及其制备方法与应用

技术领域

本发明涉及一种可交联堵水调剖剂及其制备方法与应用，具体是指一种利用聚合物驱注入井返出物配制的可交联堵水调剖剂及其制备方法与应用，属于油田化学工程领域。

背景技术

聚合物驱注入井在修井作业中洗井和冲砂时，返出大量聚合物溶液，且返出物粘稠，静置放置一段时间后粘度增大，并且成片，呈胶冻状，难以处理。针对此问题，目前主要采用在冲砂池内添加降解化学药剂的办法处理，处理后的返出物溶液粘度降低，不成片交联，可以通过泵罐回收，回注地层。但是，经过处理后，仍存在部分强度较大的固体状白色胶体，随着聚合物驱不断扩大试验，作业处理后的白色胶体数量增大，如果还采用回注的方式处理，将导致堵塞油层，严重者造成注水井报废。

目前对聚合物驱注入井返出物的处理技术中，大多数的研究集中在这种返出物在注入井的堵塞问题上。相关技术诸如：“SZ36-1油田缔合聚合物驱堵塞物形成机理分析”(宋爱莉等，《石油钻采工艺》，2011年1月第1期)；“注聚合物井堵塞原因和解堵技术”(孟向丽等，《石油钻采工艺》，2011年5月第3期)；“浅谈聚合物驱堵塞井治理”(陈祥，《企业技术开发》，2010年9月第18期)等。注聚合物井堵塞现象的成因有多种，针对这些成因，各大油田纷纷采取的解堵方法，概括起来大致有如下四种：

1、采取重新射孔的方法：即对注聚合物井的堵塞层段进行重新射孔。美国WarrenMckee油田的几口注聚合物井在注入压力升高，注入量减少到无法注入时，采取了该方法。他们选择在每英尺范围内追加两孔，再用15％浓度的盐酸进一步做了处理，结果注入量比之前提高了18％，证明在堵塞层段重新射孔具有一定效果。但重新射孔会对注入井本身结构造成影响，不可久用，且成本相对较高。

2、采取压裂的方法：即把近井地层压裂，然后用压裂砂支撑，可以提高近井地层的孔隙渗透能力。采用该方法起始阶段效果明显，注入压力大幅下降，注入量大幅提升。然而，井底、炮眼和近井地层的聚合物凝胶团块不是固定不动的，它是具有弹性的颗粒状流动体，极易伴随聚合物溶液进入压开的裂缝，造成再次堵塞现象。采取压裂的方法有效持续的时间短，破坏井身结构，同时沉积在井底的压裂砂会使注入阻力增加，成本较高。

3、采取重新注水的方法：即当注聚合物井注入压力临近破裂压力无法再注入时，进行重新注水。用水来冲刷井底、炮眼和近井地层的堵塞物，注水压力降低后再重新注入聚丙烯酰胺(HPAM)，此种方法相对比较适用，经常应用，但注入效果有局限。

4、采取化学解堵的方法：化学解堵是实践当中最常用的解堵方法。主要采用多组分的复合化学解堵剂进行解堵，以强氧化剂为主，还包括促进剂、缓蚀剂、复合酸和油层保护剂等。其作用原理是利用氧化剂迅速降解交联的聚合物凝胶团块，消灭分解微生物及代谢产物，溶解硫化铁和粘土矿物等，将大颗粒凝胶团块降解为小碎片和溶液，随注入的流体一道进入地层深处，从而疏通炮眼和近井地带的地层孔道，达到解堵目的。相关技术诸如：“一种用于解除聚表剂驱堵塞的新型复合表面活性降解剂”(CN101550333A，李福军曹广胜等)。但此类方法工艺过程相对较复杂，成本较高。

发明内容

本发明的一个目的在于提供一种可交联堵水调剖剂，使该调剖剂能够以极低的价格获得并且还具有良好的性能。

本发明的另一个目的在于提供一种可交联堵水调剖剂的制备方法，该方法能够回收聚合物驱注入井返出物中的聚合物团块并可用于制备可交联堵水调剖剂，使返出液中的聚合物团块被处理制成能够回注地层的可交联堵水调剖剂，以实现废物利用，减少对环境污染，并以较低成本制得可交联堵水调剖剂。

本发明的再一目的在于提供所述的可交联堵水调剖剂的应用。

为了实现上述目的，本发明提供一种可交联堵水调剖剂，其由胶团颗粒与交联剂、引发剂及水配制而成；以可交联堵水调剖剂的总重量为100％计，胶团颗粒用量5～15wt％，交联剂用量0.1～0.5wt％、引发剂用量0.2～0.8wt％；其中所述胶团颗粒是由从聚合物驱注入井返出物中分离出的聚合物团块制成的，以胶团颗粒重量为100％计，其成分包括原油4～9％、HPAM 7.5～9％、CaCO₃0.4～0.5％、MgCO₃0.4～0.6％、Fe₂O₃0.9～1.1％、硅酸盐3.1～3.2％及余量的水。优选胶团颗粒的粒径小于1mm。

根据本发明的具体实施方式，本发明所述的可交联堵水调剖剂中，所述交联剂为重铬酸钾、所述引发剂为亚硫酸钠。优选配制可交联堵水调剖剂的水的矿化度为2000～3000mg/L。

尽管本发明中所述的胶团颗粒化学成分复杂，但本发明意外的发现由其所制备得到的可交联堵水调剖剂具有良好的性能，这可能是由胶团颗粒中的化学成分共同作用所产生。在本发明的一具体实施例中，通过岩芯实验证实了本发明的可交联堵水调剖剂随着注入量的增加，突破压力梯度显著增强，最大可达113.1MPa/m；本发明的可交联堵水调剖剂的封堵率在注入0.3PV时即可达到约70％，在注入0.6PV时即可达到约100％，因此本发明的可交联堵水调剖剂具有良好的封堵率；此外本发明的可交联堵水调剖剂具有良好的抗剪切性能以及热稳定性。

根据本发明的具体实施方式，本发明所述的可交联堵水调剖剂中，所述的返出物为来自正在进行冲砂洗井作业的返出物或是来自采用立式搅拌切割回收泵处理已排放到冲砂池中的注入井返出物后得到的返出物。

根据本发明的具体实施方式，本发明所述的可交联堵水调剖剂中，胶团颗粒是利用一种聚合物驱注入井返出物回收处理装置回收聚合物驱注入井返出物并分离出其中的聚合物团块制成的胶团颗粒，所述聚合物驱注入井返出物回收处理装置包括能自由移动的底座，所述底座上固定设置依次连通的粗分离装置、卧式切割泵、胶体磨和储集罐；所述粗分离装置、所述卧式切割泵和所述胶体磨均具有进料口和出料口，所述胶体磨的出料口与所述储集罐连接；利用粗分离装置对聚合物驱注入井返出物进行粗分离，分离出的聚合物团块经卧式切割泵进行切割，并经胶体磨进行研磨制成胶团颗粒，储存于储集罐中；

其中，所述粗分离装置包括支撑架和置于所述支撑架上部的分离筛网组件；所述分离筛网组件包括至少两个倾斜布置的分离筛网，所述分离筛网依次连接形成朝下倾斜的导向坡面；相邻的所述分离筛网之间水平设置安装轴，所述安装轴与所述支撑架能上下移动地连接；

其中；所述卧式切割泵包括具有内空腔的盛料箱、卧式筒体、水平布置的第一螺杆泵和驱动所述第一螺杆泵的第一电机；

所述盛料箱的顶部设置进料口，所述盛料箱的侧壁上设置出料口；所述卧式筒体的两端开口分别为进料口和出料口，所述卧式筒体的进料口与所述盛料箱的出料口对接；所述第一螺杆泵的转轴的两端分别为位于所述内空腔内的吸入端和位于所述卧式筒体内的排出端，所述第一螺杆泵的转轴上套装螺旋叶片和切割刀，所述螺旋叶片位于所述内空腔内，所述切割刀位于所述卧式筒体内。

根据本发明的具体实施方式，本发明所述的可交联堵水调剖剂中，其中，所述聚合物驱注入井返出物回收处理装置还包括活动放置于所述底座上的立式搅拌切割泵，所述立式搅拌切割泵具有吸入所述返出物的进料口和出料口，所述立式搅拌切割泵的出料口通过管道连接到所述粗分离装置的进料口；

其中，所述立式搅拌切割泵包括立式筒体和第二螺杆泵，所述第二螺杆泵的转轴置于所述立式筒体内且竖直布置；所述第二螺杆泵的转轴的下端连接一端部能向外扩张的切割组件，所述切割组件置于所述立式筒体的外部；

所述第二螺杆泵的转轴的下端为吸入端，其上端为排出端；所述立式筒体的下端开口为进料口，所述立式筒体的上方壁面上设置出料口；所述立式筒体的下端套装能沿所述立式筒体的外壁上下移动的套筒；

所述套筒包括本体，所述本体内设置贯通的容置腔；所述容置腔包括从上至下依次设置的用于与第二螺杆泵的转轴连接的套筒安装部和与所述切割组件相配合的磨刃部，所述磨刃部的内壁上设置磨料层；

所述套筒安装部套装于所述立式筒体的下端，所述切割组件的下端向外扩张能与所述磨刃部的内壁接触；

所述切割组件包括连接筒、至少三个切割叶片，以及能沿所述连接筒的轴向上下运动的胀顶器；

所述连接筒的上端与所述第二螺杆泵的转轴连接，所述切割叶片的上端与所述连接筒的下端连接，所述切割叶片的下端为自由端，所述切割叶片沿所述连接筒的圆周均匀分布，所述切割叶片围在所述胀顶器的周围；所述胀顶器具有从下至上逐渐缩小的锥面，所述胀顶器的锥面下缘与所述切割叶片的内壁相抵靠，通过所述胀顶器的上移驱动所述切割叶片的下端向外扩张。

另一方面，本发明还提供所述的可交联堵水调剖剂的制备方法，该方法包括：

回收聚合物驱注入井返出物并分离出其中的聚合物团块制成胶团颗粒；

将上述得到的胶团颗粒、交联剂、引发剂及水混合，配制成可交联堵水调剖剂。

本发明所述的可交联堵水调剖剂的制备方法包括聚合物驱注入井返出物的回收及利用回收得到的胶团颗粒制备可交联堵水调剖剂，该方法中，所述的返出物可为来自正在进行冲砂洗井作业的返出物或是来自采用立式搅拌切割回收泵处理已排放到冲砂池中的注入井返出物后得到的返出物。具体的，当返出物为来自正在进行冲砂洗井的作业的返出物时，该返出物先进入粗分离回收装置，未成团块的液体部分通过系统回收重新回注地层，聚合物团块进入卧式切割回收泵，经过简单处理后进入胶体磨，被磨成粒径较小的胶团颗粒，优选粒径小于1mm的胶团颗粒，进入回收储集罐；当返出物为来自采用立式搅拌切割回收泵处理已排放到冲砂池中的注入井返出物后得到的返出物时，其是先采用立式搅拌切割回收泵将已排放到冲砂池中的注入井返出物的聚合物团块搅拌切割成大块，吸出排放到粗分离回收装置，未成团块的液体部分通过系统回收重新回注地层，聚合物团块进入卧式切割回收泵，经过简单处理后进入胶体磨，被磨成粒径较小的胶团颗粒，优选粒径小于1mm的胶团颗粒，进入回收储集罐。其中，所得的胶团颗粒的化学成分一般以其重量为100％计包括原油4～9％、HPAM7.5～9％、CaCO₃0.4～0.5％、MgCO₃0.4～0.6％、Fe₂O₃0.9～1.1％、硅酸盐3.1～3.2％及余量的水。

根据本发明的具体实施方法，本发明方法中，所述交联剂可为重铬酸钾，所述引发剂可为亚硫酸钠，配制可交联堵水调剖剂的水的矿化度可为2000～3000mg/L。

根据本发明的具体实施方式，在本发明所述的可交联堵水调剖剂的制备方法中，回收聚合物驱注入井返出物并分离出其中的聚合物团块制成胶团颗粒的过程是利用一种聚合物驱注入井返出物回收处理装置进行，所述聚合物驱注入井返出物回收处理装置包括能自由移动的底座，所述底座上固定设置依次连通的粗分离装置、卧式切割泵、胶体磨和储集罐；所述粗分离装置、所述卧式切割泵和所述胶体磨均具有进料口和出料口，所述胶体磨的出料口与所述储集罐连接；利用粗分离装置对聚合物驱注入井返出物进行粗分离，分离出的聚合物团块经卧式切割泵进行切割，并经胶体磨进行研磨，制成胶团颗粒，储存于储集罐中。采用该聚合物驱注入井返出物回收处理装置，可方便使用，提高作业效率。

进一步地，所述聚合物驱注入井返出物回收处理装置还包括活动放置于所述底座上的立式搅拌切割泵，所述立式搅拌切割泵具有吸入所述返出物的进料口和出料口，所述立式搅拌切割泵的出料口通过管道连接到所述粗分离装置的进料口。

根据本发明具体实施的方式，所述粗分离装置包括支撑架和置于所述支撑架上部的分离筛网组件；

所述分离筛网组件包括至少两个倾斜布置的分离筛网，所述分离筛网依次连接形成朝下倾斜的导向坡面；相邻的所述分离筛网之间水平设置安装轴，所述安装轴与所述支撑架能上下移动地连接。

根据本发明具体实施的方式，所述分离筛网组件的垂直下方设置用于盛放从所述分离筛网分离出的所述返出物中液体的液体存放池。

进一步地，靠近所述导向坡面上端的所述分离筛网的网眼尺寸大于靠近所述导向坡面下端的所述分离筛网的网眼尺寸。

根据本发明具体实施的方式，所述卧式切割泵包括具有内空腔的盛料箱、卧式筒体、水平布置的第一螺杆泵和驱动所述第一螺杆泵的第一电机；

所述盛料箱的顶部设置进料口，所述盛料箱的侧壁上设置出料口；所述卧式筒体的两端开口分别为进料口和出料口，所述卧式筒体的进料口与所述盛料箱的出料口对接；所述第一螺杆泵的转轴的两端分别为位于所述内空腔内的吸入端和位于所述卧式筒体内的排出端，所述第一螺杆泵的转轴上套装螺旋叶片和切割刀，所述螺旋叶片位于所述内空腔内，所述切割刀位于所述卧式筒体内。

进一步地，所述螺旋叶片的边缘和所述切割刀的边缘均设置刀刃。

根据本发明具体实施的方式，所述卧式筒体内固定设置过料板，所述过料板相对于所述卧式筒体的中心轴横向布置；所述过料板位于所述盛料箱的出料口与所述切割刀之间，所述过料板上设置多个过料通孔。

根据本发明具体实施的方式，所述立式搅拌切割泵包括立式筒体和第二螺杆泵，所述第二螺杆泵的转轴置于所述立式筒体内且竖直布置；所述第二螺杆泵的转轴的下端连接一端部能向外扩张的切割组件，所述切割组件置于所述立式筒体的外部；

所述第二螺杆泵的转轴的下端为吸入端，其上端为排出端；所述立式筒体的下端开口为进料口，所述立式筒体的上方壁面上设置出料口。

根据本发明具体实施的方式，所述立式筒体的下端套装能沿所述立式筒体的外壁上下移动的套筒。

根据本发明具体实施的方式，所述套筒包括本体，所述本体内设置贯通的容置腔；

所述容置腔包括从上至下依次设置的用于与第二螺杆泵的转轴连接的套筒安装部和与所述切割组件相配合的磨刃段，所述磨刃段的内壁上设置磨料层；

所述套筒安装段套装于所述立式筒体的下端，所述切割组件的下端向外扩张能与所述磨刃段的内壁接触。

根据本发明具体实施的方式，所述切割组件包括连接筒、至少三个切割叶片，以及能沿所述连接筒的轴向上下运动的胀顶器；

所述连接筒的上端与所述第二螺杆泵的转轴连接，所述切割叶片的上端与所述连接筒的下端连接，所述切割叶片的下端为自由端，所述切割叶片沿所述连接筒的圆周均匀分布，所述切割叶片围在所述胀顶器的周围；所述胀顶器具有从下至上逐渐缩小的锥面，所述胀顶器的锥面下缘与所述切割叶片的内壁相抵靠，通过所述胀顶器的上移驱动所述切割叶片的下端向外扩张。

根据本发明的具体实施方式，本发明所述的方法中，回收聚合物驱注入井返出物并分离出其中的聚合物团块制成胶团颗粒的过程是利用一种聚合物驱注入井返出物回收处理装置进行，所述聚合物驱注入井返出物回收处理装置包括能自由移动的底座，所述底座上固定设置依次连通的粗分离装置、卧式切割泵、胶体磨和储集罐；所述粗分离装置、所述卧式切割泵和所述胶体磨均具有进料口和出料口，所述胶体磨的出料口与所述储集罐连接；利用粗分离装置对聚合物驱注入井返出物进行粗分离，分离出的聚合物团块经卧式切割泵进行切割，并经胶体磨进行研磨制成胶团颗粒，储存于储集罐中；

其中，所述粗分离装置包括支撑架和置于所述支撑架上部的分离筛网组件；所述分离筛网组件包括至少两个倾斜布置的分离筛网，所述分离筛网依次连接形成朝下倾斜的导向坡面；相邻的所述分离筛网之间水平设置安装轴，所述安装轴与所述支撑架能上下移动地连接；

其中；所述卧式切割泵包括具有内空腔的盛料箱、卧式筒体、水平布置的第一螺杆泵和驱动所述第一螺杆泵的第一电机；

所述盛料箱的顶部设置进料口，所述盛料箱的侧壁上设置出料口；所述卧式筒体的两端开口分别为进料口和出料口，所述卧式筒体的进料口与所述盛料箱的出料口对接；所述第一螺杆泵的转轴的两端分别为位于所述内空腔内的吸入端和位于所述卧式筒体内的排出端，所述第一螺杆泵的转轴上套装螺旋叶片和切割刀，所述螺旋叶片位于所述内空腔内，所述切割刀位于所述卧式筒体内；

根据本发明的具体实施方式，本发明所述的方法中，所述聚合物驱注入井返出物回收处理装置还包括活动放置于所述底座上的立式搅拌切割泵，所述立式搅拌切割泵具有吸入所述返出物的进料口和出料口，所述立式搅拌切割泵的出料口通过管道连接到所述粗分离装置的进料口；

其中，所述立式搅拌切割泵包括立式筒体和第二螺杆泵，所述第二螺杆泵的转轴置于所述立式筒体内且竖直布置；所述第二螺杆泵的转轴的下端连接一端部能向外扩张的切割组件，所述切割组件置于所述立式筒体的外部；

所述第二螺杆泵的转轴的下端为吸入端，其上端为排出端；所述立式筒体的下端开口为进料口，所述立式筒体的上方壁面上设置出料口；所述立式筒体的下端套装能沿所述立式筒体的外壁上下移动的套筒；

所述套筒包括本体，所述本体内设置贯通的容置腔；所述容置腔包括从上至下依次设置的用于与第二螺杆泵的转轴连接的套筒安装部和与所述切割组件相配合的磨刃部，所述磨刃部的内壁上设置磨料层；

所述套筒安装部套装于所述立式筒体的下端，所述切割组件的下端向外扩张能与所述磨刃部的内壁接触；

所述切割组件包括连接筒、至少三个切割叶片，以及能沿所述连接筒的轴向上下运动的胀顶器；

所述连接筒的上端与所述第二螺杆泵的转轴连接，所述切割叶片的上端与所述连接筒的下端连接，所述切割叶片的下端为自由端，所述切割叶片沿所述连接筒的圆周均匀分布，所述切割叶片围在所述胀顶器的周围；所述胀顶器具有从下至上逐渐缩小的锥面，所述胀顶器的锥面下缘与所述切割叶片的内壁相抵靠，通过所述胀顶器的上移驱动所述切割叶片的下端向外扩张。

采用本发明的方法，一般现场一次可回收3～5方团块聚合物制得本发明的胶团颗粒，根据井况设计好用量，在现场加入交联剂和引发剂搅拌均匀用泵车、调剖泵等注入设备挤入地层，用于注水井调剖或用于油井堵水。

本发明的方法可将聚合物驱注入井返出物重新利用，减少对环境的污染，工艺过程简单，处理速度快，避免回注过程中引起堵塞，且能以较低成本制备得到可交联堵水调剖剂。

再一方面，本发明提供一种注水井调剖方法，所述方法包括用泵将本发明所述可交联堵水调剖剂或根据本发明所述的方法制备得到可交联堵水调剖剂挤入相应地层进行调剖。

本发明也提供一种注水井堵水方法，所述方法包括用泵将本发明所述可交联堵水调剖剂或根据本发明所述的方法制备得到可交联堵水调剖剂挤入相应地层进行堵水。

本发明相比于现有技术的有益效果在于：本发明所得的可交联堵水调剖剂具有突破压力梯度大，封堵率强，抗剪切性强，热稳定性高。本发明的的制备方法可将聚合物驱注入井返出物回收重新利用，减少对环境的污染，工艺过程简单，处理速度快，避免回注过程中引起堵塞，且以极低的成本制得可交联堵水调剖剂。进一步的，本发明方法可采用特殊的回收及处理装置对聚合物驱注入井返出物进行处理，方便了使用，避免了物件遗漏，提高了作业效率。

附图说明

图1为本发明的可交联堵水调剖剂的制备方法中所用聚合物驱注入井返出物回收处理装置的返出物的流向示意图；

图2为本发明的粗分离装置的结构示意图；

图3为本发明的卧式切割泵的结构示意图；

图4为本发明的胶体磨的结构示意图；

图5为本发明的立式搅拌切割泵的结构示意图；

图6为本发明的立式搅拌切割泵中套筒的结构示意图；

图7为本发明的立式搅拌切割泵中切割组件的结构示意图。

附图标记：

1-聚合物驱注入井返出物回收处理装置；

10-粗分离装置；

110-支撑架；122-分离筛网；124-安装轴；130-液体存放池；

20-卧式切割泵；

210-盛料箱；212-盛料箱的出料口；220-卧式筒体；230-螺旋叶片；

240-切割刀；250-过料板；

30-胶体磨；

40-立式搅拌切割泵；

410-立式筒体；420-第二螺杆泵的转轴；430-立式筒体的出料口；

440-切割组件；442-连接筒；444-切割叶片；446-胀顶器；

450-套筒；452-套筒安装段；454-磨刃段；

50-储集罐；

90-底座。

具体实施方式

以下结合附图，对本发明上述的和另外的技术特征和优点进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的部分实施例，而不是全部实施例。

实施例1可交联堵水交联剂的制备

请参阅图1所示，一种聚合物驱注入井返出物回收处理装置1，包括能自由移动的底座90，底座90上固定设置依次连通的粗分离装置10、卧式切割泵20、胶体磨30和储集罐50。粗分离装置10、卧式切割泵20和胶体磨30均具有进料口和出料口，粗分离装置10的出料口与卧式切割泵20的进料口连接，卧式切割泵20的出料口与胶体磨30的进料口连接，胶体磨30的出料口与储集罐50连接，连通形成的通道用于传输处理过程中的返出物。在实际使用中，通过自由移动的底座90将聚合物驱注入井返出物回收处理装置1作为整体移动到需要加工的冲砂池附近，一体式运输方便了使用，避免了物件遗漏，提高了作业效率。

返出物经粗分离装置10筛分，筛分出来的返出物中的聚合物团块的移动方向按图1中箭头所示，经卧式切割泵20的切割、胶体磨30的研磨，聚合物团块变成体积较小的胶团，回收到储集罐50中储存备用。用交联剂和引发剂配制调剖剂，实现了调剖堵水。通过上述的返出物回收，可将注入井形成的废弃物重新利用，减少对环境的污染，工艺过程简单，处理速度快。

在现场使用中，每次可回收3方～5方的聚合物团块。根据井况设计用量，在现场加入交联剂和引发剂搅拌均匀后用泵车、调剖泵等注入设备注入地层，用于注水井调剖或用于油井堵水。

进一步地，聚合物驱注入井返出物回收处理装置1还包括活动放置于底座90上的立式搅拌切割泵40，立式搅拌切割泵40具有吸入返出物的进料口和出料口，立式搅拌切割泵的出料口通过管道连接到粗分离装置10的进料口。当聚合物团块体积较大时，在返回物注入粗分离装置10之前使用立式搅拌切割泵40进行预切割，使聚合物驱注入井返出物回收处理装置1具有更好的打散、切割效果。

作为一种可实施的方式，请参阅图2所示，粗分离装置10包括支撑架110和置于支撑架110上部的分离筛网组件；分离筛网组件包括至少两个倾斜布置的分离筛网122，分离筛网122依次连接形成朝下倾斜的导向坡面。聚合物团块通过导向坡面滑落到卧式切割泵20中进行切割，返回物中的液体通过分离筛网122分离出来。

相邻的分离筛网122之间水平设置安装轴124，安装轴124与支撑架110能上下移动地连接，分离筛网122通过安装轴124安装到支撑架110，可方便分离筛网122的更换或维修。

较优地，支撑架110上设置多对高度不同的承托点，安装轴124可水平搭置在承托点上，根据实际情况调整分离筛网122的放置角度，以提高团块和液体的筛分速度。导向坡面的角度较大，团块滑移的速度较快；相应地，导向坡面的角度较小，团块滑移的速度较慢。

作为一种可实施的方式，分离筛网组件的垂直下方设置液体存放池130，液体存放池130用于盛放从分离筛网122分离出的返出物中液体，保证了周围环境的清洁卫生。

进一步地，靠近导向坡面上端的分离筛网122的网眼尺寸大于靠近导向坡面下端的分离筛网122的网眼尺寸。各个分离筛网122的目数互不相同，可以防止堵筛；还可以根据返回物中聚合物团块的情况，选择使用相应目数的分离筛网122进行筛分；当团块体积较小时，不必使用靠近导向坡面上端的分离筛网122，直接使用靠近导向坡面下端的分离筛网122进行筛分，避免团块从较大目数的分离筛网122中漏出，影响分离效果。图2所示实施例中，分离筛网组件包括四个分离筛网122，中间设置三个安装轴124。从靠近导向坡面上端至靠近导向坡面下端的各分离筛网122的网眼形状为圆形，其直径分别约为8mm、6.7mm、4.75mm和4mm。

作为一种可实施的方式，请参阅图3所示，卧式切割泵20包括具有内空腔的盛料箱210、卧式筒体220、水平布置的第一螺杆泵和驱动第一螺杆泵的第一电机。盛料箱210的顶部设置进料口，盛料箱210的侧壁上设置盛料箱的出料口212；卧式筒体220的两端开口分别为进料口和出料口，卧式筒体220的进料口与盛料箱的出料口212对接。

第一螺杆泵的转轴的两端分别为位于内空腔内的吸入端和位于卧式筒体220内的排出端，第一螺杆泵的转轴上套装螺旋叶片230和切割刀240，螺旋叶片230位于内空腔内，切割刀240位于卧式筒体220内。使用螺旋叶片230将团块进行打散，减小体积，防止堵塞第一螺杆泵，切割刀240将经打散的团块进一步切割，减小团块体积。

进一步地，螺旋叶片230的边缘和切割刀240的边缘均设置刀刃，团块在卧式切割泵20内通过两次切割，显著提高了团块的切割、打散效果。

作为一种可实施的方式，卧式筒体220内固定设置过料板250，过料板250相对于卧式筒体220的中心轴横向布置；过料板250位于盛料箱210的出料口与切割刀240之间，过料板250上设置多个过料通孔。由于第一螺杆泵的吸入作用，团块被推进到卧式筒体220内再经过过料板250，通过过料通孔形成条状物料，然后条状物料被切割刀240横向切割。

进一步地，胶体磨30的结构请参阅图4所示，该胶体磨30为本领域的现有技术，在此不再赘述。本发明中使用胶体磨30将切割后的团块研磨为粒径3mm～7mm的颗粒。

作为一种可实施的方式，请参阅图5所示，立式搅拌切割泵40包括立式筒体410和第二螺杆泵，第二螺杆泵的转轴420置于立式筒体410内且竖直布置。第二螺杆泵的转轴420的下端连接一端部能向外扩张的切割组件440，切割组件440置于立式筒体410的外部。第二螺杆泵的转轴420的下端为用于从冲砂池内吸入返出物的吸入端，其上端为排出端；立式筒体410的下端开口为进料口，立式筒体410的上方壁面上设置立式筒体的出料口430。

切割组件440将返出物中的团块进行打散切割，第二螺杆泵将切割后的返出物从下至上输送到立式筒体的出料口430，通过立式筒体的出料口430上连接的管道将处理过的返出物输出到粗分离装置10。

作为一种可实施的方式，立式筒体410的下端套装能沿立式筒体410的外壁上下移动的套筒450。当立式搅拌切割泵40停止工作时，套筒450能保护切割组件440；当立式搅拌切割泵40启动工作时，先需要取下套筒450或者将套筒450上移到最高位置，本实施例中，套筒450通过螺纹与立式筒体410的下端连接，旋转套筒450使之沿立式筒体410向上旋转，可露出切割组件440以方便切割。第二螺杆泵的转轴420的旋转运动带动切割组件440运动，切割组件440进行搅拌切割。

进一步地，请参阅图6所示，套筒450包括本体，本体内设置贯通的容置腔；容置腔包括从上至下依次设置的套筒安装部452和的磨刃段454，磨刃段454的内壁上设置磨料层；套筒安装部452用于与螺杆泵的转轴420转轴连接，磨刃段454与聚合物驱注入井返出物立式搅拌切割泵40的切割组件440相配合。

套筒安装段452套装于立式筒体410的下端，切割组件440的下端向外扩张能与磨刃段454的内壁接触。在需要磨刃时，调整切割组件440的下端向外扩张直至与磨刃段454的内壁接触，第二螺杆泵的转轴420的旋转运动带动切割组件440在磨刃段454上十分方便地进行打磨，经磨刃的切割组件440能更好地切割。

进一步地，请结合图5和图7所示，切割组件440包括连接筒442、至少三个切割叶片444，以及能沿连接筒442的轴向上下运动的胀顶器446。

连接筒442的上端与第二螺杆泵的转轴420连接，切割叶片444的上端与连接筒442的下端连接，切割叶片444的下端为自由端，切割叶片444沿连接筒442的圆周均匀分布，切割叶片444围在胀顶器446的周围。胀顶器446具有从下至上逐渐缩小的锥面，胀顶器446的锥面下缘与切割叶片444的内壁相抵靠，通过胀顶器446的上移驱动所述切割叶片的下端向外扩张。

切割叶片444的下端扩张直至与磨刃段454接触，第二螺杆泵的转轴420旋转，带动切割叶片444在磨刃段454上打磨。端部能向外扩张的切割组件440能调整切割叶片444与立式筒体410的中心轴之间的角度，以适应不同体积大小的团块，多方位地切割，从而提高切割效率。

本实施例中，胀顶器446在连接筒442内的向上运动推压切割叶片444的内壁，切割叶片444与连接筒442相连接的位置受力弯曲，切割叶片444的下端向外扩张；当胀顶器446向下运动时，切割叶片444的受力解除后，下端收缩复位。还可以将切割叶片444通过销轴与连接筒442连接，销轴的中心轴与连接筒442的外壁相切，胀顶器446在连接筒442内的向上运动推压切割叶片444的内壁，切割叶片444绕销轴旋转，其下端向外扩张；当胀顶器446向下运动时，切割叶片444在扭簧或自身重力的作用下，其下端收缩复位。

本发明中，利用上述图示的聚合物驱注入井返出物回收处理装置，使用立式搅拌切割泵40吸入聚合物驱注入井返出物并对其进行预切割，再输送到粗分离装置10，返出物经粗分离装置10筛分，筛分出来的返出物中的聚合物团块经卧式切割泵20的切割、胶体磨30的研磨，聚合物团块变成粒径小于1mm的胶团颗粒，回收到储集罐50中。其中胶团颗粒以其重量为100％计，其成分包括原油4～9％、HPAM 7.5～9％、CaCO₃0.4～0.5％、MgCO₃0.4～0.6％、Fe₂O₃0.9～1.1％、硅酸盐3.1～3.2％及余量的水。

将上述制备得到的粒径小于1mm的胶团颗粒按照表一中的配方混合制备得到可交联堵水调剖剂，其中，表一中的水为模拟地层水，其矿化度为2467.2mg/L。

表一

由于调剖体系在实验的过程中需要确定其初始黏度、初凝黏度、初凝时间、成胶黏度及成胶时间，因此在实验温度为55℃的条件下，以brookfield黏度计对上述得到的可交联堵水调剖剂进行测量，绘制出黏度-时间曲线，以黏度的变化来确定这些参数。在黏度-时间曲线上，当体系黏度出现突变时，即为初凝黏度，所对应的时间即为初凝时间(即为从聚合物溶液到凝胶的转换时间，也就是从配制完毕到调剖剂溶液表观黏度突然增加的时间)；成胶时间是指溶液从初始黏度增加到最大黏度稳定值的时间。上述配制得到的可交联堵水调剖剂测得结果如表二所示。

表二

实施例2可交联堵水调剖剂的性能评价

本发明研究中，所应用的可交联堵水调剖剂凝胶体系性能评价主要依据中华人民共和国石油天然气行业标准(SY/T5590-2004)：调剖剂岩芯实验评价方法。

(1)、突破压力梯度以及封堵率

本发明通过如下岩芯实验来评价可交联堵水调剖剂的性能，其中所用的调剖剂即为刚配置好实施例1中制备得到的可交联堵水调剖剂，所用的岩芯为根据油层物性参数制做的6块柱状人造岩芯，几何尺寸为分别编号为1-1、1-2、2-1、2-2、3-1及3-2。岩芯实验的基本操作流程为：

①用模拟地层水测量岩芯的原始气测渗透率及水测渗透率；其中，模拟地层水的矿化度为2467.2mg/L；其结果如表三所示。

表三

②分别向岩芯正向注入0.3PV、0.6PV、1PV的刚配置好实施例1中制备得到的可交联堵水调剖剂；

③维持实验温度为55℃候凝大于15h后；

④在不饱和油的情况下进行调剖剂流动性能实验，正向测量岩芯的突破压力，待岩芯两端压力稳定后读取岩芯两端压差；其结果如表四所示；

⑤正向测量岩芯突破后的气测渗透率及水测渗透率，其结果如表五所示。

表四

表五

从表四中可以看出，随着调剖剂注入量(PV数)的增加，压力梯度逐渐增大。注入量为0.6PV和1PV时压力梯度相差不大，最大突破压力达到11.31MPa，最大突破压力梯度达113.1MPa/m。说明本发明的可交联堵水调剖剂能对岩芯进行有效封堵且随注入量的增大压力梯度增大。

其中，突破压力梯度是表征调剖剂的封堵强度指标，其定义为：单位长度岩芯的突破压力(P_L)，计算公式为：

P_L＝P_h/L (1)式中，P_L：突破压力梯度，MPa/m；

P_h：突破压力，MPa；

L：岩芯长度，m。

从表五中数据可以看出，当岩芯两端压差达到稳定后6块岩芯均具有很好的封堵效果，在注入量为0.3PV时，封堵率在70％左右；当注入量分别为0.6PV、1.0PV时岩芯的封堵率均大于95％，说明该调剖剂体系在注入量大于0.3PV后具有较好的封堵效果。

其中，封堵率定量衡量调剖剂的封堵性能，封堵率是在注入堵液体系前后岩芯的水测滲透率的差值与该岩芯原始水测渗透率的比值，反应岩芯被封堵后水相渗透率的降低程度。封堵率用w表示,其计算公式为：

式中，k_a：封堵前岩芯水测渗透率，10^-3μm²；

k_b：封堵后岩芯水测渗透率，10^-3μm²。

(2)抗剪切性

抗剪切性是表征调剖剂经过岩芯剪切，成胶黏度的稳定性能。即调剖剂经过岩芯剪切后达到裂缝深度，它的成胶黏度与未经过岩芯剪切调剖剂成胶黏度的差异大小。成胶黏度相差很小则表明该调剖剂抗剪切能力较强。

取气测渗透率为1600×10^-3μm²的岩芯3块，分别编号为1、2及3，几何尺寸为取刚配置好的实施例1中制备得到的可交联堵水调剖剂经该岩芯剪切后收集(去掉因吸附影响浓度的部分)，然后按照黏度测试流程测试其黏度，结果如表六所示。发现在达到成胶黏度时，最大黏度与未经岩芯剪切的调剖剂其成胶黏度差值在10％以内，抗剪切能力较好。

表六

(3)热稳定性

热稳定性能是评价调剖剂性能的一项重要指标，它表征堵剂的封堵有效期。在50～70℃温度范围内恒温观察由实施例1配制得到的可交联堵水调剖剂成胶后三个月，发现凝胶无脱水现象，采用粘度测试来测定其强度，强度也无明显下降。该固化体热稳定性能实验结果表明，在50～70℃的温度范围内该调剖体系具有较好的热稳定性能。

综上所述本发明所的可交联堵水调剖剂具有突破压力梯度大，封堵率强，抗剪切性强，热稳定性高。本发明的制备方法可将聚合物驱注入井返出物回收重新利用，减少对环境的污染，工艺过程简单，处理速度快，避免回注过程中引起堵塞，且以极低的成本制得本发明的可交联堵水调剖剂。进一步的，本发明方法可采用特殊的回收及处理装置对聚合物驱注入井返出物进行处理，方便了使用，避免了物件遗漏，提高了作业效率。

以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步的详细说明，应当理解，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限定本发明的保护范围。特别指出，对于本领域技术人员来说，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种可交联堵水调剖剂的制备方法，该可交联堵水调剖剂由胶团颗粒与交联剂、引发剂及水配制而成，以可交联堵水调剖剂的总重量为100％计，胶团颗粒用量5～15wt％，交联剂用量0.1～0.5wt％、引发剂用量0.2～0.8wt％；其中所述胶团颗粒是由从聚合物驱注入井返出物中分离出的聚合物团块制成的，以胶团颗粒重量为100％计，其成分包括原油4～9％、HPAM 7.5～9％、CaCO₃ 0.4～0.5％、MgCO₃ 0.4～0.6％、Fe₂O₃ 0.9～1.1％、硅酸盐3.1～3.2％及余量的水，该制备方法包括：

回收聚合物驱注入井返出物并分离出其中的聚合物团块制成胶团颗粒；

将上述得到的胶团颗粒与交联剂、引发剂及水混合，配制成可交联堵水调剖剂；

回收聚合物驱注入井返出物并分离出其中的聚合物团块制成胶团颗粒的过程是利用一种聚合物驱注入井返出物回收处理装置进行，所述聚合物驱注入井返出物回收处理装置包括能自由移动的底座，所述底座上固定设置依次连通的粗分离装置、卧式切割泵、胶体磨和储集罐；所述粗分离装置、所述卧式切割泵和所述胶体磨均具有进料口和出料口，所述胶体磨的出料口与所述储集罐连接；利用粗分离装置对聚合物驱注入井返出物进行粗分离，分离出的聚合物团块经卧式切割泵进行切割，并经胶体磨进行研磨制成胶团颗粒，储存于储集罐中；

其中，所述粗分离装置包括支撑架和置于所述支撑架上部的分离筛网组件；所述分离筛网组件包括至少两个倾斜布置的分离筛网，所述分离筛网依次连接形成朝下倾斜的导向坡面；相邻的所述分离筛网之间水平设置安装轴，所述安装轴与所述支撑架能上下移动地连接；

其中；所述卧式切割泵包括具有内空腔的盛料箱、卧式筒体、水平布置的第一螺杆泵和驱动所述第一螺杆泵的第一电机；

所述盛料箱的顶部设置进料口，所述盛料箱的侧壁上设置出料口；所述卧式筒体的两端开口分别为进料口和出料口，所述卧式筒体的进料口与所述盛料箱的出料口对接；所述第一螺杆泵的转轴的两端分别为位于所述内空腔内的吸入端和位于所述卧式筒体内的排出端，所述第一螺杆泵的转轴上套装螺旋叶片和切割刀，所述螺旋叶片位于所述内空腔内，所述切割刀位于所述卧式筒体内。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述的胶团颗粒的粒径小于1mm。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述交联剂为重铬酸钾，所述引发剂为亚硫酸钠。

4.根据权利要求1所述的方法，其中，配制可交联堵水调剖剂的水的矿化度为2000～3000mg/L。

5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述的返出物为来自正在进行冲砂洗井作业的返出物或是来自采用立式搅拌切割回收泵处理已排放到冲砂池中的注入井返出物后得到的返出物。

6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述聚合物驱注入井返出物回收处理装置还包括活动放置于所述底座上的立式搅拌切割泵，所述立式搅拌切割泵具有吸入所述返出物的进料口和出料口，所述立式搅拌切割泵的出料口通过管道连接到所述粗分离装置的进料口；

其中，所述立式搅拌切割泵包括立式筒体和第二螺杆泵，所述第二螺杆泵的转轴置于所述立式筒体内且竖直布置；所述第二螺杆泵的转轴的下端连接一端部能向外扩张的切割组件，所述切割组件置于所述立式筒体的外部；

所述第二螺杆泵的转轴的下端为吸入端，其上端为排出端；所述立式筒体的下端开口为进料口，所述立式筒体的上方壁面上设置出料口；所述立式筒体的下端套装能沿所述立式筒体的外壁上下移动的套筒；

所述套筒包括本体，所述本体内设置贯通的容置腔；所述容置腔包括从上至下依次设置的用于与第二螺杆泵的转轴连接的套筒安装部和与所述切割组件相配合的磨刃部，所述磨刃部的内壁上设置磨料层；

所述套筒安装部套装于所述立式筒体的下端，所述切割组件的下端向外扩张能与所述磨刃部的内壁接触；

所述切割组件包括连接筒、至少三个切割叶片，以及能沿所述连接筒的轴向上下运动的胀顶器；

所述连接筒的上端与所述第二螺杆泵的转轴连接，所述切割叶片的上端与所述连接筒的下端连接，所述切割叶片的下端为自由端，所述切割叶片沿所述连接筒的圆周均匀分布，所述切割叶片围在所述胀顶器的周围；所述胀顶器具有从下至上逐渐缩小的锥面，所述胀顶器的锥面下缘与所述切割叶片的内壁相抵靠，通过所述胀顶器的上移驱动所述切割叶片的下端向外扩张。