CN114032084A - 一种缓释防垢支撑剂及其制备方法 - Google Patents

一种缓释防垢支撑剂及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于防垢剂技术领域，尤其涉及一种缓释防垢支撑剂及其制备方法。本发明所述的缓释防垢支撑剂包括复合防垢缓释剂和支撑剂，所述复合防垢缓释剂包覆于所述支撑剂表面，所述复合防垢缓释剂为多种防垢剂缓释剂的复配，所述防垢剂缓释剂为利用多孔材料原位聚合制得。本发明选用适用于多种结垢离子的复合防垢剂，然后对复合防垢剂进行缓释处理，以达到长期有效的目的，而且复合防垢剂修饰于支撑剂颗粒表面，在压裂过程中随支撑剂进入地层，可有效到达目的位置，开采过程缓慢释放，防垢剂随采出液被采出，有效解决了全流程的结垢问题。

Description

一种缓释防垢支撑剂及其制备方法
技术领域
本发明属于防垢剂技术领域，尤其涉及一种缓释防垢支撑剂及其制备方法。
背景技术
我国大部分的陆上油田已进入开发中后期，采出液含水率增加。采出水中含有众多的阴阳离子，当离子浓度过饱和时，会形成结垢，最终会造成储层内部结垢堵塞孔隙，导致油气产量降低。而且，还会造成井内管路结垢油泵卡死、井管与抽油杆之间环空被卡死、集输油管道结垢造成堵塞等问题，严重影响油田开发生产。
油田阻垢方法常采用化学方法，然而，现有技术中的阻垢剂效果比较单一，一般一种阻垢剂只能对水中的一种垢起到效果，对成分复杂的垢阻垢效果一般。另外，阻垢剂单独加入井内，很难到达目的位置，即使是一部分达到了目的位置也很快会被采出液带走。
因此，急需开发出一种具有缓释效果的防垢支撑剂以填补行业空白。
发明内容
为解决上述现有技术中存在的问题，本发明提供了一种缓释防垢支撑剂，本发明选用适用于多种结垢离子的复合防垢剂，然后对复合防垢剂进行缓释处理，以达到长期有效的目的，而且复合防垢剂修饰于支撑剂颗粒表面，在压裂过程中随支撑剂进入地层，可有效到达目的位置，开采过程缓慢释放，防垢剂随采出液被采出，有效解决了全流程的结垢问题。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种缓释防垢支撑剂，包括复合防垢缓释剂和支撑剂，所述复合防垢缓释剂包覆于所述支撑剂表面，所述复合防垢缓释剂为多种防垢缓释剂的复配，所述防垢缓释剂为利用多孔材料原位聚合制得。
优选的，所述多孔材料的粒径不大于45μm，所述多孔材料为沸石、碳纳米管、活性炭、膨润土、多孔陶瓷中的一种或多种。
优选的，所述复合防垢缓释剂包括钡锶离子防垢缓释剂和钙离子防垢缓释剂。
本发明还公开了上述任一所述的缓释防垢支撑剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)防垢缓释剂的制备：防垢剂原位聚合于多孔材料粉体表面，形成防垢缓释剂；
(2)复合防垢缓释剂的制备：多种防垢缓释剂复配制得复合防垢缓释剂；
(3)缓释防垢支撑剂的制备：步骤2制得的复合防垢缓释剂包覆于支撑剂表面，即可制得产物缓释防垢支撑剂。
优选的，步骤1所述防垢缓释剂的制备包括钡锶离子防垢缓释剂的制备和钙离子防垢缓释剂的制备；
所述钡锶离子防垢缓释剂的制备具体包括以下步骤：
将质丙烯酸、丙烯酸甲酯、40％顺丁烯二酸酐搅拌均匀，将其与多孔材料超声波混合，然后将混合物倒入反应容器中，加热至60-80℃，然后边搅拌边缓慢加入引发剂，反应一定时间后，调节PH值到7，即可得到钡锶离子防垢缓释剂。
优选的，所述引发剂为过硫酸铵、过硫酸钾中的一种或两种；所述各原料的重量份为：质丙烯酸0.5-5份、丙烯酸甲酯0.1-3份、40％顺丁烯二酸酐0.5-5份、多孔材料10-30份、引发剂0.5-3份。
优选的，所述钙离子防垢缓释剂的制备具体包括以下步骤：聚天冬氨酸5-15份与10-30份多孔材料超声混合，混合均匀即得到所述钙离子防垢缓释剂。
优选的，步骤3所述缓释防垢支撑剂的制备具体包括以下步骤：将1500-2500份骨料加热至200-250℃，放入搅拌机中，降温至150-220℃时加入0.1-5份硅烷偶联剂，然后加入5-30份树脂，搅拌均匀后加入1-15份钡锶离子防垢缓释剂，紧接着加入4-20份钙离子防垢缓释剂，搅拌，再加入固化剂，搅拌至颗粒分散后经筛分即可得到成品。
优选的，所述树脂包括环氧树脂、酚醛树脂中的一种或几种；所述固化剂为改性氨类固化剂。
有益效果
本发明公开了一种缓释防垢支撑剂，本发明所述的缓释防垢支撑剂至少具有以下几个优点：
1、防垢剂复配，适应性强，可同时有效防止钙离子、钡离子、锶离子结垢；
2、利用多孔材料原位聚合可起到有效的缓释作用，增加有效期，以达到长期有效的目的；
3、防垢剂缓释剂包覆于支撑剂表面，不需要单独泵注缓蚀剂即可随支撑剂到达目的位置，防垢缓释剂包覆于支撑剂表面，进一步起到缓释的效果，二者的协同作用，可使有效期进一步增加。复合防垢剂修饰于支撑剂颗粒表面，在压裂过程中随支撑剂进入地层，可有效到达目的位置，开采过程缓慢释放，防垢剂随采出液被采出，有效解决了全流程的结垢问题。
具体实施方式
以下，将详细地描述本发明。在进行描述之前，应当理解的是，在本说明书和所附的权利要求书中使用的术语不应解释为限制于一般含义和字典含义，而应当在允许发明人适当定义术语以进行最佳解释的原则的基础上，根据与本发明的技术方面相应的含义和概念进行解释。因此，这里提出的描述仅仅是出于举例说明目的的优选实例，并非意图限制本发明的范围，从而应当理解的是，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，可以由其获得其他等价方式或改进方式。
以下实施例仅是作为本发明的实施方案的例子列举，并不对本发明构成任何限制，本领域技术人员可以理解在不偏离本发明的实质和构思的范围内的修改均落入本发明的保护范围。除非特别说明，以下实施例中使用的试剂和仪器均为市售可得产品。
实施例1
一种缓释防垢支撑剂，包括复合防垢缓释剂和支撑剂，所述复合防垢缓释剂包覆于所述支撑剂表面，所述复合防垢缓释剂为多种防垢缓释剂的复配，所述防垢缓释剂为利用多孔材料原位聚合制得。
上述所述的缓释防垢支撑剂的制备方法，包括以下步骤：
1、将质丙烯酸2g、丙烯酸甲酯1g、40％顺丁烯二酸酐2g搅拌均匀，将其与20g多孔材料超声波混合10分钟，将混合物倒入烧瓶中，水浴加热至60-80℃，然后边搅拌边缓慢加入10％的过氧化物引发剂1.5g，保持1-3h，加入40％的氢氧化钠溶液调节PH值到7，形成钡锶离子防垢缓释剂；
2、聚天冬氨酸10g与20g多孔材料超声混合10分钟混合均匀，形成钙离子防垢缓释剂；
3、将2000g骨料加热至200-250℃，放入搅拌机中，降温至150-220℃时加入硅烷偶联剂3g，然后加入环氧树脂20g，搅拌均匀后加入钡锶离子防垢缓释剂10g，紧接着加入钙离子防垢缓释剂10g，搅拌10s，再加入改性氨类固化剂，搅拌至颗粒分散后经筛分得到成品。
所述多孔材料的粒径不大于45μm，所述多孔材料为沸石、碳纳米管。
实施例2
一种缓释防垢支撑剂，包括复合防垢缓释剂和支撑剂，所述复合防垢缓释剂包覆于所述支撑剂表面，所述复合防垢缓释剂为多种防垢缓释剂的复配，所述防垢缓释剂为利用多孔材料原位聚合制得。
上述所述的缓释防垢支撑剂的制备方法，包括以下步骤：
1、将质丙烯酸0.5g、丙烯酸甲酯0.1g、40％顺丁烯二酸酐0.5g搅拌均匀，将其与10g多孔材料超声波混合10分钟，将混合物倒入烧瓶中，水浴加热至60-80℃，然后边搅拌边缓慢加入10％的引发剂0.5g，保持1-3h，加入40％的氢氧化钠溶液调节PH值到7，形成钡锶离子防垢缓释剂；
2、聚天冬氨酸5g与10g多孔材料超声混合10分钟混合均匀，形成钙离子防垢缓释剂；
3、将1500g骨料加热至200-250℃，放入搅拌机中，降温至150-220℃时加入硅烷偶联剂0.1g，然后加入酚醛树脂5g，搅拌均匀后加入钡锶离子防垢缓释剂1g，紧接着加入钙离子防垢缓释剂4g，搅拌10s，再加入改性氨类固化剂，搅拌至颗粒分散后经筛分得到成品。
微孔材料粉体为活性炭、膨润土，粉体粒径不大于45μm
实施例3
一种缓释防垢支撑剂，包括复合防垢缓释剂和支撑剂，所述复合防垢缓释剂包覆于所述支撑剂表面，所述复合防垢缓释剂为多种防垢缓释剂的复配，所述防垢缓释剂为利用多孔材料原位聚合制得。
上述所述的缓释防垢支撑剂的制备方法，包括以下步骤：
1、将质丙烯酸5g、丙烯酸甲酯3g、40％顺丁烯二酸酐5g搅拌均匀，将其与30g多孔材料超声波混合10分钟，将混合物倒入烧瓶中，水浴加热至60-80℃，然后边搅拌边缓慢加入10％的引发剂3g，保持1-3h，加入40％的氢氧化钠溶液调节PH值到7，形成钡锶离子防垢缓释剂；
2、聚天冬氨酸15g与30g多孔材料超声混合10分钟混合均匀，形成钙离子防垢缓释剂
3、将2500g骨料加热至200-250℃，放入搅拌机中，降温至150-220℃时加入硅烷偶联剂5g，然后加入树脂(环氧和酚醛树脂的混合)30g，搅拌均匀后加入钡锶离子防垢缓释剂15g，紧接着加入钙离子防垢缓释剂20g，搅拌10s，再加入改性氨类固化剂，搅拌至颗粒分散后经筛分得到成品。
微孔材料粉体为：沸石、活性炭、陶瓷多孔材料，粉体粒径不大于45μm。
实验例
为了证明本发明所述的缓释防垢支撑剂的优良性能，参照SY/T 5673-2020《油田用防垢剂通用技术条件》对本发明实施例1-3所制得的缓释防垢支撑剂进行检测。
测试方法：将100g支撑剂置于下端用筛网封闭的玻璃管内，按照标准要求配置溶液，并以10ml/min的速度通入玻璃管内(玻璃管应用伴热带加热，保持标准要求的温度)，从下端接取溶液进行测试，计算出防垢率。
当防垢率小于1％时及判定为失效，最终时间为有效期。
具体检测数据如下表1所示。
表1.本发明实施例1-3所制得的缓释防垢支撑剂的性能检测数据
Figure BDA0003349115960000061
从表1中的数据可以看出，本发明所述的防垢剂，适应性强，可同时有效防止钙离子、钡离子、锶离子结垢，防垢效果较佳。而且，本发明所述的防垢剂有效期长，具有长期有效的效果。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其进行限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的普通技术人员来说，依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明所要求保护的技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种缓释防垢支撑剂，其特征在于，包括复合防垢缓释剂和支撑剂，所述复合防垢缓释剂包覆于所述支撑剂表面，所述复合防垢缓释剂为多种防垢缓释剂的复配，所述防垢缓释剂为利用多孔材料原位聚合制得。
2.根据权利要求1所述的缓释防垢支撑剂，其特征在于，所述多孔材料的粒径不大于45μm。
3.根据权利要求1所述的缓释防垢支撑剂，其特征在于，所述多孔材料为沸石、碳纳米管、活性炭、膨润土、多孔陶瓷中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的缓释防垢支撑剂，其特征在于，所述复合防垢缓释剂包括钡锶离子防垢缓释剂和钙离子防垢缓释剂。
5.权利要求1-4任一所述的缓释防垢支撑剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)防垢缓释剂的制备：防垢剂原位聚合于多孔材料粉体表面，形成防垢缓释剂；
(2)复合防垢缓释剂的制备：多种防垢缓释剂复配制得复合防垢缓释剂；
(3)缓释防垢支撑剂的制备：步骤2制得的复合防垢缓释剂包覆于支撑剂表面，即可制得产物缓释防垢支撑剂。
6.根据权利要求5所述的缓释防垢支撑剂的制备方法，其特征在于：
步骤1所述防垢缓释剂的制备包括钡锶离子防垢缓释剂的制备和钙离子防垢缓释剂的制备；
所述钡锶离子防垢缓释剂的制备具体包括以下步骤：
将质丙烯酸、丙烯酸甲酯、40％顺丁烯二酸酐搅拌均匀，将其与多孔材料超声波混合，然后将混合物倒入反应容器中，加热至60-80℃，然后边搅拌边缓慢加入引发剂，反应一定时间后，调节PH值到7，即可得到钡锶离子防垢缓释剂。
7.根据权利要求6所述的缓释防垢支撑剂的制备方法，其特征在于，所述引发剂为过硫酸铵、过硫酸钾中的一种或两种；所述各原料的重量份为：质丙烯酸0.5-5份、丙烯酸甲酯0.1-3份、40％顺丁烯二酸酐0.5-5份、多孔材料10-30份、引发剂0.5-3份。
8.根据权利要求6所述的缓释防垢支撑剂的制备方法，其特征在于，所述钙离子防垢缓释剂的制备具体包括以下步骤：聚天冬氨酸5-15份与10-30份多孔材料超声混合，混合均匀即得到所述钙离子防垢缓释剂。
9.根据权利要求8所述的缓释防垢支撑剂的制备方法，其特征在于，步骤3所述缓释防垢支撑剂的制备具体包括以下步骤：将1500-2500份骨料加热至200-250℃，放入搅拌机中，降温至150-220℃时加入0.1-5份硅烷偶联剂，然后加入5-30份树脂，搅拌均匀后加入1-15份钡锶离子防垢缓释剂，紧接着加入4-20份钙离子防垢缓释剂，搅拌，再加入固化剂，搅拌至颗粒分散后经筛分即可得到成品。
10.根据权利要求9所述的缓释防垢支撑剂的制备方法，其特征在于，所述树脂包括环氧树脂、酚醛树脂中的一种或几种；所述固化剂为改性氨类固化剂。
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