CN117467419A - 一种油水井用长效调堵剂及其制备方法 - Google Patents
一种油水井用长效调堵剂及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN117467419A CN117467419A CN202311815451.6A CN202311815451A CN117467419A CN 117467419 A CN117467419 A CN 117467419A CN 202311815451 A CN202311815451 A CN 202311815451A CN 117467419 A CN117467419 A CN 117467419A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- plugging agent
- long
- oil
- water
- acting
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 92
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 title claims abstract description 90
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 16
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical class O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 98
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 claims abstract description 40
- -1 tetramethyl divinyl siloxane Chemical class 0.000 claims abstract description 23
- KAKZBPTYRLMSJV-UHFFFAOYSA-N vinyl-ethylene Natural products C=CC=C KAKZBPTYRLMSJV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 22
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 claims abstract description 15
- SMZOUWXMTYCWNB-UHFFFAOYSA-N 2-(2-methoxy-5-methylphenyl)ethanamine Chemical compound COC1=CC=C(C)C=C1CCN SMZOUWXMTYCWNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 14
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 2-Propenoic acid Natural products OC(=O)C=C NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 14
- HRPVXLWXLXDGHG-UHFFFAOYSA-N Acrylamide Chemical compound NC(=O)C=C HRPVXLWXLXDGHG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 12
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 9
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- 239000003999 initiator Substances 0.000 claims abstract description 7
- WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N Tetrahydrofuran Chemical compound C1CCOC1 WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 40
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims description 34
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 claims description 33
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 claims description 33
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 22
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 22
- YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N tetrahydrofuran Natural products C=1C=COC=1 YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 20
- ROOXNKNUYICQNP-UHFFFAOYSA-N ammonium persulfate Chemical compound [NH4+].[NH4+].[O-]S(=O)(=O)OOS([O-])(=O)=O ROOXNKNUYICQNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 16
- RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N Diethyl ether Chemical compound CCOCC RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 15
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 13
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 13
- XDLMVUHYZWKMMD-UHFFFAOYSA-N 3-trimethoxysilylpropyl 2-methylprop-2-enoate Chemical compound CO[Si](OC)(OC)CCCOC(=O)C(C)=C XDLMVUHYZWKMMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 11
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 10
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims description 10
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims description 9
- 229910001870 ammonium persulfate Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 claims description 8
- JWYVGKFDLWWQJX-UHFFFAOYSA-N 1-ethenylazepan-2-one Chemical compound C=CN1CCCCCC1=O JWYVGKFDLWWQJX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- LCPVQAHEFVXVKT-UHFFFAOYSA-N 2-(2,4-difluorophenoxy)pyridin-3-amine Chemical compound NC1=CC=CN=C1OC1=CC=C(F)C=C1F LCPVQAHEFVXVKT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 239000000178 monomer Substances 0.000 claims description 7
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 claims description 7
- CHQMHPLRPQMAMX-UHFFFAOYSA-L sodium persulfate Substances [Na+].[Na+].[O-]S(=O)(=O)OOS([O-])(=O)=O CHQMHPLRPQMAMX-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 7
- MCQRPQCQMGVWIQ-UHFFFAOYSA-N boron;methylsulfanylmethane Chemical compound [B].CSC MCQRPQCQMGVWIQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 claims description 5
- 238000004108 freeze drying Methods 0.000 claims description 5
- 238000000227 grinding Methods 0.000 claims description 5
- 239000005457 ice water Substances 0.000 claims description 5
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 claims description 4
- USHAGKDGDHPEEY-UHFFFAOYSA-L potassium persulfate Chemical compound [K+].[K+].[O-]S(=O)(=O)OOS([O-])(=O)=O USHAGKDGDHPEEY-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 4
- BQFYGYJPBUKISI-UHFFFAOYSA-N potassium;oxido(dioxo)vanadium Chemical compound [K+].[O-][V](=O)=O BQFYGYJPBUKISI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- XVJFCWCVLJOKRP-UHFFFAOYSA-N boron;n-ethylethanamine Chemical compound [B].CCNCC XVJFCWCVLJOKRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- DWAQJAXMDSEUJJ-UHFFFAOYSA-M Sodium bisulfite Chemical compound [Na+].OS([O-])=O DWAQJAXMDSEUJJ-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 2
- 239000012299 nitrogen atmosphere Substances 0.000 claims description 2
- 239000012286 potassium permanganate Substances 0.000 claims description 2
- 235000010267 sodium hydrogen sulphite Nutrition 0.000 claims description 2
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 abstract description 12
- 239000003431 cross linking reagent Substances 0.000 abstract description 9
- 239000005543 nano-size silicon particle Substances 0.000 abstract description 3
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 29
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 12
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 11
- 230000008961 swelling Effects 0.000 description 8
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 7
- 238000004132 cross linking Methods 0.000 description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 description 5
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 3
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 3
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 description 3
- 239000002086 nanomaterial Substances 0.000 description 3
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 3
- 239000000376 reactant Substances 0.000 description 3
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 239000008398 formation water Substances 0.000 description 2
- 229910001385 heavy metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 2
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 2
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 2
- 238000001878 scanning electron micrograph Methods 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- RNIHAPSVIGPAFF-UHFFFAOYSA-N Acrylamide-acrylic acid resin Chemical compound NC(=O)C=C.OC(=O)C=C RNIHAPSVIGPAFF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 1
- 239000002250 absorbent Substances 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 230000004075 alteration Effects 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- VEWFZHAHZPVQES-UHFFFAOYSA-N boron;n,n-diethylethanamine Chemical compound [B].CCN(CC)CC VEWFZHAHZPVQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 1
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- KPUWHANPEXNPJT-UHFFFAOYSA-N disiloxane Chemical class [SiH3]O[SiH3] KPUWHANPEXNPJT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 230000002209 hydrophobic effect Effects 0.000 description 1
- 230000002045 lasting effect Effects 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 230000005012 migration Effects 0.000 description 1
- 238000013508 migration Methods 0.000 description 1
- ZIUHHBKFKCYYJD-UHFFFAOYSA-N n,n'-methylenebisacrylamide Chemical compound C=CC(=O)NCNC(=O)C=C ZIUHHBKFKCYYJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 229920000620 organic polymer Polymers 0.000 description 1
- 150000002902 organometallic compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000003208 petroleum Substances 0.000 description 1
- 229920002401 polyacrylamide Polymers 0.000 description 1
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 1
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 description 1
- 230000036632 reaction speed Effects 0.000 description 1
- 230000009257 reactivity Effects 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 1
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 1
- 238000010008 shearing Methods 0.000 description 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 230000002522 swelling effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K8/00—Compositions for drilling of boreholes or wells; Compositions for treating boreholes or wells, e.g. for completion or for remedial operations
- C09K8/50—Compositions for plastering borehole walls, i.e. compositions for temporary consolidation of borehole walls
- C09K8/504—Compositions based on water or polar solvents
- C09K8/506—Compositions based on water or polar solvents containing organic compounds
- C09K8/508—Compositions based on water or polar solvents containing organic compounds macromolecular compounds
- C09K8/512—Compositions based on water or polar solvents containing organic compounds macromolecular compounds containing cross-linking agents
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
- C08F292/00—Macromolecular compounds obtained by polymerising monomers on to inorganic materials
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K8/00—Compositions for drilling of boreholes or wells; Compositions for treating boreholes or wells, e.g. for completion or for remedial operations
- C09K8/50—Compositions for plastering borehole walls, i.e. compositions for temporary consolidation of borehole walls
- C09K8/504—Compositions based on water or polar solvents
- C09K8/5045—Compositions based on water or polar solvents containing inorganic compounds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K8/00—Compositions for drilling of boreholes or wells; Compositions for treating boreholes or wells, e.g. for completion or for remedial operations
- C09K8/50—Compositions for plastering borehole walls, i.e. compositions for temporary consolidation of borehole walls
- C09K8/504—Compositions based on water or polar solvents
- C09K8/506—Compositions based on water or polar solvents containing organic compounds
- C09K8/508—Compositions based on water or polar solvents containing organic compounds macromolecular compounds
- C09K8/5083—Compositions based on water or polar solvents containing organic compounds macromolecular compounds obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Silicon Polymers (AREA)
Abstract
本发明公开了石油开采技术领域的一种油水井用长效调堵剂及其制备方法，包括如下重量份的组分：丙烯酰胺5‑7.5份、丙烯酸17.5‑25份、四甲基二乙烯基硅氧烷0.7‑1份、有机硼络合物0.1‑0.2份、引发剂2.2‑3份、温敏改性二氧化硅0.2‑0.6份。本发明以四甲基二乙烯基硅氧烷和有机硼络合物作为聚合物的交联剂，提高聚合物的力学性能，以温敏性基团改性纳米二氧化硅，加强了纳米颗粒在聚合物中的相容性，有效提高调堵剂的各项稳定性。
Description
技术领域
本发明属于石油开采技术领域，具体是指一种油水井用长效调堵剂及其制备方法。
背景技术
大部分油田进行长期注水开发，储层岩石结构受到破坏，导致层间非均质性日益严重，注水波及体积降低，油田的采收率下降；堵水调剖是治理岩层层间非均质性提高波及系数的有效方法，地下油藏环境复杂，对堵水调剖技术的要求较高；化学堵水调剖剂的应用较为广泛，尤其是有机聚合物凝胶类堵水调剖剂，由于其采用的交联剂常涉及有机铬等重金属有机化合物，容易造成地下水系统的重金属污染；在低温环境中，物质反应活性降低，底层的吸附和剪切作用，导致部分化学堵水调剖的交联反应速度变慢，成胶强度差；纳米材料相较于传统材料，在介观尺寸结构上具有明显的差异，能够表现出特有表面效应和体积效应，在力学、光学、电学、磁学性能均有不同程度变化，广泛应用于多个领域，纳米材料能够与聚合物形成复合凝胶，理论上能够提高复合凝胶的各方面性能，但是纳米材料由于粒径较小，容易在聚合物体系中团聚，导致纳米材料的分散不均，复合凝胶性能降低。
发明内容
针对上述情况，为克服现有技术的缺陷，本发明提供了一种油水井用长效调堵剂及其制备方法，为了解决纳米颗粒与聚合物的相容性较差的问题，本发明以四甲基二乙烯基硅氧烷和有机硼络合物作为聚合物的交联剂，提高聚合物的力学性能，以温敏性基团改性纳米二氧化硅，加强了纳米颗粒在聚合物中的相容性，有效提高调堵剂的各项稳定性。
为了实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：本发明提出了一种油水井用长效调堵剂，所述长效调堵剂包括如下重量份的组分：丙烯酰胺5-7.5份、丙烯酸17.5-25份、四甲基二乙烯基硅氧烷0.7-1份、有机硼络合物0.1-0.2份、引发剂2.2-3份、温敏改性二氧化硅0.2-0.6份；
优选地，所述有机硼络合物包括硼烷二甲硫醚络合物、硼烷二乙胺络合物中的至少一种；
优选地，所述引发剂包括过硫酸钠、过硫酸钾、过硫酸铵、高锰酸钾、钒酸钾、亚硫酸氢钠中的至少一种；
优选地，所述温敏改性二氧化硅的制备方法具体包括以下步骤：
①将二氧化硅纳米粒子分散于去离子水中，分散均匀后加入甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷，调节pH至4.5，置于磁力搅拌器上，以温度60-70℃、速度150-180rpm条件反应2-3h，待反应体系温度降至常温，用乙醚和丙酮洗涤去除多余甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷，在10000-12000rpm下离心5-10min，收集沉淀用去离子水进行透析3-6天后，去除去离子水，冷冻干燥后得到MPS二氧化硅纳米颗粒；
②将步骤①所制备的MPS二氧化硅纳米颗粒溶解于去离子水中，在氮气氛围下，加入N-乙烯基己内酰胺单体，置于磁力搅拌器上，加入过硫酸铵水溶液，在60-80℃下反应5-7h，反应结束后，用无水乙醇和去离子水进行洗涤，干燥后得到温敏改性二氧化硅；
优选地，在步骤①中，二氧化硅纳米粒子在去离子水中的质量分数为10-30%；
优选地，在步骤①中，所述甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷与二氧化硅纳米颗粒之间的质量比2-4:1；
优选地，在步骤②中，所述MPS二氧化硅纳米颗粒在去离子水中的质量分数为5-10%；
优选地，在步骤②中，所述N-乙烯基己内酰胺单体与MPS二氧化硅纳米颗粒之间的质量比为1:1-4；
优选地，在步骤②中，所述过硫酸铵水溶液的质量分数为0.01-0.02%；所述过硫酸铵水溶液的添加量为0.5-1mL。
本发明还提供一种油水井用长效调堵剂的制备方法，具体包括以下步骤：
S1、将四甲基二乙烯基硅氧烷溶解于四氢呋喃中，高纯氩气氛围下，置于冰水浴中搅拌混合均匀，加入有机硼络合物，充分反应30-40min，反应完成后，去除多余四氢呋喃，得到硼硅氧烷；
S2、将丙烯酸溶解于去离子水中，调节pH至7.0，加入丙烯酰胺混合均匀后，加入步骤S1所制备的硼硅氧烷，将反应体系置于氮气环境中，加入引发剂，搅拌至所有组分完全溶解后，加入温敏改性二氧化硅纳米颗粒，在45-60℃下反应4-6h，反应结束后，进行干燥、研磨得到长效调堵剂；
优选地，在步骤S1中，所述四甲基二乙烯基硅氧烷在四氢呋喃中的质量分数为4-8%；
优选地，在步骤S2中，所述丙烯酸在去离子水中的质量分数为20-30%。
本发明取得的有益效果如下：
本发明提供一种油水井长效调堵剂及其制备方法，本发明以四甲基二乙烯基硅氧烷和有机硼络合物作为聚合物的交联剂，提高聚合物的力学性能，以温敏性基团改性纳米二氧化硅，加强了纳米颗粒在聚合物中的相容性，有效提高调堵剂的各项稳定性；本发明通过将四甲基二乙烯基硅氧烷和有机硼络合物形成了以硼为中心的多乙烯端的交联剂，在与丙烯酸、丙烯酰胺发生聚合反应的过程中，形成复杂交联结构，具有三维网状的立体形态，以硼元素为交联中心能够提高交联结构的力学强度和耐高温性能；本发明还在调堵剂中加温敏改性的二氧化硅，将温敏性基团通过甲基丙烯基双键接枝与纳米二氧化硅上，能够提高二氧化硅纳米颗粒在丙烯酸-丙烯酰胺聚合物中的相容性，提高分散程度；在井下环境中，水分子进入空间网状结构后调堵剂吸水膨胀，随着温度的升高，温敏改性二氧化硅纳米颗粒外层的温敏性基团向疏水方向转变，在网状结构中能够通过对水分子的排斥力，降低水分子在空间网络中的穿梭能力，从而达到防止水分迁移的作用，提高调堵剂持效期。
附图说明
图1为实施例1所制备的调堵剂的SEM图像；
图2为实施例和对比例所制备的调堵剂膨胀性能结果图；
图3为实施例和对比例所制备的调堵剂在抗剪切强度和稳定性上的性能结果图。
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例；基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
除非另行定义，文中所使用的所有专业与科学用语与本领域技术人员所熟悉的意义相同。此外，任何与所记载内容相似或均等的方法及材料皆可应用于本发明中。文中所述的较佳实施方法与材料仅作示范之用，但不能限制本申请的内容。
下述实施例中的实验方法，如无特殊说明，均为常规方法；下述实施例中所用的试验材料及试验菌株，如无特殊说明，均为从商业渠道购买得到的。
实施例1
本实施例提供了一种油水井长效调堵剂，所述长效调堵剂具体包括以下重量份的组分：丙烯酰胺5份、丙烯酸17.5份、四甲基二乙烯基硅氧烷0.7份、硼烷二甲硫醚络合物0.1份、过硫酸钠2.2份、温敏改性二氧化硅0.2份；
温敏改性二氧化硅的制备方法具体包括以下步骤：
①准确称取2.0g二氧化硅纳米颗粒分散于10mL去离子水中，加入4.0g甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷，调节pH至4.5，置于磁力搅拌器上充分混合，在60℃、150rpm条件下反应3h后，待反应体系温度降至常温，用乙醚和丙酮1:1(v:v)混合溶液进行洗涤，去除多余的甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷，将洗涤后的反应物置于10000rpm下离心10min后，收集沉淀，用去离子水透析3天后，冷冻干燥得到MPS二氧化硅纳米颗粒；
②准确称取4g步骤①所制备的MPS二氧化硅纳米颗粒置于烧瓶中，加入80mL去离子水完全溶解，向烧瓶中通入氮气，加入1gN-乙烯基己内酰胺单体，置于磁力搅拌器上搅拌10min后，加入质量分数为0.02%的过硫酸钠水溶液0.5mL，加热至60℃下反应7h后，用无水乙醇和去离子水进行洗涤，干燥后得到温敏改性二氧化硅；
本发明还提供一种油水井用长效调堵剂及其制备发方法，具体包括以下步骤：
S1、准确称取5.6g四甲基二乙烯基硅氧烷溶解于70mL干燥的四氢呋喃中，在高纯氩气氛围下，置于冰水浴中搅拌混合至溶液温度不再下降，加入0.76g硼烷二甲硫醚络合物，充分反应30min后，去除多余四氢呋喃溶解，得到硼硅氮烷；
S2、准确称取133g丙烯酸溶解于665mL去离子水中，调节pH至7.0，加入40g丙烯酰胺，混合均匀后，加入步骤S1所制备的硼硅氧烷，将反应体系置于氮气环境中，加入过硫酸钠16.6g，搅拌至所有组分完全溶解后，加入温敏改性二氧化硅2g，在50℃反应4h，反应结束后，进行干燥、研磨得到长效调堵剂。
实施例2
本实施例提供了一种油水井长效调堵剂，所述长效调堵剂具体包括以下重量份的组分：丙烯酰胺7份、丙烯酸23份、四甲基二乙烯基硅氧烷1份、硼烷三乙胺络合物0.1份、钒酸钾3份、温敏改性二氧化硅0.5份；
温敏改性二氧化硅的制备方法具体包括以下步骤：
①准确称取3.0g二氧化硅纳米颗粒分散于10mL去离子水中，加入9.0g甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷，调节pH至4.5，置于磁力搅拌器上充分混合，在70℃、150rpm条件下反应2.5h后，待反应体系温度降至常温，用乙醚和丙酮1:1(v:v)混合溶液进行洗涤，去除多余的甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷，将洗涤后的反应物置于12000rpm下离心5min后，收集沉淀，用去离子水透析5天后，冷冻干燥得到MPS二氧化硅纳米颗粒；
②准确称取8g步骤①所制备的MPS二氧化硅纳米颗粒置于烧瓶中，加入80mL去离子水完全溶解，向烧瓶中通入氮气，加入4gN-乙烯基己内酰胺单体，置于磁力搅拌器上搅拌10min后，加入质量分数为0.02%的过硫酸钠水溶液1.0mL，加热至80℃下反应5h后，用无水乙醇和去离子水进行洗涤，干燥后得到温敏改性二氧化硅；
本发明还提供一种油水井用长效调堵剂及其制备发方法，具体包括以下步骤：
S1、准确称取4.6g四甲基二乙烯基硅氧烷溶解于115mL干燥的四氢呋喃中，在高纯氩气氛围下，置于冰水浴中搅拌混合至溶液温度不再下降，加入0.76g硼烷二乙胺络合物，充分反应40min后，去除多余四氢呋喃溶解，得到硼硅氮烷；
S2、准确称取176g丙烯酸溶解于580mL去离子水中，调节pH至7.0，加入53g丙烯酰胺，混合均匀后，加入步骤S1所制备的硼硅氧烷，将反应体系置于氮气环境中，加入钒酸钾22g，搅拌至所有组分完全溶解后，加入温敏改性二氧化硅3.5g，在60℃反应4h，反应结束后，进行干燥、研磨得到长效调堵剂。
实施例3
本实施例提供了一种油水井长效调堵剂，所述长效调堵剂具体包括以下重量份的组分：丙烯酰胺7.5份、丙烯酸25份、四甲基二乙烯基硅氧烷1份、硼烷二甲硫醚络合物0.2份、过硫酸钾3份、温敏改性二氧化硅0.6份；
温敏改性二氧化硅的制备方法具体包括以下步骤：
①准确称取1g二氧化硅纳米颗粒分散于10mL去离子水中，加入4.0g甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷，调节pH至4.5，置于磁力搅拌器上充分混合，在70℃、180rpm条件下反应2h后，待反应体系温度降至常温，用乙醚和丙酮1:1(v:v)混合溶液进行洗涤，去除多余的甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷，将洗涤后的反应物置于10000rpm下离心10min后，收集沉淀，用去离子水透析6天后，冷冻干燥得到MPS二氧化硅纳米颗粒；
②准确称取2g步骤①所制备的MPS二氧化硅纳米颗粒置于烧瓶中，加入40mL去离子水完全溶解，向烧瓶中通入氮气，加入2gN-乙烯基己内酰胺单体，置于磁力搅拌器上搅拌10min后，加入质量分数为0.01%的过硫酸钠水溶液1mL，加热至70℃下反应5h后，用无水乙醇和去离子水进行洗涤，干燥后得到温敏改性二氧化硅；
本发明还提供一种油水井用长效调堵剂及其制备发方法，具体包括以下步骤：
S1、准确称取3.7g四甲基二乙烯基硅氧烷溶解于60mL干燥的四氢呋喃中，在高纯氩气氛围下，置于冰水浴中搅拌混合至溶液温度不再下降，加入0.76g硼烷二甲硫醚络合物，充分反应30min后，去除多余四氢呋喃溶解，得到硼硅氮烷；
S2、准确称取95g丙烯酸溶解于380mL去离子水中，调节pH至7.0，加入28.5g丙烯酰胺，混合均匀后，加入步骤S1所制备的硼硅氧烷，将反应体系置于氮气环境中，加入过硫酸钾11.8g，搅拌至所有组分完全溶解后，加入温敏改性二氧化硅2.4g，在45℃反应6h，反应结束后，进行干燥、研磨得到长效调堵剂。
对比例1
本对比例提供一种调堵剂及其制备方法，其与实施例1的区别仅在于：所述二氧化硅不未经过任何改性处理，其余组分、组分含量与实施例1相同。
对比例2
本对比例提供一种调堵剂及其制备方法，其与实施例1的区别仅在于：以同样重量份的N,N′-亚甲基双丙烯酰胺替代四甲基二乙烯基硅氧烷，其余组分、组分含量与实施例1相同。
对比例3
本对比例提供一种调堵剂及其制备方法，其与实施例1的区别仅在于：所有组分中不包含有机硼络合物，所述调堵剂制备方法中不包括步骤S1，其余组分、组分含量与实施例1相同。
实验例1
本实验例针对实施例1所制备的调堵剂进行微观结构观察，将实施例1所制备的调堵剂浸入水中，进行充分吸水膨胀，将调堵剂水膨体进行真空干燥后，采用扫描电镜观察其微观结构，图1为实施例1所制备的调堵剂的SEM图像，如图，实施例1所制备的调堵剂水膨体干燥后，呈现出复杂的结构网络，说明该结构的能够储存更多的水分子。
实验例2
本实验例对实施例和对比例所制备的调堵剂进行膨胀倍数测定，具体方法为，将实施例和对比例所制备的调堵剂加入至模拟地层水这波能够，使其在60℃下进行充分吸水膨胀，分别于40min、80min、120min、140min、160min、180min、200min、240min、300min时取出测定调堵剂吸水膨胀后的质量，按照下式计算膨胀倍数：
F=(m1-m0)/m0；
F为调堵剂的吸水膨胀倍数；m0为调堵剂吸水膨胀前的质量；m1为调堵剂吸水膨胀后的质量；
下表为模拟地层水的各项参数：
；
图2为实施例和对比例所制备的调堵剂膨胀性能结果图，如图，实施例所制备的调堵剂在180-200min时基本吸水达到最大吸水量，200min以后吸水基本完全，充分吸水膨胀后的调堵剂膨胀倍数在11.37-11.88倍之间，对比例1所制备的调堵剂在140-160min时达到吸水平衡，膨胀倍数为7.18倍，对比例2所制备的调堵剂在160-180min时达到吸水平衡，膨胀倍数为6.81倍，对比例3所制备的调堵剂在200min时基本达到吸水平衡，膨胀倍数为7.66倍；对比例1所制备的调堵剂中二氧化硅纳米颗粒未经过改性修饰，二氧化硅纳米颗粒具有较高的亲水性，对比例1所制备的调堵剂在吸水膨胀时的速度更快，同时，亲水的二氧化硅纳米颗粒增加了水分子在环境和凝胶之间的流动性，凝胶的固定水分子的能力较差；对比例2所制备的调堵剂中以普通交联剂替代四甲基二乙烯基硅氧烷和有机硼络合物，普通交联剂的分子链较短，使吸水树脂凝胶在膨胀过程中受到限制，膨胀体积较小；对比例3所制备的调堵剂中不包含有机硼络合物，有机硼络合物提供了更加牢固的交联位点，对保持吸水膨胀后的树脂支撑性。
实验例3
本实验例对实施例和对比例所制备的调堵剂的抗剪切强度和抗剪切稳定性进行测定，具体方法为，将实施例和对比例所制备的调堵剂在地层水中进行充分吸水膨胀，在60℃下，于12h、5d、10d、15d、20d、30d、40d、60d、和80d时进行取样，采用膨胀颗粒强度剪切仪测定调堵剂吸水膨胀后的抗剪切强度；
图3为实施例和对比例所制备的调堵剂在抗剪切强度和稳定性上的性能结果图，如图，吸水膨胀完全后，实施例所制备的调堵剂的抗剪切强度为160-170N，对比例1所制备的调堵剂的抗剪切强度为137N，对比例2所制备的调堵剂的抗剪切强度为125N，对比例3所制备的调堵剂的抗剪切强度为129N；经过80天后，实施例所制备的调堵剂的抗剪切强度降低至150-160N，对比例1所制备的调堵剂抗剪切强度降低至133N，对比例2所制备的调堵剂抗剪切强度降低至112N，对比例3所制备的调堵剂抗剪切强度降低至120N；对比例1所制备的调堵剂中添加未经改性的二氧化硅纳米颗粒，其在凝胶中的相容性较差，造成了凝胶的抗剪切强度的下降，对比例2所制备的调堵剂中以普通交联剂替代四甲基二乙烯基硅氧烷和有机硼络合物，对比例3所制备的调堵剂中不包含有机硼络合物，交联位点的强度下降，导致凝胶材料的力学强度降低。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
以上对本发明及其实施方式进行了描述，这种描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的应用并不局限于此。总而言之如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种油水井用长效调堵剂，其特征在于：所述长效调堵剂包括如下重量份的组分：丙烯酰胺5-7.5份、丙烯酸17.5-25份、四甲基二乙烯基硅氧烷0.7-1份、有机硼络合物0.1-0.2份、引发剂2.2-3份、温敏改性二氧化硅0.2-0.6份。
2.根据权利要求1所述的一种油水井用长效调堵剂，其特征在于：所述有机硼络合物包括硼烷二甲硫醚络合物、硼烷二乙胺络合物中的至少一种。
3.根据权利要求2所述的一种油水井用长效调堵剂，其特征在于：所述引发剂包括过硫酸钠、过硫酸钾、过硫酸铵、高锰酸钾、钒酸钾、亚硫酸氢钠中的至少一种。
4.一种根据权利要求1-3任一项所述的油水井用长效调堵剂的制备方法，其特征在于：具体包括以下步骤：
S1、将四甲基二乙烯基硅氧烷溶解于四氢呋喃中，高纯氩气氛围下，置于冰水浴中搅拌混合均匀，加入有机硼络合物，充分反应30-40min，反应完成后，去除多余四氢呋喃，得到硼硅氧烷；
S2、将丙烯酸溶解于去离子水中，调节pH至7.0，加入丙烯酰胺混合均匀后，加入步骤S1所制备的硼硅氧烷，将反应体系置于氮气环境中，加入引发剂，搅拌至所有组分完全溶解后，加入温敏改性二氧化硅纳米颗粒，在45-60℃下反应4-6h，反应结束后，进行干燥、研磨得到长效调堵剂。
5.根据权利要求4所述的一种油水井用长效调堵剂的制备方法，其特征在于：在步骤S1中，所述四甲基二乙烯基硅氧烷在四氢呋喃中的质量分数为4-8%。
6.根据权利要求5所述的一种油水井用长效调堵剂的制备方法，其特征在于：在步骤S2中，所述丙烯酸在去离子水中的质量分数为20-30%。
7.根据权利要求6所述的一种油水井用长效调堵剂的制备方法，其特征在于：所述温敏改性二氧化硅的制备方法具体包括以下步骤：
①将二氧化硅纳米粒子分散于去离子水中，分散均匀后加入甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷，调节pH至4.5，置于磁力搅拌器上，以温度60-70℃、速度150-180rpm条件反应2-3h，待反应体系温度降至常温，用乙醚和丙酮洗涤去除多余甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷，在10000-12000rpm下离心5-10min，收集沉淀用去离子水进行透析3-6天后，去除去离子水，冷冻干燥后得到MPS二氧化硅纳米颗粒；
②将步骤①所制备的MPS二氧化硅纳米颗粒溶解于去离子水中，在氮气氛围下，加入N-乙烯基己内酰胺单体，置于磁力搅拌器上，加入过硫酸铵水溶液，在60-80℃下反应5-7h，反应结束后，用无水乙醇和去离子水进行洗涤，干燥后得到温敏改性二氧化硅。
8.根据权利要求7所述的一种油水井用长效调堵剂的制备方法，其特征在于：在步骤①中，二氧化硅纳米粒子在去离子水中的质量分数为10-30%；所述甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷与二氧化硅纳米颗粒之间的质量比2-4:1。
9.根据权利要求8所述的一种油水井用长效调堵剂的制备方法，其特征在于：在步骤②中，所述MPS二氧化硅纳米颗粒在去离子水中的质量分数为5-10%；所述N-乙烯基己内酰胺单体与MPS二氧化硅纳米颗粒之间的质量比为1:1-4。
10.根据权利要求9所述的一种油水井用长效调堵剂的制备方法，其特征在于：在步骤②中，所述过硫酸铵水溶液的质量分数为0.01-0.02%；所述过硫酸铵水溶液的添加量为0.5-1mL。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202311815451.6A CN117467419B (zh) | 2023-12-27 | 2023-12-27 | 一种油水井用长效调堵剂及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202311815451.6A CN117467419B (zh) | 2023-12-27 | 2023-12-27 | 一种油水井用长效调堵剂及其制备方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN117467419A true CN117467419A (zh) | 2024-01-30 |
| CN117467419B CN117467419B (zh) | 2024-03-15 |
Family
ID=89636528
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202311815451.6A Active CN117467419B (zh) | 2023-12-27 | 2023-12-27 | 一种油水井用长效调堵剂及其制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN117467419B (zh) |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103214631A (zh) * | 2013-03-22 | 2013-07-24 | 中国石油天然气股份有限公司 | 一种温敏改性二氧化硅纳米微球及其制备方法与应用 |
| CN105586024A (zh) * | 2014-10-24 | 2016-05-18 | 中国石油天然气股份有限公司 | 用于高温高矿化度油藏调剖堵水的调堵剂及调剖堵水方法 |
| CN111410941A (zh) * | 2020-04-10 | 2020-07-14 | 中国石油大学(华东) | 一种适用于裂缝性漏失地层的温敏凝胶颗粒堵漏剂及其制备方法与应用 |
| CN112480887A (zh) * | 2021-01-26 | 2021-03-12 | 陕西延长石油（集团）有限责任公司 | 一种基于纤维素的温敏型凝胶堵漏剂及其制备方法 |
| CN113929816A (zh) * | 2021-11-24 | 2022-01-14 | 四川轻化工大学 | 一种高强度调堵剂及其制备方法 |
| CN115093515A (zh) * | 2022-07-11 | 2022-09-23 | 美服(四川)能源技术有限公司 | 一种纳米低摩阻温敏型减阻增稠剂的制备方法、应用 |
-
2023
- 2023-12-27 CN CN202311815451.6A patent/CN117467419B/zh active Active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103214631A (zh) * | 2013-03-22 | 2013-07-24 | 中国石油天然气股份有限公司 | 一种温敏改性二氧化硅纳米微球及其制备方法与应用 |
| CN105586024A (zh) * | 2014-10-24 | 2016-05-18 | 中国石油天然气股份有限公司 | 用于高温高矿化度油藏调剖堵水的调堵剂及调剖堵水方法 |
| CN111410941A (zh) * | 2020-04-10 | 2020-07-14 | 中国石油大学(华东) | 一种适用于裂缝性漏失地层的温敏凝胶颗粒堵漏剂及其制备方法与应用 |
| CN112480887A (zh) * | 2021-01-26 | 2021-03-12 | 陕西延长石油（集团）有限责任公司 | 一种基于纤维素的温敏型凝胶堵漏剂及其制备方法 |
| CN113929816A (zh) * | 2021-11-24 | 2022-01-14 | 四川轻化工大学 | 一种高强度调堵剂及其制备方法 |
| CN115093515A (zh) * | 2022-07-11 | 2022-09-23 | 美服(四川)能源技术有限公司 | 一种纳米低摩阻温敏型减阻增稠剂的制备方法、应用 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN117467419B (zh) | 2024-03-15 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Sun et al. | A novel strategy for the synthesis of self-healing capsule and its application | |
| CN109485768B (zh) | 一种丙烯酸酯类聚合物包覆的碳纳米管及其制备方法 | |
| CN112795142B (zh) | 一种环氧树脂-碳纳米管阻燃复合材料及其制备方法 | |
| CN109232985B (zh) | 用于沥青改性的石墨烯材料及制备方法和应用 | |
| CN106589805A (zh) | 一种增韧复合环氧树脂组成物及其制备方法 | |
| CN110105938B (zh) | 一种高强度缓交联铬冻胶及其制备方法 | |
| CN112961680A (zh) | 一种抗冻融土壤固化剂及其制备方法 | |
| CN116640457B (zh) | 一种用于防水卷材的改性沥青及其制备方法 | |
| CN117467419B (zh) | 一种油水井用长效调堵剂及其制备方法 | |
| CN106543478A (zh) | 一种石墨烯负载富勒烯杂化物的制备及聚合物阻燃应用 | |
| CN110465251B (zh) | 一种长效修复型双层微胶囊 | |
| CN113305956B (zh) | 一种木材改性剂组合物、一种木材物理力学性能提升的方法 | |
| CN112979198B (zh) | 一种改性蒙脱土自修复剂及其制备方法和应用 | |
| CN107814874B (zh) | 一种纳米级耐温抗盐交联聚合物微球及其制备方法 | |
| CN111808584B (zh) | 一种基于多臂引发剂和纤维素纳米晶改性的不饱和聚酯封堵剂及其制备方法 | |
| Nguyen et al. | Novel core–shell (dendrimer) epoxy tougheners: Processing and hot–wet performance | |
| CN111518532A (zh) | 一种水平井分段压裂暂堵剂及其制备方法 | |
| CN114085484B (zh) | 一种高强高韧性复合材料、制备方法及应用 | |
| CN112169719B (zh) | 一种具有多重交联结构的am/pf微球及其制备方法和应用 | |
| Xu et al. | Preparation, structure, and properties of poly (vinyl acetate‐co‐methyl methacrylate) nanocomposite microspheres with exfoliated montmorillonite through using two‐stage in situ suspension polymerization | |
| CN114539962A (zh) | 一种增强不饱和聚酯胶粘剂及其制备方法 | |
| CN114921236A (zh) | 一种基于纳米材料缔合的自修复交互网络结构凝胶及其制备方法和应用 | |
| CN115030132B (zh) | 基于超低溶胀水凝胶的低碳全天候岩土稳定方法 | |
| Yang et al. | Deproteinized natural rubber‐graft‐polyacrylamide‐graft‐polystyrene (DPNR‐g‐PAM‐g‐PSt): Preparation and performance study of a new water swellable rubber | |
| CN115677923B (zh) | 一种预交联凝胶颗粒型堵剂及其制备方法和应用 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |