CN1267701A - 利用废旧聚烯烃制备的暂堵剂 - Google Patents

Abstract

在油气井施工作业过程中,为防止井壁不稳定或储层损害,需要使用含有油溶性变形颗粒的暂堵剂。本发明介绍的是一种利用废旧聚烯烃类高分子物质制备的暂堵剂,是一种回收利用废旧聚烯烃的新途径。该暂堵剂至少含有四种组分,这四种组分的名称及范围(质量百分率)分别是:聚烯烃5～96,烃馏分0.1～83,表面活性剂0.1～15,水0.1～68。

Description

利用废旧聚烯烃制备的暂堵剂

本发明涉及一种用于油气井的暂堵剂，同时涉及一种回收利用废旧聚烯烃高分子材料的途径。

在石油钻探开发过程中，为满足平衡地层压力、悬浮并携带固相等要求，大多数的钻井、完井、修井、压裂等施工作业使用水基入井液(比如以水为连续相的钻井液完井液、修井液、压裂液等)。水基入井液的滤液如果大量进入井壁岩石缝隙中，就使得地层孔隙流体压力增大，这相当于减弱岩石内矿物颗粒之间的连接力，或增大矿物颗粒之间的斥力，因而降低井壁岩石的强度，即降低井壁的稳定性。此外，入井液往往导致不同程度的储层损害，例如水基入井液的滤液如果进入含油的储层缝隙，会降低油的相对渗透率，甚至会导致水锁堵塞；入井液中不能被原油溶解的固体成分如粘土等如果进入储层孔隙，会导致严重堵塞，使储层油气生产能力降低。为了防止水基入井液的水等成分进入地层缝隙导致井壁不稳定或储层损害，需要向入井液中加入可变形的颗粒作为暂堵剂，并要求暂堵剂在开始采油之后能被原油溶解而自行解堵，已有的此类暂堵剂为改性沥青(包括磺化沥青等)、改性石蜡及油溶树脂。如中国专利ZL88103063、美国专利US4385999、英国专利GB2178785等文献都介绍过沥青类暂堵剂。

改性沥青有较强的荧光，对采用荧光法识别地层原油的的录井工作存在明显的干扰；石蜡的软化温度一般低于70℃，油溶树脂的软化点一般不超过130℃，而且因为石蜡及油溶树脂的分子量较小，其熔融体粘度低，所以其封堵效果差。

本发明的目的是制备比沥青类荧光低，比石蜡、油溶树脂熔融粘度高、封堵效果好的油溶性暂堵剂，并促进废旧聚烯烃类的回收利用。

本发明的目的实现以废旧聚烯烃作为最主要的原料，此外至少还使用烃馏分、表面活性剂和水。这四种必需组分的质量百分数分别是：废旧聚烯烃5～96，烃馏分0.1～83，表面活性剂0.1～15，水0.1～68。

本发明所说的聚烯烃指的是下述物质的一种或两种以上的组合：聚乙烯、聚丙烯、聚丁烯、聚异丁烯、聚苯乙烯，或者以乙烯、丙烯、丁烯、异丁烯、苯乙烯为主要单体的共聚物。从分子结构看，聚烯烃没有沥青那样的多环芳烃共轭结构，所以在荧光强度上聚烯烃比沥青低得多。当把废旧聚烯烃以细小颗粒分散在入井液中时，在适当的井底温度和压力条件下他们会软化变形被挤入地层缝隙内，暂时封堵地层缝隙，完成施工并开始采油之后，它们可以被原油溶解或分散，达到自行解堵。废旧聚烯烃的来源广、成本低，对其加以充分回收利用，有利于节约资源和保护环境。

本发明所说的暂堵剂的制备可以参照水分散性沥青的制备方法。可以用含有表面活性剂的水溶液作为连续相，对废旧聚烯烃或其组合物进行水湿研磨或热熔乳化，使其颗粒均小于1毫米且能被水润湿。为了降低废旧聚烯烃的抗剪切强度、便于磨细，并根据欲施工的油气井井下温度调节废旧聚烯烃暂堵剂的软化点，将其与适当的烃馏分混合，烃馏分指的是下述材料之中的一种或其中几种的混合物：苯、甲苯、二甲苯、煤油、柴油、润滑油、机械油、基础油、重油减压蒸馏产物、石蜡、地蜡、凡士林、渣油、煤焦油。

本发明所用的表面活性剂，是HLB(亲水亲油平衡值)为6～35的单种表面活性物质或几种表面活性物质的组合，可以采用阴离子表面活性剂、阳离子表面活性剂、两性表面活性剂和非离子表面活性剂，例如：烷基磺酸盐、烷基苯磺酸盐、石油磺酸盐、烷基奈磺酸盐、肥皂或其组分、烷基醇硫酸酯钠盐、卤化烃基胺、四烃基卤化铵、卤化烷基吡啶、聚氧乙烯烷基酚醚、聚氧乙烯烷基醇醚、斯盘类表面活性剂、、吐温类表面活性剂、烷基氨基酸内盐或铵基酸内盐，等等。

本发明所谓水湿研磨工艺基本步骤为：把从废旧物品中分拣出来的聚烯烃洗去尘土等杂质，直接剪切成小于10毫米的碎片，或在加热条件下与适当的烃馏分掺混之后剪切成碎片，浸泡于表面活性剂水溶液中成为固液混合体系，研磨该混合体系，直到颗粒小于1毫米或更细，然后过滤、干燥，即得到粉状暂堵剂。如果欲应用于可以酸化的油气井，则可在研磨之前或研磨过程中掺入碳酸钙等可溶于酸的硬脆性物质，有利于提高研磨效率。

本发明所谓热熔乳化工艺基本步骤为：将洗净的废旧聚烯烃加热熔融，此时可加入适当的烃馏分，趁热加入含有适当表面活性剂的水中并适当搅拌，即制得乳化型暂堵剂。

根据本发明揭示的基本思路利用废旧聚烯烃制备的油气井暂堵剂，可以含有任何其它的不破坏入井液性能的成分，特别是目前应用着的油田化学剂，如聚丙烯酸盐及其衍生物、水溶性纤维素衍生物、腐植酸盐、木质素磺酸盐、水溶性树脂等。

下面以实例进一步阐明本发明的实现过程，但不是用以限制实现本发明的各种条件。

实例1

取70克柴油，加入废旧低密度聚乙烯薄膜60克，加热至120℃，搅拌5分钟；另取150毫升水，加入5克土温-80和6克斯盘-80，加热至95℃；边搅拌边把热水溶液加入柴油-聚乙烯热溶液中，继续搅拌5分钟，制得乳膏状暂堵剂。取此乳膏50克，在553℃下干燥5小时，按GB4507《石油沥青软化点测定方法》测得其软化点为79℃。参照张绍槐、罗平亚等编著的《保护储集层技术》(石油工业出版社，1993)介绍的有关实验方法，向0.2升含膨润土6％的基浆中加入18克上述乳膏状暂堵剂，以该泥浆封堵岩心(90℃，2MPa，1小时)，以煤油测定岩心的渗透率。封堵后经过反排测得岩心的渗透率恢复值为89％，表明其具有较好的防止储层损害的性能。

实例2

取重柴油50克，加入废旧聚丙烯编织带60克，加热到170℃，搅拌5分钟，冷却到室温(20±10℃)，破碎成小于1毫米的颗粒，浸泡于含有8克十二烷醇硫酸酯钠盐的150毫升水溶液中，搅拌5分钟，然后研磨1小时，在95±3℃干燥4小时，得到粒度小于1毫米的粉状暂堵剂，其软化点为146℃。将该暂堵剂按30克/升加入从井场取的钻井液中，使其高温高压(150℃、3.5Mpa)滤失量从31毫升降低到19毫升。

实例3

取10克OP-7非离子表面活性剂溶于100毫升水中，用25克此水溶液拌湿130克废聚苯乙烯，掺入30克重质碳酸钙，边研磨边添加水溶液，共研磨30分钟既达到了全部颗粒小于1毫米，在95±3℃干燥3小时，得到粉状暂堵剂，其软化点为174℃，适用于井底温度高于170℃的井，例如超深井和地热井。受仪器条件的限制，未测定该粉状暂堵剂的暂堵性能。

Claims (4)

1、一种利用废旧聚烯烃制备的油气井暂堵剂，特征是其中含有聚烯烃、烃馏分、表面活性剂和水，这四种成分的质量百分率范围分别是：聚烯烃5～96，烃馏分0.1～83，表面活性剂0.1～15，水0.1～68。

2、如权利要求1所述的暂堵剂，所采用的废旧聚烯烃是下述物质的一种或两种以上的组合：聚乙烯、聚丙烯、聚丁烯、聚异丁烯、聚苯乙烯，以及以乙烯、丙烯、丁烯、异丁烯、苯乙烯为主要单体的共聚物。

3、如权利要求1所述的暂堵剂，所用的烃馏分是下述材料之中的一种或其中几种的混合物：苯、甲苯、二甲苯、煤油、柴油、润滑油、机械油、基础油、重油减压蒸馏产物、石蜡、地蜡、凡士林、渣油、煤焦油。

4、如权利要求1所述的暂堵剂，所用的表面活性剂是亲水亲油平衡值HLB为6～35的单种表面活性物质或几种表面活性物质的组合。