一種樹脂助劑組合物及其應用制造技術

本發(fā)明專利技術公開了一種樹脂助劑組合物及其應用，該樹脂助劑組合物包括水溶性陽離子樹脂、互溶劑和維持所述樹脂助劑組合物在水中pH值的添加劑，其中所述水溶性陽離子樹脂通過以下步驟制備獲得：(1)將非離子單體和陽離子單體溶解在水中制成水溶液；(2)調(diào)節(jié)所述水溶液pH值為7～10，加入偶氮類或氧化還原自由基類的引發(fā)劑進行聚合反應，得到膠狀聚合物水溶液；(3)干燥所述膠狀聚合物水溶液即得。該樹脂助劑組合物可以在地層內(nèi)部原位改善固體顆粒結(jié)合性能，從而有效的控制固體顆粒在地層中的運移。

Resin auxiliary composition and application thereof

The invention discloses a resin composition and its application, including the auxiliary composition resin water soluble cationic resin, mutual solvent and maintain the additive resin composition in the pH value of water, wherein the water-soluble cationic resin was prepared by the following steps: (1) the nonionic monomer and the cationic monomer dissolved in water to form aqueous solution; (2) adjusting the solution pH value was 7 ~ 10, initiator azo free radicals or redox polymerization, obtained colloidal polymer aqueous solution; (3) drying the colloidal polymer solution is. The resin additive composition can improve the solid particle binding property in situ within the formation so as to effectively control the movement of the solid particles in the formation.

【技術實現(xiàn)步驟摘要】
一種樹脂助劑組合物及其應用
本專利技術涉及一種用于固體顆粒處理的組合物及其應用，特別涉及一種能夠使液相中固體顆粒結(jié)合的樹脂助劑組合物及其應用。
技術介紹
在油田作業(yè)中，地層內(nèi)部或人工注入地層的砂、煤粉、粒狀金屬固體或其它顆粒材料自身的結(jié)合能力不足，傾向于分散在工作液中，很難在地層中固結(jié)、駐留，因此固體顆粒會隨著工作液運移至地面，或者隨著工作液的濾失形成濾餅堵塞底層。在生產(chǎn)井，同樣存在地層出砂，直接造成產(chǎn)量下降的問題。現(xiàn)有技術主要是依據(jù)固體顆粒粘合劑的原理及形式來實現(xiàn)人工注入地層的固體顆粒間相互結(jié)合與固結(jié)，從而抑制人工注入地層的固體顆粒的運移性能。這通常需要在地面提前對固體顆粒進行預處理，典型的方式如使用樹脂包覆固體顆粒支撐劑。但現(xiàn)有技術無法解決地層內(nèi)部自然出砂的問題。公開于該
技術介紹
部分的信息僅僅旨在增加對本專利技術的總體背景的理解，而不應當被視為承認或以任何形式暗示該信息構(gòu)成已為本領域一般技術人員所公知的現(xiàn)有技術。
技術實現(xiàn)思路
為了克服現(xiàn)有技術的缺陷，本專利技術提供了一種樹脂助劑組合物及其應用，該樹脂助劑組合物可以在地層內(nèi)部原位增強固體顆粒結(jié)合性能，從而有效的控制固體顆粒在地層中的運移。一種樹脂助劑組合物，包括水溶性陽離子樹脂、互溶劑和維持所述樹脂助劑組合物在水中pH值的添加劑，其中所述水溶性陽離子樹脂通過以下步驟制備獲得：(1)將非離子單體和陽離子單體溶解在水中制成水溶液；(2)調(diào)節(jié)所述水溶液pH值為7～10，加入偶氮類或氧化還原自由基類的引發(fā)劑進行聚合反應，得到膠狀聚合物水溶液；(3)干燥所述膠狀聚合物水溶液即得。上述樹脂助劑組合物在另一種可能的實現(xiàn)方式中，所述非離子單體選自N-乙烯基吡咯烷酮，丙烯酰胺，N,N-二甲基丙烯酰胺中的一種或幾種。N-乙烯基吡咯烷酮，簡寫為NVP，化學式為CH2＝CHNC4H6O，CAS號為88-12-0；丙烯酰胺，簡寫為AM，化學式為CH2＝CHCONH2，CAS號為79-06-1；N,N-二甲基丙烯酰胺，簡寫為DMAM，化學式為CH2＝CHCON(CH3)2，CAS號為2680-03-7。上述樹脂助劑組合物在另一種可能的實現(xiàn)方式中，所述陽離子單體選自二烯丙基二甲基氯化銨，丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨，丙烯酰氧乙基二甲基芐基氯化銨中的一種或幾種。二烯丙基二甲基氯化銨，簡寫為DMDMAC，化學式為(CH2＝CHCH2)2N(CH3)2Cl，CAS號為7398-69-8；丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨，簡寫為DAC，化學式為CH2＝CHCOO(CH2)2N(CH3)3Cl，CAS號為44992-01-0；丙烯酰氧乙基二甲基芐基氯化銨,簡寫為為DBC，化學式為CH2＝CHCOO(CH2)2N(CH3)2CH2C6H5Cl，CAS號為46830-22-2。即在本申請中，水溶性陽離子樹脂可以為聚丙烯酰胺基陽離子樹脂，例如以DMDMAC、DAC、DBC中的一種或多種作為陽離子共聚單體且以AM作為非離子共聚單體形成的二元或多元共聚物；還可以為聚吡咯烷酮基陽離子樹脂，例如以DMDMAC、DAC、DBC中的一種或多種作為陽離子共聚單體且以NVP作為非離子共聚單體形成的二元或多元共聚物；還可以為聚N，N-二甲基丙烯酰胺基陽離子樹脂，例如以DMDMAC、DAC、DBC中的一種或多種作為陽離子共聚單體且以DMAM作為非離子共聚單體形成的二元或多元共聚物。上述樹脂助劑組合物在另一種可能的實現(xiàn)方式中，所述水溶性陽離子樹脂為以NVP為非離子單體且以DAC和DBC為陽離子單體的三元共聚物。上述樹脂助劑組合物在另一種可能的實現(xiàn)方式中，步驟(1)中還包括在所述水溶液中通入氮氣除氧的步驟；步驟(2)中聚合反應是在密封、攪拌的條件下進行的。上述樹脂助劑組合物在另一種可能的實現(xiàn)方式中，所述聚合反應中，所述水、所述非離子單體、所述陽離子單體和所述引發(fā)劑的質(zhì)量比為1000：80～300：10～250：0.001～0.1；例如：所述水、所述非離子單體、所述陽離子單體和所述引發(fā)劑的質(zhì)量比為1000：100～200：100～200：0.002～0.05；再例如：所述水、所述非離子單體、所述陽離子單體和所述引發(fā)劑的質(zhì)量比為1000：100～200：100～200：0.005～0.02。上述樹脂助劑組合物在另一種可能的實現(xiàn)方式中，偶氮類引發(fā)劑為偶氮二異丁腈、偶氮二異庚腈、2,2-偶氮雙(2-甲基丙脒)鹽酸鹽中的一種或幾種，例如為2,2-偶氮雙(2-甲基丙脒)鹽酸鹽；所述氧化還原自由基類引發(fā)劑中，氧化劑為過硫酸鉀或過硫酸銨，還原劑為亞硫酸鈉或亞硫酸氫鈉，例如氧化還原引發(fā)劑中氧化劑為過硫酸鉀，還原劑為亞硫酸鈉。上述樹脂助劑組合物在另一種可能的實現(xiàn)方式中，在使用偶氮類引發(fā)劑時，所述聚合反應的溫度為40～70℃，例如為45～60℃；在使用氧化還原自由基類引發(fā)劑時，所述聚合反應的溫度為15～30℃，例如為15～20℃；所述聚合反應的反應時間為5～10小時，例如為6～7小時。上述樹脂助劑組合物在另一種可能的實現(xiàn)方式中，步驟(2)中用氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)所述水溶液pH值為7.0～9.5。上述樹脂助劑組合物在另一種可能的實現(xiàn)方式中，所述互溶劑為油水互溶的有機溶劑；優(yōu)選地，所述油水互溶的有機溶劑可以為C1-C3的醇，例如可以為甲醇、乙醇、正丙醇、異丙醇；所述油水互溶的有機溶劑可以為酮類，例如可以為丙酮、乙酰丙酮；所述油水互溶的有機溶劑可以為醚類，例如乙醚、乙二醇丁醚；例如，所述油水互溶的有機溶劑為乙二醇丁醚。上述樹脂助劑組合物在另一種可能的實現(xiàn)方式中，所述添加劑為含磷有機化合物；優(yōu)選地，所述含磷有機化合物可以為氨基三甲叉膦酸、乙二胺四甲叉膦酸、羥基乙叉二膦酸、2-膦酰基丁烷1,2,4-三羧酸、羥基膦酰基乙酸、多氨基多醚基甲叉膦酸、膦酰基羧酸；例如，所述含磷有機化合物為羥基乙叉二膦酸。上述樹脂助劑組合物在另一種可能的實現(xiàn)方式中，水溶性陽離子樹脂、添加劑和互溶劑混配的方式及比例沒有特別的限定。優(yōu)選情況下，樹脂助劑組合物包括質(zhì)量比為1：1-4：1-4的水溶性陽離子樹脂、添加劑和互溶劑，例如為1：2-4：2-4，再例如為1：3：2.5。本專利技術還提供了一種具有樹脂涂層的固體顆粒，所述樹脂涂層是通過上述樹脂助劑組合物吸附在固體顆粒外形成的。上述具有樹脂涂層的固體顆粒在另一種可能的實現(xiàn)方式中，所述固體顆粒為石油壓裂支撐劑、金屬氧化物或地層砂。固體顆粒的ζ電位變化使石油壓裂支撐劑和其他顆粒相互吸引和聚集，從而增加了每個固體顆粒之間的摩擦阻力和牽引力。當固體顆粒為石油壓裂支撐劑時，可以防止石油壓裂支撐劑的反吐。本專利技術還提供了上述樹脂助劑組合物或上述具有樹脂涂層的固體顆粒在油田開采中的應用，尤其是鉆井、壓裂、油田生產(chǎn)、注液、防砂中的應用。在鉆井作業(yè)中，樹脂助劑組合物可用于在井壁形成表面涂層和包裹鉆井中的巖屑。與現(xiàn)有技術相比，本專利技術具有如下有益效果：1、專利技術人出乎意料的發(fā)現(xiàn)：當本專利技術樹脂助劑組合物添加到含有固體顆粒的含水體系中時，如含有固體顆粒的懸浮液或分散體系中，它會迅速地附著于任何固相(例如金屬氧化物、表面電荷為負的地層砂或小顆粒)表面形成樹脂涂層，原位形成樹脂涂層包覆形態(tài)的固體顆粒組合物，且所形成的樹脂涂層是可變形的。即固體顆粒表面被樹脂涂層改性或部分改性，被改性的固本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術保護點】
一種樹脂助劑組合物，其特征在于，包括水溶性陽離子樹脂、互溶劑和維持所述樹脂助劑組合物在水中pH值的添加劑，其中所述水溶性陽離子樹脂通過以下步驟制備獲得：(1)將非離子單體和陽離子單體溶解在水中制成水溶液；(2)調(diào)節(jié)所述水溶液pH值為7～10，加入偶氮類或氧化還原自由基類的引發(fā)劑進行聚合反應，得到膠狀聚合物水溶液；(3)干燥所述膠狀聚合物水溶液即得。

【技術特征摘要】
1.一種樹脂助劑組合物，其特征在于，包括水溶性陽離子樹脂、互溶劑和維持所述樹脂助劑組合物在水中pH值的添加劑，其中所述水溶性陽離子樹脂通過以下步驟制備獲得：(1)將非離子單體和陽離子單體溶解在水中制成水溶液；(2)調(diào)節(jié)所述水溶液pH值為7～10，加入偶氮類或氧化還原自由基類的引發(fā)劑進行聚合反應，得到膠狀聚合物水溶液；(3)干燥所述膠狀聚合物水溶液即得。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的樹脂助劑組合物，其特征在于，所述非離子單體為N-乙烯基吡咯烷酮，丙烯酰胺，N,N-二甲基丙烯酰胺中的一種或幾種；所述陽離子單體為二烯丙基二甲基氯化銨，丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨，丙烯酰氧乙基二甲基芐基氯化銨中的一種或幾種。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的樹脂助劑組合物，其特征在于，所述水溶性陽離子樹脂為以N-乙烯基吡咯烷酮為非離子單體且以丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨和丙烯酰氧乙基二甲基芐基氯化銨為陽離子單體的三元共聚物。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的樹脂助劑組合物，其特征在于，所述聚合反應中，所述水、所述非離子單體、所述陽離子單體和所述引發(fā)劑的質(zhì)量比為1000：80～300：10～250：0.001～0.1；例如，所述水、所述非離子單體、所述陽離子單體和所述引發(fā)劑的質(zhì)量比為1000：100～200：100～200：0.002～0.05；再例如，所述水、所述非離子單體、所述陽離子單體和所述引發(fā)劑的質(zhì)量比為1000：100～200：100～200：0.005～0.02。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的樹脂助劑組合物，其特征在于，偶氮類引發(fā)...

【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：化京衡，范淼，張方凱，王勃，劉晟，
申請(專利權(quán))人：北京清水蘭德油田技術服務有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：北京,11