一種低密度二次膨脹型凝膠顆粒制造技術

本發明專利技術涉及一種低密度二次膨脹型凝膠顆粒，由丙烯酰胺單體、抗溫抗鹽單體、增強劑、生氣劑在引發劑和交聯劑作用下聚合交聯得到的整體凝膠經造粒、粉碎而成，其質量百分比分別為：丙烯酰胺單體8～12%，抗溫抗鹽單體1～5%，增強劑15～20%，生氣劑1～4%，交聯劑0.05～1%，引發劑0.03～0.1%，其余為水。由于引入了生氣劑，交聯劑由穩定交聯劑和非穩定交聯劑組成，本發明專利技術兼具低密度與二次膨脹性能，能夠自由懸浮于注入水中，在注入水的攜帶下順利進入地層，不產生沉積現象。本發明專利技術廣泛適用于各類油藏的調剖作業，尤其適用于分層調剖井與深部調剖井。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種用于油藏調剖的預交聯凝膠顆粒，尤其涉及一種兼具低密度與ニ次膨脹性能的預交聯凝膠顆粒，屬于石油開采

技術介紹
在長期注水開發的作用下，儲層含水不斷上升，油水分布關系日趨復雜，層間、層內矛盾愈發突出，常規的近井地帶調剖已無法實現明顯的增油降水效果。因此，深部調剖技術受到廣泛關注，并得以迅速發展，預交聯凝膠顆粒技術即是其中具有代表性的ー種。預交聯凝膠顆粒又稱吸水凝膠顆粒，是ー種高吸水性樹脂，能夠吸水膨脹，且膨脹 后具有一定的弾性、強度和保水性。該類凝膠在地面交聯，然后經造粒、粉碎、篩分等エ藝過程制備成顆粒，能夠良好解決聚合物凝膠成膠條件難控制、適用范圍窄、施工エ藝復雜等弊端，可有效用于水驅油藏的調剖處理。2002年，李芮麗提出了“一種耐溫耐鹽型吸水樹脂”(中國專利CN 1464007A),該吸水樹脂以丙烯酸、丙烯酰胺和ニ甲基ニ烯丙基氯化胺等陽離子単體為主劑，其中丙烯酰胺濃度是單體總量的10 70%，陽離子単體濃度是單體總量的5 15% ;以高嶺土、膨潤土等為無機填料，其濃度是單體總量的10 150%。該吸水樹脂可在70 150°C，5000 100000mg/L礦化度條件下長期保持膨脹性而不縮水或結構破壞。2004年，李松棠等人提出了 “ー種共聚交聯型顆粒狀調剖劑的制備方法”(中國專利CN 1796484A)，該顆粒以丙烯酰胺和丙烯酸單體為主劑，膨潤土或高嶺土為增強劑，過硫酸銨或過硫酸鉀為引發劑，偏重亞硫酸鉀為還原劑，N，N-亞甲基雙丙烯酰胺為交聯劑，具有pH值可調，生產エ藝簡單的優點。2010年，李水伯等人提出了“緩膨型預交聯凝膠體膨顆粒及其制法”(中國專利CN102127410A)，顆粒基本配方為主劑為含胺基單體或其水解體，濃度5 30%，pH調節劑為堿，濃度2 20%，交聯劑為Cr+3、酚醛預聚體等，濃度0. 005 0. 02%,引發劑為過硫酸鹽，濃度0. 005 0. 05%,懸浮均化材料為淀粉漿或膨潤土，濃度10 30%，反應速度控制劑為亞硫酸鈉等，濃度2 5%，性能調節劑為石墨等，濃度5 10%。該凝膠顆粒具有緩膨功能，遇水后能在一定時間內基本不吸水或微吸水，待其注入到地層相應位置后開始緩慢膨脹。雖然目前的凝膠顆粒產品各具性能特色，但普遍存在兩大類問題其一，由于凝膠顆粒中引入了增強增韌的無機材料，其密度通常較大。這就造成凝膠顆粒在泵注時容易沉于井底，需要在調剖過程中頻繁添加沖洗段塞，從而既降低了進入地層的顆粒濃度，又額外増加了施工費用。同時，當調剖為分層實施，且處理層段之上存在封隔器時，沖洗過程無法進行，顆粒沉積極易引起油套環空堵塞。其ニ，為了使凝膠顆粒進入油藏深部，可以延長其膨脹時間，也可以減小其粒徑，但是，前者容易造成凝膠顆粒誤入非目的低滲透層，而后者還會影響凝膠顆粒對高滲透層的封堵能力。因此，在保證凝膠顆粒封堵強度的基礎上，改善其懸浮性以及選擇注入性對發展預交聯凝膠顆粒技術，拓寬其應用范圍具有重要意義。
技術實現思路
本專利技術的目的在于提供ー種低密度二次膨脹型凝膠顆粒，兼具低密度與二次膨脹性能，該凝膠顆粒能夠自由懸浮于注入水中，在注入水的攜帯下順利進入地層，不產生沉積現象。同時，凝膠顆粒在進入地層后不久會發生膨脹度較低的首次膨脹，從而既能避免顆粒誤入低滲透層，又能保證其在高滲透層內向深部運移；當油藏溫度作用一定時間后，顆粒再次發生膨脹，以實現對高滲透層深部的有效封堵。該凝膠顆粒廣泛適用于各類油藏的調剖作業，尤其適用于分層調剖井與深部調剖井。為達到以上技術目的，本專利技術提供以下技術方案。ー種低密度二次膨脹型凝膠顆粒，由丙烯酰胺単體、抗溫抗鹽單體、增強劑、生 氣劑在弓I發劑和交聯劑作用下聚合交聯得到的整體凝膠經造粒、粉碎而成。該凝膠顆粒由丙烯酰胺単體、抗溫抗鹽單體、增強劑、生氣劑、交聯劑和引發劑組成，其質量百分比分別為丙烯酰胺単體8 12%，抗溫抗鹽單體I 5%，增強劑15 20%，生氣劑I 4%，交聯劑O. 05 1%，引發劑O. 03 O. 1%，其余為水。所述抗溫抗鹽單體可以是N-こ烯基吡咯烷酮、N-烷基丙烯酰胺、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸鹽、烯丙氧基苯磺酸鈉、磺化こ烯基甲苯、ニ烯丙基ニ甲基氯化銨、2-甲基丙烯酰氧こ基-ニ甲基十二烷基溴化銨、3-丙烯酰胺基-3-甲基丁酸鈉、丙烯酸丁酷、丙烯酸異辛酯中的ー種、兩種或兩種以上混合物。所述增強劑可以是蒙脫石、高嶺石、伊利石、硅藻土、粉煤灰中的ー種、兩種或兩種以上混合物。所述生氣劑可以是尿素、氯化銨、亞硝酸鈉、碳酸氫鈉、碳酸氫銨中的ー種、兩種或兩種以上混合物。所述交聯劑由穩定交聯劑和非穩定交聯劑組成，所述穩定交聯劑可以是N，N-亞甲基雙丙烯酰胺、甲醛、酚醛樹脂、脲醛樹脂、丙三醇中的ー種、兩種或兩種以上混合物，所述非穩定交聯劑可以是聚こ烯亞胺、聚こニ醇ニ丙烯酸酯、甲基丙烯酸甲酷、季戊四醇三丙烯酸酯中的ー種、兩種或兩種以上混合物。所述引發劑可以是無機過氧化物類引發劑如過硫酸鉀、過硫酸銨，也可以是偶氮類引發劑如偶氮ニ異丁腈、偶氮ニ異丁脒鹽酸鹽、偶氮ニ異丁咪唑啉鹽酸鹽。該凝膠顆粒的制備方法如下首先將丙烯酰胺單體、抗溫抗鹽單體、生氣劑、交聯劑和引發劑按比例加入清水中，充分溶解后加入增強劑并攪拌均勻；將配置好的體系密封，放入50°C 70°C烘箱成膠；4 6小時后取出凝膠塊，造粒、粉碎得到凝膠顆粒。本專利技術中，所述生氣劑在高溫作用下產生氣體的過程與單體聚合交聯的過程同步進行，體系在氣體的作用下體積膨脹，使形成的凝膠塊體積増大，并均勻分布大量小孔，從而令凝膠顆粒的密度得以降低，在水中的懸浮性得以增強。通過調整生氣劑的濃度，可以改變凝膠顆粒的密度。本專利技術中，所述交聯劑由兩種穩定性不同的物質組成，其中ー種交聯劑穩定性較差，經高溫作用后非常容易失效，從而使凝膠顆粒進入地層后不久即可發生首次膨脹；而另ー種交聯劑穩定性較好，需經高溫長期作用才會失效，從而使凝膠顆粒可以運移到地層深部發生再次膨脹。通過調整兩種交聯劑的濃度，可使凝膠顆粒在特定的油藏環境下適時發生二次膨脹。本專利技術提供的低密度二次膨脹型凝膠顆粒適用的油藏溫度、礦化度范圍廣泛(20°C 110°C，0 20X 104mg/L)，可使用回注污水配制，注入エ藝簡便，操作成本低。凝膠顆粒的大小和濃度可根據儲層大孔道和高滲透層的發育狀況任意調整，吸水膨脹后具有很高的強度，并能長期保持穩定，不發生脫水和強度降低現象。與現有技術相比，本專利技術具有以下有益效果(I)凝膠顆粒密度低，可在水中自由懸浮，具有易泵注，無沉積的特點；(2)凝膠顆粒成膠條件可控，可在特定油藏條件下按設定時間發生二次膨脹，同時起到選擇性進入與深部調剖的作用。具體實施例方式下面結合實施例對本專利技術做進ー步說明，但并不限制本專利技術。 一、凝膠顆粒的制備實施例I將Sg丙烯酰胺、2g抗溫抗鹽單體2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸鹽加入到68g清水中攪拌均勻，然后加入3g生氣劑碳酸氫鈉，O. 03g穩定交聯劑N，N-亞甲基雙丙烯酰胺，O. Ig非穩定交聯劑聚こニ醇ニ丙烯酸酷，O. 04g引發劑過硫酸銨攪拌均勻，充分溶解后加入18g增強劑蒙脫土，再次攪拌均勻并放入65°C烘箱反應5h，將得到的凝膠塊造粒、粉碎即為本專利技術的凝膠顆粒。實施例2將S本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種低密度二次膨脹型凝膠顆粒，由丙烯酰胺單體、抗溫抗鹽單體、增強劑、生氣劑、交聯劑和引發劑組成，其特征在于，其質量百分比分別為：丙烯酰胺單體8～12%，抗溫抗鹽單體1～5%，增強劑15～20%，生氣劑1～4%，交聯劑0.05～1%，引發劑0.03～0.1%，其余為水；所述交聯劑由穩定交聯劑和非穩定交聯劑組成。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：孫琳，蒲萬芬，金發揚，李科星，
申請(專利權)人：西南石油大學，
類型：發明
國別省市：