一种调剖剂及其合成方法与应用技术

本发明专利技术公开了一种调剖剂及其合成方法与应用。该调剖剂的合成方法包括：(1)在氮气保护和反相聚合条件下，将第一水相与第一油相混合后进行反相聚合，并分离反应产物得到固体颗粒；(2)将步骤(1)得到的固体颗粒与第二水相混合，得到颗粒状固体，该颗粒状固体的粒径大于所述固体颗粒的粒径；(3)在氮气保护和聚合反应条件下，将所述颗粒状固体与第二油相混合后进行聚合反应，并分离聚合产物得到调剖剂。该方法合成的调剖剂不用破碎即可得到不同颗粒粒径，得到的调剖剂有更好的强度和性能效果。

【技术实现步骤摘要】
一种调剖剂及其合成方法与应用
本专利技术涉及一种调剖剂及其合成方法与应用，具体地，涉及一种调剖剂的合成方法，由该方法合成得到的调剖剂以及该调剖剂在油井开采中的应用。
技术介绍
注水井调剖技术是油田开发进入中高含水期的一项主要的稳油控水技术措施。对于近年来投入开发的一些特殊类型油藏，如低渗油藏、特低渗油藏，高温油藏，经过注水开发后逐步进入中高含水期。对于这类油藏采用现有的调剖方法，很难满足油田进行的调剖要求。已有颗粒类型的调剖剂中：以水泥、粉煤灰等为主剂的无机调剖剂，调剖剂强度大、耐温性好，但粒径较大，适合普通油藏，对于低渗油藏、特低渗油藏较难注入。以聚合物、交联聚合物为主的颗粒调剖剂，一般通过聚合成块后经过粉碎、烘干、筛分得到不同粒径的颗粒，通常以这种方法制得的颗粒粒径较大，无法满足低渗油藏的粒径要求；另一方面，机械粉碎和烘干过程，破坏了原有的颗粒强度，导致了调剖剂性能下降，对颗粒粒径要求越小，加工过程对调剖剂强度破坏越明显，性能下降越多。CN1415689A公开了一种高温调剖制备方法和用途，该方法使用苯酚、甲醛和硅酸钠反应制成调剖剂。该调剖剂主要用于油井堵水和注蒸汽过程的调剖。该方法制备调剖剂需要较高化学剂的浓度，成本较高。同时由于生成的调剖剂主要是酚醛树脂和无机硅酸凝胶，在地层中较难降解，不利于地层的解堵，易产生永久性地层伤害。CN1796484A公开了一种共聚交联型调剖剂的制备方法。该专利技术公开的调剖剂为丙烯酰胺和丙烯酸为单体进行共聚、N,N′-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂，添加高岭土或膨润土作为增强剂制备得到的调剖剂。该方法生产调剖工艺简单，但是生产过程需要烘干、粉碎、筛分，设备投入大，调剖剂性能降低、粒径也较难满足低渗油藏要求，同时耐温性能也较低。CN101020816A公开了一种高温调剖剂，调剖剂由钠质膨润土、硅微粉、部分水解聚丙烯酰胺、羧甲基纤维素组成。该调剖剂主要通过部分水解聚丙烯酰胺和羧甲基纤维素增加黏度携带钠质膨润土、硅微粉进行地层起至调剖作用、这种调剖剂粒径大小分布固定，对地层的孔隙大小有一定匹配要求，有一定的适用范围。以上现有技术提供的调剖剂在满足实际应用中对该剂粒径的要求时，不得不采取的粉碎过程将中很好满足油井开采的需要，因此，需要提供加工过程对调剖剂强度破坏小、制备简便且调剖剂耐温性好的合成调剖剂的方法。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了解决现有技术中合成调剖剂过程对调剖剂强度破坏大、合成复杂且耐高温性能差的问题，提供一种调剖剂及其合成方法与应用。为了实现上述目的，本专利技术提供一种调剖剂的合成方法，该方法包括以下步骤：(1)在氮气保护和反相聚合条件下，将第一水相与第一油相混合后进行反相聚合，并分离反应产物得到固体颗粒，其中，所述第一水相含有丙烯酰胺、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、第一交联剂和第一水溶性引发剂；(2)将步骤(1)得到的固体颗粒与第二水相混合，得到颗粒状固体，该颗粒状固体的粒径大于所述固体颗粒的粒径，其中，所述第二水相含有丙烯酰胺、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、第二交联剂和第二水溶性引发剂；(3)在氮气保护和聚合反应条件下，将所述颗粒状固体与第二油相混合后进行聚合反应，并分离聚合产物得到调剖剂。本专利技术还提供了本专利技术提供的方法合成的调剖剂，该调剖剂的平均粒径为15-1000μm，所述调剖剂的封堵强度为0.5-8MPa/m。本专利技术还提供了本专利技术提供的调剖剂在油井开采中的应用。采用本专利技术提供的合成方法，可以直接合成得到需要的不同平均粒径的调剖剂，不需要现有技术中要将调剖剂破碎后再获得不同平均粒径的调剖剂。合成得到的调剖剂有更好的强度和性能效果。本专利技术的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。具体实施方式以下对本专利技术的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限制本专利技术。本专利技术提供一种调剖剂的合成方法，该方法包括以下步骤：(1)在氮气保护和反相聚合条件下，将第一水相与第一油相混合后进行反相聚合，并分离反应产物得到固体颗粒，其中，所述第一水相含有丙烯酰胺、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、第一交联剂和第一水溶性引发剂；(2)将步骤(1)得到的固体颗粒与第二水相混合，得到颗粒状固体，该颗粒状固体的粒径大于所述固体颗粒的粒径，其中，所述第二水相含有丙烯酰胺、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、第二交联剂和第二水溶性引发剂；(3)在氮气保护和聚合反应条件下，将所述颗粒状固体与第二油相混合后进行聚合反应，并分离聚合产物得到调剖剂。本专利技术提供的方法中，先在第一水溶性引发剂的作用下将第一水相中含有的单体丙烯酰胺和2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸以及第一交联剂进行反相聚合得到固体颗粒产品；再用该固体颗粒与第二水相混合，此时该固体颗粒会吸收第二水相从而体积膨胀，成为吸收有第二水相的粒径变大的颗粒状固体；然后将该颗粒状固体放入第二油相中，在聚合反应条件下，由于颗粒状固体吸收的第二水相中含有的第二水溶性引发剂的作用，使第二水相中含有的单体丙烯酰胺和2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸以及第二交联剂，可以在前述的颗粒状固体的基础上进行聚合反应得到最终的调剖剂产品。本专利技术提供的方法中，步骤(2)中固体颗粒吸收第二水相的量不同，可以得到不同粒径的颗粒状固体。步骤(3)的聚合反应在已经体积膨胀的颗粒状固体上进行，使颗粒状固体吸收的第二水相中的单体组分和第二交联剂进行聚合，可以形成体积更大的聚合物颗粒，即可以得到具有不同粒径的调剖剂。当需要更大粒径的调剖剂时，可以用已合成出的调剖剂当做固体颗粒再次重复本专利技术提供的方法的步骤。现有技术采用由大变小的制备调剖剂的方法，由本体聚合得到大块的聚合物，然后通过破碎、筛分得到不同粒径的调剖剂，但是如此制备既造成调剖剂经历破坏而降低其封堵强度，而且破碎获得的调剖剂的颗粒形态不均匀且粒径具有随机性。本专利技术的方法为由小变大的方法，从小粒径的调剖剂起步，在小粒径的调剖剂上继续聚合可以形成粒径大小可控的不同粒径的调剖剂，避免了破碎对调剖剂强度的损坏。根据本专利技术，步骤(1)可以配合实现由小变大的方法以最终获得不同粒径的调剖剂。步骤(1)操作的结果可以为步骤(2)提供作为起步的、颗粒均匀、粒径合适的固体颗粒。该固体颗粒的粒径如果越小，使后续步骤可以有更大的调节调剖剂的粒径的范围。但如果兼顾得到的固体颗粒可以直接作为调剖剂使用，固体颗粒的粒径例如可以小于30μm，优选为10-30μm，更优选为12-25μm。步骤(1)在反相聚合条件下进行，有利于得到分散的、小颗粒聚合物作为固体颗粒。优选情况下，步骤(1)中所述第一水相与所述第一油相的重量比为1：1-10。可以得到粒径大小合适且均匀的固体颗粒。根据本专利技术，优选情况下，所述第一水相中，丙烯酰胺和2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸的总重量与所述第一交联剂的重量比为10-1000:1。所述第一交联剂可以优选为N,N′-亚甲基双丙烯酰胺。使用第一交联剂在上述范围内，既可以有利于丙烯酰胺和2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸两单体的聚合产物成型为固体颗粒，又可以使得到的固体颗粒有合适的吸水性，可以在步骤(2)中与第二水相混合时，吸收合适量的第二水相，进一步可以有利于控制的得到的颗粒状固体的粒径。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种调剖剂的合成方法，该方法包括以下步骤：(1)在氮气保护和反相聚合条件下，将第一水相与第一油相混合后进行反相聚合，并分离反应产物得到固体颗粒，其中，所述第一水相含有丙烯酰胺、2‑丙烯酰胺基‑2‑甲基丙磺酸、第一交联剂和第一水溶性引发剂；(2)将步骤(1)得到的固体颗粒与第二水相混合，得到颗粒状固体，该颗粒状固体的粒径大于所述固体颗粒的粒径，其中，所述第二水相含有丙烯酰胺、2‑丙烯酰胺基‑2‑甲基丙磺酸、第二交联剂和第二水溶性引发剂；(3)在氮气保护和聚合反应条件下，将所述颗粒状固体与第二油相混合后进行聚合反应，并分离聚合产物得到调剖剂。

【技术特征摘要】
1.一种调剖剂的合成方法，该方法包括以下步骤：(1)在氮气保护和反相聚合条件下，将第一水相与第一油相混合后进行反相聚合，并分离反应产物得到固体颗粒，其中，所述第一水相含有丙烯酰胺、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、第一交联剂和第一水溶性引发剂；所述固体颗粒的粒径小于30μm；所述反相聚合的温度为35-60℃，所述反相聚合的时间为2-6h；所述第一水相与所述第一油相的重量比为1：1-10；(2)将步骤(1)得到的固体颗粒与第二水相混合，得到颗粒状固体，该颗粒状固体的粒径大于所述固体颗粒的粒径，其中，所述第二水相含有丙烯酰胺、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、第二交联剂和第二水溶性引发剂；所述固体颗粒与所述第二水相的重量比为1：1-20；(3)在氮气保护和聚合反应条件下，将所述颗粒状固体与第二油相混合后进行聚合反应，并分离聚合产物得到调剖剂；所述颗粒状固体与所述第二油相的重量比为0.1-1：1；所述聚合反应的温度为35-60℃，所述聚合反应的时间为2-6h。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第二水相中，丙烯酰胺和2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸的总重量与所述第二交联剂的重量比为10-1000:1。3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第二水相中，丙烯酰胺和2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸的总重量与所述第二水溶性引发剂的重...

【专利技术属性】
技术研发人员：江建林，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石油化工股份有限公司石油化工科学研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11