一种抗压型泡沫堵水剂制造技术

本发明专利技术公开了一种抗压型泡沫堵水剂，属于石油化学领域。按重量份数计，依次称取：10～15份固体颗粒，5～10发泡剂，3～5份聚丙烯酰胺，5～8份纳米颗粒，8～15份聚烯丙胺和10～18份添加剂；将聚烯丙胺与聚丙烯酰胺混合于搅拌机中，并向搅拌机中加入固体颗粒，发泡剂，纳米颗粒和添加剂，于温度为30～40℃，转速为200～300r/min的条件下，搅拌混合30～50min后，得抗压型泡沫堵水剂。本发明专利技术所得的抗压型泡沫堵水剂具有优异的堵水效果，且在较高压力下仍具有较好的堵水性。

A pressure resistant foam water plugging agent

【技术实现步骤摘要】
一种抗压型泡沫堵水剂
本专利技术公开了一种抗压型泡沫堵水剂，属于石油化学领域。
技术介绍
油气井出水是油田开发过程中常见问题，尤其是注水开发后期，由于地层非均质性，导致油田含水上升速度快，油层过早水淹，产量递减。现阶段主要油田已经进入高含水期，原注水条件下广泛应用的增产、增注措施效率越来越低，产水量大幅度增加，经济效益差。随着含水量不断增加，调剖堵水技术也越来越受到重视，调剖堵水的目的是控制产水层中水的流动和改变水驱中水的流动方向，力图使油田的产水量在一段时间内下降或稳定，以保持油田增产或稳产，提高油田最终采收率。用聚丙烯酰胺进行堵水，是油田上应用最经典、最常用的技术方法。其常规方法是根据单个高分子量的聚丙烯酰胺的吸附性质。吸附的聚合物分子在孔壁上形成一个几乎不穿透的层，这样就有效地限制了水流（湿相），而孔隙通道的中心对油气流动（非湿相）保持畅通。该方法的效果直接与吸附层的厚度有关（与孔隙大小相比）。对于高渗透率油藏或裂缝性油藏，水流通道比高分子的大小大一个数量级，因此使得该方法几乎无效。为处理这类情况，已经研制了几种用交联剂的办法。交联剂一般是多价金属离子，可在孔隙通道建立聚合物网络。尽管这样处理能够堵水，但也有失去选择性的风险。实际上，由于孔隙通道中心被聚合物网络占居，非湿相——油气的流动与水一样受到约束。堵水工艺可分为机械堵水和化学堵水两大类。化学堵水是向高渗透出水层段注入化学试剂，试剂在地层孔隙中凝固或膨胀后降低近井地带的水相渗透率，减少油井高含水层的出水量，达到堵水的目的。根据堵剂在油层形成封堵的方式不同，化学堵水又分为选择性化学堵水和非选择性化学堵水。水基泡沫体系是选择性堵水一种，以水作为分散介质，气体为分散相，表面活性剂为发泡剂，聚合物为稳泡剂的分散体系，该体系具有堵水不堵油的优势。常规的水基泡沫体系分为二相泡沫、三相泡沫和泡沫凝胶堵水剂。二相和三相泡沫主要成分是发泡剂和泡沫稳定剂，配置工艺简单，但泡沫稳定性差，容易发生气窜现象。泡沫凝胶堵水剂可以有效的提高泡沫稳定性，同时体系保持凝胶堵剂的机械强度，但含气率较低。以上三种形式都需要在地面上将各种试剂按照一定比例混合均匀，充分搅拌后，再通过压风机或注氮车在地面将泡沫预先制成，再注入地层。此法配置虽然泡沫均匀，但动用设备多，成本高，摩阻高、注入压力大；此外，通过先注入发泡剂，采用地下发泡法，气泡效率低，发泡效果差。因此研发一种泡沫质量高，稳定性能好，凝胶交联与产气同步完成，可实现高效封堵的抗压型泡沫堵水剂具有十分广阔的市场前景。
技术实现思路
本专利技术主要解决的技术问题是：针对传统抗压型泡沫堵水剂由于气泡不稳定，且堵水交联网络强度不高导致堵水性能不佳的问题，提供了一种抗压型泡沫堵水剂。为了解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术方案是：一种抗压型泡沫堵水剂，是由以下重量份数的原料组成：10～15份固体颗粒，5～10发泡剂，3～5份聚丙烯酰胺，5～8份纳米颗粒，8～15份聚烯丙胺和10～18份添加剂；所述添加剂的制备方法为：将引发剂与乙醇溶液按质量比1：220～1：350混合，并加入引发剂质量110～130倍的苯乙烯单体，于氮气氛围下搅拌反应后，过滤，干燥，得聚苯乙烯，将聚苯乙烯与水按质量比1：10～1：15混合，并加入聚苯乙烯质量3～5倍的氨水和聚苯乙烯质量3～5倍的三甲基硅氧烷，搅拌反应后，过滤，干燥，得预处理微球，将预处理微球与甲苯二异氰酸酯按质量比3：1～4：1混合，并加入预处理微球质量55～60倍的有机溶剂，于氮气氛围下搅拌反应后，过滤，洗涤，干燥，得改性微球，即得添加剂。所述固体颗粒为目数为150目的粉煤灰或目数为200目的黄泥中任意一种。所述发泡剂为烷基苯磺酸盐，脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸盐，优选为十二烷基苯磺酸钠和脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠的混合物。所述纳米颗粒为纳米氧化锆或纳米二氧化钛中任意一种。所述引发剂为偶氮二异丁腈，过氧化苯甲酰或过氧化二异苯丙中任意一种。所述有机溶剂为甲苯，二甲苯或苯中任意一种。所述聚丙烯酰胺的分子量为100000～1000000。所述添加剂中可加入添加剂质量0.1～0.2倍的多孔材料，所述多孔材料为将正硅酸乙酯与乙醇溶液按质量比1：10～1：12混合，并加入正硅酸乙酯质量1～2倍的聚乙烯吡咯烷酮和正硅酸乙酯质量2～3倍的氨水，搅拌反应后，过滤，干燥，煅烧，得多孔纳米二氧化硅，将多孔纳米二氧化硅与无水乙醇按质量比1：10～1：15混合，并加入多孔纳米二氧化硅质量1～2倍的3-氨丙基三乙氧基硅烷，搅拌反应后，过滤，干燥，得多孔材料。本专利技术的有益效果是：（1）本专利技术在制备抗压型泡沫堵水剂时加入添加剂，首先，添加剂中含有聚甲基硅氧烷微球，在加入产品中后，可填充于产品交联网络的孔隙中，从而使产品的堵水性能提高，并且，由于聚甲基硅氧烷微球表面残留有羟基，可与加入的纳米颗粒表面的羟基产生氢键作用，从而使产品的内聚力提高，进而使产品的堵水性提高，其次，添加剂中的聚甲基硅氧烷在经过改性后，聚甲基硅氧烷表面接枝甲苯二异氰酸酯，使聚二甲基硅氧烷表面带有氰基，从而在产品与水接触后，氰基可与水反应产生二氧化碳气体，产生的二氧化碳气体一方面可作为交联剂，促使产品中加入的聚烯丙胺交联，从而在产品内部形成交联网络，使产品的堵水性能进一步提高，另一方面，产生的二氧化碳可与发泡剂和固体颗粒形成三相泡沫，并且加入的纳米颗粒可作为稳泡剂，从而使三相泡沫均匀、稳定的吸附于交联网络中，进而使产品的堵水性能进一步提高，再者，由于在产品使用过程中，部分添加剂在未接触水时，仍具有较高反应活性的氰基，可在产品内部形成丰富的交联网络，进而使产品在高压条件下，仍具有较好的堵水性能；（2）本专利技术在制备抗压型泡沫堵水剂时可加入多孔材料，多孔材料的加入不仅可作物气泡产生后的固定场所，从而起到稳泡的作用，使产品的堵水性进一步提高，而且，多孔材料中纳米二氧化硅在经过处理后具有优异的疏水性能，进而在加入产品中后，可在致密化产品的同时，使产品的疏水性能进一步提高，同时由于经过处理后的纳米二氧化硅表面含有氨基，因此，可在产品使用过程中与产品中其他物质一同形成复杂的交联网路，进而使产品中的泡沫被稳定的固着，提高产品在高压情况下的堵水能力。具体实施方式将引发剂与乙醇溶液按质量比1：220～1：350混合于烧瓶中，并向烧瓶中加入引发剂质量110～130倍的苯乙烯单体，向烧瓶中以18～35mL/min的速率通入氮气，鼓泡30～40min后，于温度为70～75℃，转速为300～350r/min的条件下，搅拌反应2～4h后，过滤，得聚苯乙烯坯料，将聚苯乙烯坯料于温度为70～75℃的条件下干燥1～2h后，得聚苯乙烯，将聚苯乙烯与水按质量比1：10～1：15混合于三口烧瓶中，并向三口烧瓶中加入聚苯乙烯质量3～5倍的质量分数为18～22%的氨水和聚苯乙烯质量3～5倍的三甲基硅氧烷，于温度为45～60℃，转速为300～320r/min的条件下，搅拌反应2～5h后，过滤，得预处理微球坯料，将预处理微球坯料于温度为60～70℃的条件下干燥1～2h后，得预处理微球，将预处理微球与甲苯二异氰酸酯按质量比3：1～4：1混合于四口烧瓶中，并向四口烧瓶中加入预处理微球质量55～60倍的有机溶剂，再向四口烧瓶中以3本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种抗压型泡沫堵水剂，其特征在于，是由以下重量份数的原料组成：10～15份固体颗粒，5～10发泡剂，3～5份聚丙烯酰胺，5～8份纳米颗粒，8～15份聚烯丙胺和10～18份添加剂；所述添加剂的制备方法为：将引发剂与乙醇溶液按质量比1：220～1：350混合，并加入引发剂质量110～130倍的苯乙烯单体，于氮气氛围下搅拌反应后，过滤，干燥，得聚苯乙烯，将聚苯乙烯与水按质量比1：10～1：15混合，并加入聚苯乙烯质量3～5倍的氨水和聚苯乙烯质量3～5倍的三甲基硅氧烷，搅拌反应后，过滤，干燥，得预处理微球，将预处理微球与甲苯二异氰酸酯按质量比3：1～4：1混合，并加入预处理微球质量55～60倍的有机溶剂，于氮气氛围下搅拌反应后，过滤，洗涤，干燥，得改性微球，即得添加剂。

【技术特征摘要】
1.一种抗压型泡沫堵水剂，其特征在于，是由以下重量份数的原料组成：10～15份固体颗粒，5～10发泡剂，3～5份聚丙烯酰胺，5～8份纳米颗粒，8～15份聚烯丙胺和10～18份添加剂；所述添加剂的制备方法为：将引发剂与乙醇溶液按质量比1：220～1：350混合，并加入引发剂质量110～130倍的苯乙烯单体，于氮气氛围下搅拌反应后，过滤，干燥，得聚苯乙烯，将聚苯乙烯与水按质量比1：10～1：15混合，并加入聚苯乙烯质量3～5倍的氨水和聚苯乙烯质量3～5倍的三甲基硅氧烷，搅拌反应后，过滤，干燥，得预处理微球，将预处理微球与甲苯二异氰酸酯按质量比3：1～4：1混合，并加入预处理微球质量55～60倍的有机溶剂，于氮气氛围下搅拌反应后，过滤，洗涤，干燥，得改性微球，即得添加剂。2.根据权利要求1所述的一种抗压型泡沫堵水剂，其特征在于：所述固体颗粒为目数为150目的粉煤灰或目数为200目的黄泥中任意一种。3.根据权利要求1所述的一种抗压型泡沫堵水剂，其特征在于：所述发泡剂为烷基苯磺酸盐，脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸盐，优选为十二烷基苯磺酸钠和脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠的混合物。4.根据权利要求1所述的一种抗压型泡沫堵水剂，其特征在于：所述纳米颗粒为纳米氧化锆或纳米二...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈卓异，
申请(专利权)人：南京思宇环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32