一种缓膨型预交联凝胶颗粒及其制备方法技术

本发明专利技术涉及油田提高原油采收率技术领域，公开了一种缓膨型预交联凝胶颗粒及其制备方法。该预交联凝胶颗粒的原料包括：丙烯酸、十二烷基硫酸钠、N,N'

【技术实现步骤摘要】
一种缓膨型预交联凝胶颗粒及其制备方法


[0001]本专利技术涉及油田提高原油采收率
，特别涉及一种缓膨型预交联凝胶颗粒及其制备方法。

技术介绍

[0002]我国的油藏主要采用天然水驱或者人工注水开发，受储层胶结程度、非均质性、注水制度等因素的影响，储层在经过边水、底水或者注入水的长期冲刷后，逐渐形成优势渗流通道，边水、底水或者注入水将沿优势渗流通道窜流至油井，造成油井产油量降低、产水量升高，严重影响油藏开发效果。
[0003]目前，为了改善天然水驱或者人工注水开发效果，扩大水驱波及范围，主要采用交联聚合物凝胶、预交联凝胶颗粒等调堵剂对储层中存在的优势渗流通道进行封堵，实现深部液流转向。交联聚合物凝胶是在聚合物溶液中加入交联剂，在成胶前注入到储层中，在储层中交联形成凝胶，实现对储层优势渗流通道的封堵。在应用过程中发现，地层水的稀释作用、多孔介质的剪切作用会影响交联聚合物凝胶的封堵效果。此外，由于聚合物溶液与交联剂的极性存在差异，注入的加入交联剂的聚合物溶液会发生色谱分离现象，导致聚合物溶液与交联剂分离，使得成胶效果变差或者不成胶，并且越到储层深部这种现象更加明显。所以交联聚合物凝胶不能很好地满足水驱开发油藏深部封堵、深部液流转向需求。预交联凝胶颗粒是一种能够在注入到储层后发生吸水膨胀的调堵剂，膨胀形成的水膨体能够对优势渗流通道进行封堵。与交联聚合物凝胶相比，预交联凝胶颗粒受剪切作用、地层水稀释作用、色谱分离作用的影响很小，在封堵优势渗流通道，实现液流转向方面具有较大的应用潜力。然而，现用的预交联凝胶颗粒在储层条件下吸水膨胀较快，导致其还未运移到储层深部就已膨胀完全，从而只能对近井地带的优势渗流通道实现封堵，不能有效封堵储层深部的优势渗流通道。
[0004]目前，现有技术主要通过在体系中加入甲醛交联剂、或者在体系中引入带有疏水基团的单体来延缓预交联凝胶颗粒膨胀。在体系中加入甲醛交联剂增大了预交联凝胶颗粒的毒性，不利于保护环境，同时缓膨效果有限。在体系中引入带有疏水基团的单体，虽然能够在一定程度上延长膨胀时间，但是随着疏水基团含量增加，所制得的预交联凝胶颗粒在油中膨胀性能增强、在水中膨胀性能减弱，导致堵油不堵水的现象发生。此外，现有技术最主要的局限性在于，用来制备预交联凝胶颗粒的主要原料为丙烯酰胺，丙烯酰胺中的酰胺基带有两个氢原子，能够与水分子形成较强的氢键，水分子非常容易进入预交联凝胶颗粒分子，使其快速膨胀。
[0005]因此，为了对储层深部的优势渗流通道进行有效封堵，实现深部液流转向，改善水驱油藏开发效果，现提出一种缓膨型预交联凝胶颗粒及其制备方法，能增强预交联凝胶颗粒的缓膨性能，提高预交联凝胶颗粒强度。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供了一种缓膨型预交联凝胶颗粒及其制备方法，能增强预交联凝胶颗粒的缓膨性能，提高预交联凝胶颗粒强度。
[0007]本专利技术的目的是通过以下技术方案来实现的：
[0008]一种缓膨型预交联凝胶颗粒，制备该预交联凝胶颗粒的原料包括：
[0009]丙烯酸、十二烷基硫酸钠、N,N'
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亚甲基双丙烯酰胺、1,5
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戊二醇二丙烯酸酯、引发剂、 pH调节剂、去离子水；
[0010]所述引发剂为氧化剂、还原剂组成的氧化还原体系。
[0011]进一步地，所述的氧化还原体系为亚硫酸氢钠
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过硫酸铵体系。
[0012]进一步地，一种缓膨型预交联凝胶颗粒，由以下组分制备而成：丙烯酸25
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30份，十二烷基硫酸钠0.025
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0.15份，N,N'
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亚甲基双丙烯酰胺0.025
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0.09份，1,5
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戊二醇二丙烯酸酯 0.025
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0.15份，亚硫酸氢钠
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过硫酸铵0.05
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0.18份，pH调节剂，pH调节剂其用量应当满足调节后溶液的pH值要求，去离子水余量。
[0013]进一步地，所述的pH调节剂为氢氧化钠。
[0014]进一步地，所述的亚硫酸氢钠
‑
过硫酸铵体系中，亚硫酸氢钠与过硫酸铵的摩尔比为1：1。
[0015]一种缓膨型预交联凝胶颗粒的制备方法，包括以下步骤：
[0016]步骤a.在圆底烧瓶中加入去离子水和丙烯酸，用氢氧化钠调节pH值为7.0
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7.5，得到调节pH值后的溶液；
[0017]步骤b.向步骤a得到的溶液内加入十二烷基硫酸钠、N,N'
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亚甲基双丙烯酰胺、1,5
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戊二醇二丙烯酸酯，充分搅拌后补充加入去离子水配成丙烯酸质量浓度为25％
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30％的水溶液；
[0018]步骤c.向丙烯酸质量浓度为25％
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30％的水溶液中通氮气除氧，然后置于45℃恒温水浴中升温，待水溶液的温度达到45℃后，加入亚硫酸氢钠
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过硫酸铵引发剂，维持反应温度为45℃的条件下反应6h，得到反应产物；
[0019]步骤d.反应产物经过烘干、粉碎制得缓膨型预交联凝胶颗粒。
[0020]步骤a中控制pH值在7
‑
7.5之间，能有利于聚合反应。
[0021]高分子凝胶的网状结构对吸水性有很大的影响，现有的凝胶颗粒则利用凝胶分子间组成的交联网络，使水分子被固定在分子网络中，来增强凝胶的吸水性。能起到延缓膨胀的凝胶颗粒，则主要通过在体系中加入甲醛交联剂、或者在体系中引入带有疏水基团的单体，来起到延缓预交联凝胶颗粒膨胀的作用，而本方法中，引入1,5
‑
戊二醇二丙烯酸酯，一方面，能够提高缓膨型预交联凝胶颗粒的交联强度，能够在一定程度上降低水分子进入速度，同时在地层水和温度的作用下，1,5
‑
戊二醇二丙烯酸酯的两个酯键发生缓慢水解，酯键水解，凝胶分子的网状结构的网格进一步得到扩张，进而使其提高缓膨型预交联凝胶颗粒的交联强度的作用逐渐失去，缓膨型预交联凝胶颗粒相应缓慢膨胀，因此，1,5
‑
戊二醇二丙烯酸酯起到延缓膨胀的作用。同时，1,5
‑
戊二醇二丙烯酸酯其整个分子的电荷分布均匀，对称，整体极性弱，亲水性较弱，有利于延缓膨胀，进而体系内无需引入疏水基团，也避免了现有技术中因引入疏水基团导致堵油不堵水的现象发生。
[0022]本专利技术的有益效果是：
[0023](1)采用丙烯酸与氢氧化钠反应生成丙烯酸钠，以丙烯酸钠为主要原料制备缓膨型预交联凝胶颗粒，与酰胺基相比，羧酸钠与水分子形成的氢键较弱，水分子进入缓膨型预交联凝胶颗粒分子的速度更慢，所以该缓膨型预交联凝胶颗粒具有更好的缓膨性能；(2)1,5
‑
戊二醇二丙烯酸酯的加入，能够提高缓膨型预交联凝胶颗粒的交联强度，能够在一定程度上降低水分子进入速度，同时在地层水和温度的作用下，1,5
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种缓膨型预交联凝胶颗粒，其特征在于，制备该预交联凝胶颗粒的原料包括：丙烯酸、十二烷基硫酸钠、N,N'
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亚甲基双丙烯酰胺、1,5
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戊二醇二丙烯酸酯、引发剂、pH调节剂、去离子水；所述引发剂为氧化剂、还原剂组成的氧化还原体系。2.根据权利要求1所述的一种缓膨型预交联凝胶颗粒，其特征在于，所述的氧化还原体系为亚硫酸氢钠
‑
过硫酸铵体系。3.根据权利要求2所述的一种缓膨型预交联凝胶颗粒，其特征在于，由以下组分制备而成：丙烯酸25
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30份，十二烷基硫酸钠0.025
‑
0.15份，N,N'
‑
亚甲基双丙烯酰胺0.025
‑
0.09份，1,5
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戊二醇二丙烯酸酯0.025
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0.15份，亚硫酸氢钠
‑
过硫酸铵0.05
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0.18份，pH调节剂，pH调节剂其用量应当满足调节后溶液的pH值要求，去离子水余量。4.根据权利要求3所述的一种缓...

【专利技术属性】
技术研发人员：覃孝平，李翠霞，杨悦，
申请(专利权)人：四川轻化工大学，
类型：发明
国别省市：