一种空气-泡沫稀土基凝胶及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种空气-泡沫稀土基凝胶及其制备方法。该制备方法包括如下步骤：(1)将水溶性聚合物和稀土型水基凝胶交联剂溶于水中得到溶液a；所述稀土型水基凝胶交联剂是按照包括如下步骤的方法制备：氯化稀土与碱在水中进行反应；反应完毕后再加入有机酸进行反应即得；(2)向所述溶液a中加入起泡剂并搅拌均匀得到溶液b；(3)向所述溶液b中通入空气并经搅拌起泡即得产品。本发明专利技术提供的空气-泡沫稀土基凝胶具有良好的抗剪切、注入性能、耐温抗盐性能以及在多孔介质中的运移性能，同时具有稳定性强等特点，可用于常规油藏驱油与调剖、高温高盐油藏的驱油与调剖、与酸化联作的调驱、高含酸性气体气田调剖堵水等一系列油气开采的作业技术。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及，属于泡沫凝胶领域。
技术介绍
泡沫凝胶是凝胶为连续介质，气体为分散介质，表面活性剂为分散剂的一种凝胶体系。气相一般多为空气、天然气、氮气以及二氧化碳。由于泡沫凝胶可以将气体包裹在泡沫内形成稳定的凝胶体系，所以可以将空气和天然气作为分散相能够避免其不安全的因素。泡沫凝胶以其独特的性质在钻井、压裂、酸化、调剖堵水、采油等石油开发和油田化学领域受到日益广泛的关注。目前主要受到工业性气源和泡沫凝胶稳定性的影响很难大规模的工业化应用。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供。本专利技术提供的一种空气-泡沫稀土基凝胶的制备方法，包括如下步骤(I)将水溶性聚合物和稀土型水基凝胶交联剂溶于水中得到溶液a ；所述稀土型水基凝胶交联剂是按照包括如下步骤的方法制备氯化稀土与碱在水中进行反应；反应完毕后再加入有机酸进行反应即得；(2)向所述溶液a中加入起泡剂并搅拌均匀得到溶液b ；(3)向所述溶液b中通入空气并经搅拌起泡即得产品。上述的制备方法中，所述氯化稀土选自镧系氯化稀土和锕系氯化稀土中至少一种；所述碱可为氢氧化钠或氢氧化钾；所述有机酸可为乙二酸、苯乙酸、柠檬酸、苯甲酸、水杨酸或冰醋酸。上述的制备方法中，所述水溶性聚合物可为部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)，具体可为疏水缔合聚合物、两亲聚合物及梳型聚合物中至少一种。上述的制备方法中，所述起泡剂可为十二烷基苯磺酸钠、十六烷基磺酸钠、十八烷基烧基苯横酸纳、十~■烧基硫酸纳、十TK烧基硫酸纳、十八烧基硫酸纳和乙氧基化烧基硫酸钠中至少一种。上述的制备方法中，所述溶液a中，所述水溶性聚合物、稀土型水基凝胶交联剂和水的质量份数比可为(0. I 0. 15) (0.01 0.05) (98 100)，具体可为 0. I 0.03 100,0. 12 0.05 98,0. 11 0.04 99,0. 10 0.05 100 或0.12 0. 03 100。上述的制备方法中，步骤(I)中还包括将所述溶液a搅拌至均匀的步骤；所述搅祥的转速可为450 500r/min,具体可为450r/min、475r/min或500r/min,时间可为90 120min,具体可为 90min、lOOmin、IlOmin 或 120min。上述的制备方法中，步骤(2)中所述搅拌的转速可为450 500r/min，具体可为 450r/min、475r/min 或 500r/min,时间可为 10 20min,具体可为 lOmin、15min 或 20min0 ；步骤(3)中所述搅拌的转速可为30000 40000r/min，具体可为30000r/min、33000r/min、 35000r/min>38000r/min 或 40000r/min,时间可为 3 5min,具体可为 3min、4min 或 5min。上述的制备方法中，所述溶液b中，所述起泡剂与水的质量份数比可为(0. 08 0.12) (98 100)，具体可为 0. 08 100,0. I 99,0. 12 98 或 0. 12 100。上述的制备方法中，步骤(3)中，所述空气与所述溶液b的体积份数比可为 (3. 8 4. 5) (0. 8 I. 2)，具体可为 3. 8 1、4 1,4. 2 1,4. 25 I 和 4. 5 I。本专利技术还提供了由上述方法制备的空气-泡沫稀土基凝胶。本专利技术具有以下有益效果I)本专利技术提供的制备空气-泡沫稀土基凝胶的方法，采用易得、廉价的空气作为气源，工艺简便，易于操作，生产成本低，适宜于大规模生产与应用；2)本专利技术提供的空气-泡沫稀土基凝胶，泡沫半衰期36-48小时，表观粘度 800-1000mPa. s,当扫描频率为0. IHz时，弹性模量G’的数值2_4Pa，具有良好的抗剪切、注入性能、耐温抗盐性能以及在多孔介质中的运移性能，同时具有稳定性强等特点，可用于常规油藏驱油与调剖、高温高盐油藏的驱油与调剖、与酸化联作的调驱、高含酸性气体气田调剖堵水等一系列油气开采的作业技术。附图说明图I为本专利技术实施例I制备的空气-泡沫稀土基凝胶的流变曲线。图2为本专利技术实施例2制备的空气-泡沫稀土基凝胶的流变曲线。图3为本专利技术实施例3制备的空气-泡沫稀土基凝胶扫描电镜照片。图4为本专利技术实施例4制备的空气-泡沫稀土基凝胶扫描电镜照片。图5为本专利技术实施例5制备的空气-泡沫稀土基凝胶的外观照片。具体实施例方式下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法。下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。下述实施例中所用部分水解聚丙烯酰胺的粘均分子量均为1600万，水解度均为 29.8% ;两亲聚合物ICA粘均分子量均为1200万，水解度均为25.5% ;疏水缔合聚合物 AP-P4粘均分子量均为1000万，水解度均为23. 2% ;梳型聚合物KYPAM粘均分子量均为 1500万，水解度均为28.6%。下述实施例中空气-泡沫稀土基凝胶的表观粘度和弹性模量G’的测定是按照下述方法进行利用HAAKE RS600型流变仪，采用锥板测量头系统(pp20Ti)，转子直径10mm， 剪切力因子636600Pa/N.m，剪切速率因子10s_7rad. s'应力设定为5Pa恒定，应力作用时间120s，测定各样品的表观粘度和弹性模量。 下述实施例中所用的稀土型水基凝胶交联剂是按照下述方法制备的所用的氯化稀土为由下述化合物组成的混合物LaCl3、CeCl3、NdCl3、PrCl3、La2O3, Na2O, CaO, MgO, BaO, SrO和 Fe2O3，各组分的质量比为 58. 4 10. 8 4. 4 3. 2 15. 6 4. 3 2. 0 0. 8 0. 2 0. I 0.05，均购自沈阳包同稀土炉料有限公司；将上述组成和配比的氯化稀土70.8g(0. 2mol) 和氢氧化钠24g(0. 6mol)溶解于200ml水中，加热至60°C,在搅拌条件下反应15min后,再加入37. 8g(0. 3mol)乙二酸在搅拌条件下在60°C进行反应20min即得稀土型水基凝胶交联剂(RL)。实施例I、制备空气-泡沫稀土基凝胶将0. Ig部分水解聚丙烯酰胺、0. 03g稀土型水基凝胶交联剂(RL)溶于IOOg水中得到溶液a，其中部分水解聚丙烯酰胺、RL和水的质量份数比为0.1 0. 03 100，在搅拌速度为450r/min下搅拌90min ;向上述溶液a中加入0. 08g十二烧基苯磺酸钠得到溶液b，其中十二烷基苯磺酸钠与水的质量份数比为0.08 100，在搅拌速度为450r/min下搅拌IOmin ;向上述溶液b中通入380mL空气，其中通入的空气与溶液b的体积份数比为3.8 1，并在高速搅拌机30000r/min下搅拌3min即得到空气-泡沫稀土基凝胶。本实施例制备的空气-泡沫稀土基凝胶的泡沫半衰期为42小时，表观粘度为 917mPa. s ;当扫描频率为0. IHz时，弹性模量G’的数值为2. 8Pa，其测定的流变曲线如图I 所示，G”表示粘性模量，具体测定方法为请教利用HAAKE RS600型流变仪，采用锥板测量头系统(pp20Ti本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：吕鑫，赵娟，王大威，梁守成，张健，
申请(专利权)人：中国海洋石油总公司，中海油研究总院，
类型：发明
国别省市：