改性聚丙烯酰胺調(diào)剖體系以及其制備方法和使用方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種改性聚丙烯酰胺調(diào)剖體系及其的制備方法和使用方法。所述改性聚丙烯酰胺調(diào)剖體系，40～50％的聚丙烯酰胺、50～40％的木質(zhì)素和10％的生物膠原蛋白，形成膠原膠束微粒。其制備方法，包括以下步驟：4份木質(zhì)素和1份生物膠原蛋白，在250℃條件下，發(fā)生膠合反應，生成木質(zhì)素膠合物；在常溫下，2份木質(zhì)素膠合物與1份絮凝劑吸附發(fā)生反應，生成的沉淀為膠原膠束；2份膠原膠束與1份雙丙烯酰胺，在引發(fā)劑的作用下發(fā)生聚合反應，產(chǎn)生曲張性膠原膠束微粒。其使用方法為，將改性聚丙烯酰胺調(diào)剖體系中加入水中，形成分散溶液，然后向井中泵注上述分散溶液。所述改性聚丙烯酰胺調(diào)剖體系具有較高的熱穩(wěn)定性。
【專利說明】改性聚丙烯酰胺調(diào)剖體系以及其制備方法和使用方法
【技術(shù)領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種改性聚丙烯酰胺調(diào)剖體系，以及該調(diào)剖體系的制備方法和使用方法。
【背景技術(shù)】
[0002]堵水調(diào)剖及相關(guān)配套技術(shù)在高含水油田控水穩(wěn)產(chǎn)(增產(chǎn))措施中占有重要地位，但隨著高含水油藏水驅(qū)問題的日益復雜，對該領域技術(shù)要求越來越高，推動著堵水調(diào)剖及相關(guān)技術(shù)的不斷創(chuàng)新和發(fā)展，尤其近年來在深部調(diào)剖(調(diào)驅(qū))液流轉(zhuǎn)向劑研究與應用方面取得了許多新進展，形成包括弱凝膠、膠態(tài)分散凝膠(CDG)、體膨顆粒、柔性顆粒等多套深部調(diào)剖(調(diào)驅(qū))技術(shù)，為我國高含水油田改善水驅(qū)開發(fā)效果、提高采收率發(fā)揮著重要作用。
[0003]但是，現(xiàn)有的調(diào)剖配方體系工藝復雜，段塞設計不夠合理，而且現(xiàn)有的大劑量深部調(diào)剖體系較大程度增加了我們的藥劑成本，使利潤降低；另外目前的很多調(diào)剖體系調(diào)剖效果持續(xù)時間較短，很難達到一年以上。
[0004]因此，需要發(fā)明一種新型的改性聚丙烯酰胺的制備方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的主要目的在于，提供一種新型結(jié)構(gòu)的改性聚丙烯酰胺調(diào)剖體系，具有較高的熱穩(wěn)定性，且大大降低了使用成本。
[0006]本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問題是采用以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的。依據(jù)本發(fā)明提出的一種改性聚丙烯酰胺調(diào)剖體系，配方為:
[0007]40~50 %的聚丙烯酰胺、50~40 %的木質(zhì)素和10 %的生物膠原蛋白，形成膠原膠束微粒。
[0008]優(yōu)選地，所述膠原膠束微粒的粒徑為15~150 μ m。
[0009]本發(fā)明還公開了一種改性聚丙烯酰胺調(diào)剖體系的制備方法，包括以下步驟:
[0010]第一步:4份木質(zhì)素和1份生物膠原蛋白，在250°C條件下，發(fā)生膠合反應，生成木質(zhì)素膠合物；
[0011]第二步:在常溫下，2份木質(zhì)素膠合物與1份絮凝劑吸附發(fā)生反應，生成的沉淀為膠原膠束；
[0012]第三步:2份膠原膠束與1份雙丙烯酰胺，在引發(fā)劑的作用下發(fā)生聚合反應，產(chǎn)生曲張性膠原膠束微粒。
[0013]優(yōu)選地，所述的絮凝劑為雙(3，5，5-三甲基己酰)過氧化物。
[0014]優(yōu)選地，所述的引發(fā)劑為雙(3，5，5-三甲基己酰)過氧化物。
[0015]本發(fā)明還公開了一種改性聚丙烯酰胺調(diào)剖體系的使用方法，將上述的改性聚丙烯酰胺調(diào)剖體系中加入水中，形成分散溶液，然后向井中泵注上述分散溶液。 [0016]優(yōu)選地，所述改性聚丙烯酰胺調(diào)剖體系與水的質(zhì)量比為1/20~1/4。
[0017]優(yōu)選地，所述改性聚丙烯酰胺調(diào)剖體系與水的質(zhì)量比為1/10。[0018]優(yōu)選地，在所述分散溶液中添加有交聯(lián)劑和助劑。[0019]借由上述技術(shù)方案，本發(fā)明改性聚丙烯酰胺調(diào)剖體系至少具有下列優(yōu)點:
[0020]1、改性聚丙烯酰胺調(diào)剖體系懸浮性良好，易于進行現(xiàn)場配置，既可用100轉(zhuǎn)/分的攪拌器配置，也可用射流泵或高壓水流沖稀配置。
[0021]2、改性聚丙烯酰胺調(diào)剖體系的膠原膠束微粒的直徑為10~150微米，可根據(jù)需要進行調(diào)整。
[0022]3、改性聚丙烯酰胺調(diào)剖體系適應于20~220°C的溫度范圍。
[0023]4、改性聚丙烯酰胺調(diào)剖體系適應于回注污水的高鹽(500~150000ppm)環(huán)境。
[0024]5、改性聚丙烯酰胺調(diào)剖體系抗剪切。
[0025]6、改性聚丙烯酰胺調(diào)剖體系適應劑量為500~25000m3。
[0026]7、改性聚丙烯酰胺調(diào)剖體系對0.5~3 μ m2巖心的突破壓力(梯度)≥2.0MPa/m、堵塞率≥97.38%ο
[0027]8、改性聚丙烯酰胺調(diào)剖體系在220°C密封狀態(tài)下的熱穩(wěn)定時間> 240天。
[0028]9、改性聚丙烯酰胺調(diào)剖體系能夠?qū)崿F(xiàn)對地層縱橫、縱深方向上吸水剖面的調(diào)整。
[0029]10、改性聚丙烯酰胺調(diào)剖體系可以對地層高滲透層帶實施堵塞、而避免或極少對中低滲透層帶造成污染。
[0030]11、改性聚丙烯酰胺調(diào)剖體系對滲透性自水井井底向地層深部逐漸減小的油藏，能夠達到中深部調(diào)剖。
[0031]12、改性聚丙烯酰胺調(diào)剖體系對0.5~3.0 μ m2巖心的調(diào)剖后堵塞率大于97.38%、突破壓力梯度大于2.0MPa/m, 10ml/s排量下的定流壓力梯度大于3.0MPa/m。
[0032]13、改性聚丙烯酰胺調(diào)剖體系既可用于單井施工，也可進行整個區(qū)塊的多口井同時施工。
[0033]14、改性聚丙烯酰胺調(diào)剖體系既可用于分層調(diào)剖，也可對水井進行全井籠統(tǒng)調(diào)剖。
[0034]上述說明僅是本發(fā)明技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本發(fā)明的技術(shù)手段，并可依照說明書的內(nèi)容予以實施，以下以本發(fā)明的較佳實施例并配合附圖詳細說明如后。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0035]圖1是本發(fā)明膠原膠束微粒的粒度分布曲線；
[0036]圖2是本發(fā)明超長填砂管示意圖；
[0037]圖3是本發(fā)明均質(zhì)巖心的堵塞率和定流壓力梯度改性聚丙烯酰胺調(diào)剖體系用量的變化曲線；
[0038]圖4是本發(fā)明非均質(zhì)巖心的堵塞率和定流壓力梯度改性聚丙烯酰胺調(diào)剖體系用量的變化曲線；
[0039]圖5是本發(fā)明均質(zhì)填砂管并聯(lián)示意圖；
[0040]圖6是本發(fā)明并聯(lián)巖心組堵塞率和定流壓力梯度改性聚丙烯酰胺調(diào)剖體系用量的變化曲線。
【具體實施方式】
[0041]為更進一步闡述本發(fā)明為達成預定發(fā)明目的所采取的技術(shù)手段及功效，以下結(jié)合附圖及較佳實施例，對依據(jù)本發(fā)明提出的改性聚丙烯酰胺調(diào)剖體系，以及該調(diào)剖體系的制備方法和使用方法，詳細說明如后。
[0042]一種改性聚丙烯酰胺調(diào)剖體系，配方為:40~50%的聚丙烯酰胺、50~40%的木質(zhì)素和10%的生物膠原蛋白，形成膠原膠束微粒。所述膠原膠束微粒的粒徑為15~150 μ m0
[0043]改性聚丙烯酰胺調(diào)剖體系代替以往所用的體膨顆?；蛩?qū)流轉(zhuǎn)向劑，改善了調(diào)剖劑組成，縮少了調(diào)剖劑組份，減少了聚丙烯酰胺溶液和聚丙烯酰胺凝膠的使用量，從而大大降低了調(diào)剖劑的成本。使單井調(diào)剖劑成本從7-8萬元降到4-6萬元左右。
[0044]改性聚丙烯酰胺調(diào)剖劑主要是由聚丙烯酰胺、木質(zhì)素和生物膠原蛋白組成，其作用在于對油藏內(nèi)的大孔道或高滲透層帶實施吸水剖面的調(diào)整。粒徑一般介于15 — 150μπι。改性聚丙烯酰胺調(diào)剖劑由于在水中分散均勻、懸浮性良好，在現(xiàn)場按一定比例加入回注污水即可使用，施工非常簡單方便。主要評價其懸浮性，以保證現(xiàn)場注入?，F(xiàn)場試驗主要是針對各個區(qū)塊，選擇合適的PPS粒徑和注入濃度，以便與地層裂縫相匹配，達到注得進、堵得住，加大實驗力度，確定體系的適應范圍。
[0045]一種改性聚丙烯酰胺調(diào)剖體系的制備方法，包括以下步驟:
[0046]第一步:木質(zhì)素和生物膠原蛋白(反應物的比例4:1)在250°C條件下，發(fā)生膠合反應；
[0047]第二步:第一步的反應產(chǎn)物在常溫下，經(jīng)絮凝劑吸附沉淀生成膠原膠束；
[0048]第三步:膠原膠束與雙丙烯酰胺(反應物的比例2:1)，在引發(fā)劑的作用下發(fā)生聚合反應，產(chǎn)生膠原膠束微粒。
[0049]從而制得的具有較高耐溫、較大吸水能力和較強曲張性膠原膠束微粒，其化學制備原理如下:`
[0050]膠合反應的目的是將木質(zhì)素通過蛋白膠原連接起來，形成大分子化合物P，然后在絮凝劑吸附下沉淀成膠原膠束聚合物PS，膠原膠束聚合物再與雙丙烯酰胺進行限制聚合，增加其吸水能力和懸浮性，最終制得膠原膠束微粒PPS。
[0051]具體實施時，所述的絮凝劑為雙(3，5，5-三甲基己酰)過氧化物。所述的引發(fā)劑為雙(3，5，5-三甲基己酰)過氧化物。
[0052]一種改性聚丙烯酰胺調(diào)剖體系的使用方法，將所述的改膠原膠束微粒加入水中，形成分散溶液，然后向井中泵注上述分散溶液。
[0053]優(yōu)選地，所述改性聚丙烯酰胺調(diào)剖體系與水的質(zhì)量比為1/10。
[0054]可選擇地，所述改性聚丙烯酰胺調(diào)剖體系與水的質(zhì)量比為可以為1/20~1/4之間的任意值。
[0055]優(yōu)選地，在所述分散溶液中添加有交聯(lián)劑和助劑。
[0056]改性聚丙烯酰胺調(diào)剖劑的調(diào)剖機理主要在于:一是利用膠原膠束微粒PPS的顆粒性特點，確保其在被擠入油藏時以進入大孔道和高滲透層帶為主，僅有很少部分會污染油藏中低滲透層帶；二是由于膠原膠束微粒的曲張性，使其在較高壓力下發(fā)生析水收縮，從而進入油藏深部孔隙而不會被剪切、斷裂，且一旦進入油藏深部后，隨著所承受壓力的降低，膠原膠束微粒又重新吸水膨脹；三是利用地層的濾失作用，使膠原膠束微粒過濾、沉積、吸附在油藏大孔道和高滲透層帶內(nèi)，從而降低油藏大孔道或高滲透層帶的滲透性、堵塞地層水流通道、改變注入水走向，達到調(diào)整油藏深部吸水剖面的目的。
[0057]由于改性聚丙烯酰胺調(diào)剖體系是以膠原膠束微粒PPS為主的懸浮液體，其溶液的流動性、懸浮性和均勻性對現(xiàn)場配液、擠注和施工至關(guān)重要，是能否順利施工的關(guān)鍵，為此，針對調(diào)剖劑液體性能(流動性、懸浮性和均勻性)進行進一步研究。一)膠原膠束微粒濃度對調(diào)剖液性能的影響；二)配液設備(攪拌轉(zhuǎn)速)對調(diào)剖液性能的影響；三)水質(zhì)對調(diào)剖液性能的影響。
[0058]其中關(guān)于流動性，采用用液體的漏斗粘度η表示:η是指某一懸浮液用馬氏泥漿漏斗粘度計測得的漏斗粘度，η主要表示了懸浮液的擠注摩阻和流動性。η越大摩阻越大、流動性越差，η越小摩阻越小、流動性越好。n的單位為秒(s)。
[0059]關(guān)于懸浮性，次用配制好的懸浮液的懸浮指數(shù)α表示:α是指某一懸浮液在帶刻度玻璃溶器內(nèi)靜止放置10分鐘后，其中層液體與溶劑(水)的比重之差除以該懸浮液配制初始其與溶劑(水)的比重之差的百分比(％)，即α=100%Χ (中層液體的比重一 I)/ (懸浮液初始比重一I);液體的比重我們用泥漿比重計測得。α主要表示了懸浮液的懸浮性，α越大懸浮性越好，α越小懸浮性越差。
[0060]均勻性用均勻指數(shù)β表示:β是指某一懸浮液在帶刻度玻璃溶器內(nèi)靜止放置10分鐘后，其上層液體的懸浮指數(shù)與下層液體的懸浮指數(shù)之比，也就是該懸浮液上層液體與溶劑(水)的比重之差除以其下 層液體與溶劑(水)的比重之差的百分比。β越大懸浮液的均勻性越好，β越小懸浮液的均勻性越差。
[0061]實驗儀器:激光粒度儀、電子天平、可讀電子攪拌器、馬氏泥漿漏斗粘度計、泥漿比重計、玻璃儀器等。
[0062]實驗藥品:10%PPS濃縮液、自來水、普通河水、回注污水等。
[0063]實驗方法:首先用量筒和電子天平取得實驗用量的水和PPS濃縮液加入帶刻度的玻璃燒杯中，按選定的攪拌速度，用可讀電子攪拌器攪拌三分鐘，后立即取一定量分別用馬氏泥漿漏斗粘度計和泥漿比重計測得其原始漏斗粘度和原始比重；第二將測完的液體倒回燒杯中再攪拌三分鐘，靜止放置10分鐘后，慢慢用硬質(zhì)塑料管分別吸取其一定量的上、中、下層液體并立即用泥漿比重計分別測其各層液體的比重；最后準確記錄各數(shù)據(jù)并繪制出曲線。
[0064]表1 PPS濃縮液用量對調(diào)剖液性能的影響
【權(quán)利要求】
1.一種改性聚丙烯酰胺調(diào)剖體系，其特征在于，配方為: 40~50 %的聚丙烯酰胺、50~40 %的木質(zhì)素和10 %的生物膠原蛋白，形成膠原膠束微粒。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的改性聚丙烯酰胺調(diào)剖體系，其特征在于， 所述膠原膠束微粒的粒徑為15~150 μ m。
3.一種改性聚丙烯酰胺調(diào)剖體系的制備方法，其特征在于，包括以下步驟: 第一步:4份木質(zhì)素和1份生物膠原蛋白，在250°C條件下，發(fā)生膠合反應，生成木質(zhì)素膠合物； 第二步:在常溫下，2份木質(zhì)素膠合物與1份絮凝劑吸附發(fā)生反應，生成的沉淀為膠原膠束； 第三步:2份膠原膠束與1份雙丙烯酰胺，在引發(fā)劑的作用下發(fā)生聚合反應，產(chǎn)生曲張性膠原膠束微粒。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的改性聚丙烯酰胺調(diào)剖體系的制備方法，其特征在于， 所述的絮凝劑為雙(3，5，5-三甲基己酰)過氧化物。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的改性聚丙烯酰胺調(diào)剖體系的制備方法，其特征在于， 所述的引發(fā)劑為雙(3，5，5-三甲基己酰)過氧化物。
6.一種改性聚丙烯酰胺調(diào)剖體系的使用方法，其特征在于， 將權(quán)利要求1中所述的改性聚丙烯酰胺調(diào)剖體系中加入水中，形成分散溶液，然后向井中泵注上述分散溶液。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的改性聚丙烯酰胺調(diào)剖體系的使用方法，其特征在于， 所述改性聚丙烯酰胺調(diào)剖體系與水的質(zhì)量比為1/20~1/4。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的改性聚丙烯酰胺調(diào)剖體系的使用方法，其特征在于， 所述改性聚丙烯酰胺調(diào)剖體系與水的質(zhì)量比為1/10。
9.根據(jù)權(quán)利要求6至8中任一項所述的改性聚丙烯酰胺調(diào)剖體系的使用方法，其特征在于， 在所述分散溶液中添加有交聯(lián)劑和助劑。
【文檔編號】C08F289/00GK103710011SQ201310688985
【公開日】2014年4月9日 申請日期:2013年12月16日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月16日
【發(fā)明者】韓廣彬, 孟凡斌, 史瀚文 申請人:吉林省東新石油工程技術(shù)有限公司