一種高含量鈣基膨潤土堵水劑的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種高含量鈣基膨潤土堵水劑的制備方法，將2.5g～12.5g2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸加入盛20g蒸餾水的燒杯中，溶解后得濃度9%～24%水溶液，置于冰水浴中，攪拌下氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)水溶液pH值至中性，將12.5g～22.5g丙烯酰胺和10g含0.015g～0.03g N ， N′ -亞甲基雙丙烯酰胺交聯(lián)劑溶液，加入中性水溶液中，攪拌下加入20g～30g鈣基膨潤土和5g含0.01g～0.05g乙二胺四乙酸鈉去阻劑溶液，通入氮氣20min，加入各5g含0.01g～0.0125g氧化還原引發(fā)劑的氧化劑溶液和含0.01g～0.0125g氧化還原引發(fā)劑的還原劑溶液，得反應(yīng)原液置于水浴鍋60℃溫度下進(jìn)行聚合反應(yīng)30min，反應(yīng)結(jié)束后制得鈣基膨潤土含量高達(dá)50%的高含量鈣基膨潤土堵水劑。本發(fā)明具有較高壓縮強度，體積膨脹率高，緩膨時間可調(diào)的有益效果。
【專利說明】一種高含量鈣基膨潤土堵水劑的制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種堵水劑的制備方法，尤其涉及一種高含量鈣基膨潤土堵水劑的制備方法，屬于油田化學(xué)品【技術(shù)領(lǐng)域】。

【背景技術(shù)】
[0002]油井出水是目前油田開采中存在的一個普遍問題。有效地控制油田出水，提高注入水的波及體積，對保持油田穩(wěn)產(chǎn)，提高水驅(qū)的采收率是一項重要措施。在油田開采過程中，由于水層竄槽、底水錐進(jìn)或注入水、邊水突進(jìn)，使一些油井過早見水或水淹。為了清除或減少水淹，控制產(chǎn)水層中水的流動和改變水驅(qū)油中水的流動方向，提高水驅(qū)油采收率，在生產(chǎn)井上進(jìn)行封堵出水層段所采用的化學(xué)處理劑稱為堵水劑。
[0003]長期以來，世界各國都結(jié)合本國油田的地質(zhì)特點，努力尋求有效的堵水劑及其工藝。堵水工藝可分為機械法和化學(xué)法。其中.化學(xué)堵水劑隨著油田堵水技術(shù)的發(fā)展，得到相當(dāng)?shù)陌l(fā)展。
[0004]我國油田化學(xué)堵水技術(shù)從20世紀(jì)50年代起在現(xiàn)場應(yīng)用，至今已有50多年歷史。最初是用水泥漿堵水，后發(fā)展了油基水泥、石灰乳、樹脂、活性稠油等。60年代以樹脂為主，70年代，水溶性聚合物及其凝膠開始在油田應(yīng)用，從此，油田堵水技術(shù)進(jìn)入一個新的發(fā)展階段，堵水劑品種迅速增加，處理井次增多，經(jīng)濟效益也明顯提高。
[0005]油田化學(xué)品市場的堵水劑品種，根據(jù)不同分類和類別，可分為以下幾種:
I)根據(jù)種類和作用機理堵水劑可分為以下幾種:
I:顆粒類:膨潤土、果殼粉、石灰乳、水膨體；
2:水泥類:油井水泥、水基水泥、活化水泥和微粒水泥等；
3:沉淀類:水玻璃/氯化韓堵劑等；
4:凝膠類:包括聚丙烯酰胺、木質(zhì)素磺酸鹽和黃胞膠等；
5:稠油類:乳化稠油等；
6:泡沫類:二相泡沫堵劑、泡沫凝膠等；
7:樹脂類:酚醛樹脂、脲醛樹脂、糠醛樹脂、環(huán)氧樹脂等。
[0006]2)從施工技術(shù)上來劃分，可分為選擇性堵水、非選擇性堵水、注水井調(diào)剖和區(qū)塊整體堵水。
[0007]3)從化學(xué)劑結(jié)構(gòu)和作用機理可分為
(1)無機鹽類，如硅酸鈉和硫酸鋁、硅酸鈉與氯化鈣、硅酸鈉與硫酸亞鐵、碳酸鈉與氯化?丐等;
(2)聚合物凍膠類，如聚丙烯酰胺、聚丙烯腈、木質(zhì)素磺酸鹽、生物聚合等形成的各種凍膠，是目前廣泛應(yīng)用的一類；
(3)樹脂類堵水劑，包括酚醛樹脂、環(huán)氧樹脂、糠醛樹脂及熱塑性聚合物、聚乙烯、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物等；
(4)泡沫調(diào)剖堵水劑，包括起泡劑和各種添加劑再配合固相成分膨潤土、白粉等，如ABS為起泡劑，羧甲基纖維素為穩(wěn)定劑以膨潤土為固相組成調(diào)剖劑；還有陽離子表面活性劑堵水技術(shù)，甲硅烷堵水技術(shù)以及硅酸凝膠堵水技術(shù)等。
[0008]現(xiàn)有的堵水劑，各種耐溫抗鹽凝膠體系堵水劑中主劑聚合物主要是一些水溶性聚合物，包括生物聚合物、聚丙烯酰胺、聚丙烯腈、木質(zhì)素磺酸鹽凝、聚乙烯胺、聚乙烯醇、以及聚苯乙烯磺酸鹽等。因其強度和耐溫性較低，達(dá)不到使用要求，因此在使用過程中出現(xiàn)諸多的問題，如目前市場上無機顆粒堵水劑存在諸多問題，主要表現(xiàn)在對油水的選擇性差，而且對地層造成不同程度的傷害。由于地層溫度高、礦化度高，一般堵水劑的可泵時間和長期穩(wěn)定性達(dá)不到使用要求。
[0009]因此，如何制備具有高強度及耐溫性的堵水劑，是油田化學(xué)品業(yè)界極其關(guān)注的問題，亦是油田化學(xué)品工程技術(shù)人員亟待開發(fā)和研究的課題。
[0010]近些年來，圍繞高強度及耐溫性的堵水劑的制備方面的研究，其各種配方也多見諸于專利文獻(xiàn)和刊物文獻(xiàn)中，有關(guān)制備高強度及耐溫性的堵水劑的方法，由下述專利文獻(xiàn)和刊物文獻(xiàn)，予以披露:
1、中國發(fā)明專利申請公布號CN103937472A (申請公布日2014年7月23日)“陽離子蠟復(fù)合調(diào)剖堵水劑及制備方法和調(diào)剖堵水工藝”公開了堵水劑各組分含量按重量百分比計為:陽離子蠟50?90%、膨潤土 10?50%。其制備方法的步驟:a、將陽離子石油蠟按例加入搪瓷反應(yīng)釜，緩慢升溫至80°C ;b、在不斷攪拌下陽離子石油蠟溶化后，加入膨潤土，繼續(xù)攪拌至均勻；c、停止加熱保溫，出料至儲料池，冷卻至常溫；d、然后粉碎磨細(xì)至所需要的粒徑，產(chǎn)成品，即得陽離子石油蠟復(fù)合調(diào)剖堵水劑。
[0011]其優(yōu)點:該方案采用陽離子蠟和膨潤土配制陽離子石油蠟復(fù)合調(diào)剖堵水劑，解決了現(xiàn)用堵水劑強度低的問題，以適合不同地層溫度的深井、低滲等油藏調(diào)剖堵水的要求，滿足油田生產(chǎn)需要。
[0012]有關(guān)制備高強度及耐溫性的堵水劑的方法，由下述刊物文獻(xiàn)，予以披露:
1、張桂意等人發(fā)表在《化工進(jìn)展》2004年第23卷第3期第311 - 315頁“耐溫抗鹽水膨體的合成與應(yīng)用”文獻(xiàn)報道:將聚丙烯酰胺(HPAM)溶于水中，調(diào)節(jié)pH值至9?11，加入適量交聯(lián)劑及交聯(lián)促進(jìn)劑，再加入適量碳酸鈣和鈉土，攪拌均勻，在45°C下反應(yīng)5h,得到膠狀產(chǎn)品，經(jīng)干燥、粉碎得到顆粒狀產(chǎn)物即水膨體。
[0013]其優(yōu)點:該產(chǎn)品具有較高的強度、強吸附性、良好的熱穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性，而且其生產(chǎn)成本明顯降低，現(xiàn)場試驗表明，調(diào)剖后增油效果明顯。
[0014]不足之處:水膨體在高溫(120°C )、高礦化度水溶液中浸泡24h，仍具有較高吸液率，且凝膠狀態(tài)良好。只測試了 ZY-1水膨體在高溫(120°C)下24h的吸液率，沒有測其在高溫(120°C )下更長時間是否仍具有穩(wěn)定性。
[0015]2、錢玉花等人發(fā)表在《石油天然氣學(xué)報(江漢石油學(xué)院學(xué)報)》2008年6月第30卷第3期第311 - 313頁“耐溫抗鹽高吸水樹脂選擇性顆粒堵水劑的合成與性能評價”文獻(xiàn)報道:以丙烯酰胺(AM)、丙烯酸(AA)、2_丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)為主料，增強劑作為填料，合成了一種均質(zhì)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的吸水樹脂凝膠顆粒堵水劑。通過正交試驗確定的最佳配方為:單體配比為1: 2: 7.5;交聯(lián)劑用量為0.03 %;引發(fā)劑用量為0.04 %;增強劑加量為8 % ；pH值為10。評價了該堵劑產(chǎn)品的抗鹽耐溫性能、封堵率以及堵劑的選擇性，試驗證明該堵水劑產(chǎn)品具有較好的耐溫抗鹽性能，且有較好的選擇性堵水能力。
[0016]有益效果:堵水劑產(chǎn)品具有較好的耐溫抗鹽性能，且有較好的選擇性堵水能力。
[0017]不足之處:顆粒堵水劑在110°C的高溫下恒溫老化24h，仍具有較高的吸水率且凝膠良好，沒有繼續(xù)測試其在110°c的高溫下的吸液率。
[0018]3、周承強等人發(fā)表在《化工新型材料》2013年第41卷第53期第105 - 108頁“耐溫耐鹽SSS/AMPS/膨潤土吸水樹脂的制備與表征”文獻(xiàn)報道:以二乙烯苯為交聯(lián)劑，過硫酸鉀和亞硫酸鈉為引發(fā)劑，采用水溶液聚合法合成對苯乙烯磺酸鈉/ 2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸/膨潤土(SSS/AMPS/膨潤土)吸水樹脂。對制備條件進(jìn)行優(yōu)化，采用F T — I R對樹脂結(jié)構(gòu)進(jìn)行表征，T G曲線表征樹脂的熱穩(wěn)定性。結(jié)果表明:當(dāng)AMP S質(zhì)量分?jǐn)?shù)為50%、交聯(lián)劑用量為0.8%、引發(fā)劑用量為0.6%、膨潤土用量為10%，反應(yīng)溫度為65°C時，在25%模擬水溶液中樹脂的吸水倍率可以達(dá)14.71g/g，強度最佳。樹脂的耐熱性能好，SE M圖表明樹脂表面呈現(xiàn)多孔狀結(jié)構(gòu)。
[0019]不足之處:本文中2 -丙烯酰胺基-2 -甲基丙磺酸用量為50%，膨潤土用量為單體的10%，而苯乙烯磺酸鈉用量約為50%，這樣會使成本大大增加。
[0020]


【發(fā)明內(nèi)容】

本發(fā)明的目的，是為解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足之處，而提供一種高含量鈣基膨潤土堵水劑的制備方法，該方法采用一種非離子不飽和單體及一種水溶性的陰離子單體，用堿性溶液中和后，在交聯(lián)劑作用下進(jìn)行反應(yīng)，并大量引入了具有膨脹性能及交聯(lián)作用的無機物，因而不僅提高了堵水劑的強度及耐溫性能，還大大降低了生產(chǎn)成本，從而克服了現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足之處。
[0021]本發(fā)明為實現(xiàn)上述目的，所采用的技術(shù)方案是:
一種高含量鈣基膨潤土堵水劑的制備方法，為單體聚合法，由單體、交聯(lián)劑、引發(fā)劑、添加劑、增強劑和熱穩(wěn)定劑等化學(xué)劑，通過共混、聚合、造粒、干燥、粉碎、篩分等工序加工而成，其制備配方原料主要為丙烯酰胺、丙烯酸、丙烯酸鈉、甲基丙烯酸甲酯，交聯(lián)劑主要為N，N亞甲基雙丙烯酰胺，引發(fā)劑為過硫酸銨、過硫酸鉀，添加劑為碳酸鈉的堿類，增強劑為鈉土，、二氧化硅、含油污泥，熱穩(wěn)定劑為除氧劑，其中經(jīng)預(yù)水化處理增強劑的加量為8 %，或鈉基膨潤土用量10%，其特征在于:制備方法包括I)配方原料和2)制備工藝操作，所述I)配方原料和2)制備工藝操作，分別如下:
O配方原料
為非離子不飽和單體，水溶性的陰離子單體，無機物，交聯(lián)劑，氧化還原引發(fā)劑的氧化齊U，氧化還原引發(fā)劑的還原劑，惰性氣體和去阻劑，所述原料的規(guī)格和用量為:
原料規(guī)格用量，g
非離子不飽和單體分析純12.5?22.5
水溶性的陰離子單體分析純2.5?12.5
無機物工業(yè)級20.0?30.0
交聯(lián)劑分析純0.01?0.03
氧化還原引發(fā)劑的氧化劑分析純0.01?0.02
氧化還原引發(fā)劑的還原劑分析純0.01?0.02
去阻劑分析純0.05
2)制備工藝操作制備工藝操作步驟如下:
①、稱取2.5g?12.5g 2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸加入盛有20g蒸餾水的燒杯中，2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸充分溶解于蒸餾水后得濃度為9%?24%的2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸水溶液，
②、將2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸水溶液置于冰水浴中，在攪拌條件下，用10%的氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸水溶液的pH值為7，
③、將12.5g?22.5g丙烯酰胺和1g含0.015g?0.03g況亞甲基雙丙烯酰胺交聯(lián)劑溶液，分別加入到呈中性的2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸水溶液中，并繼續(xù)不斷攪拌，
④、在繼續(xù)不斷攪拌下,加入20g?30g韓基膨潤土和5g含有0.0lg?0.05 g乙二胺四乙酸鈉去阻劑溶液，通入氮氣20min，加入5g含有0.0lg?0.0125g的氧化還原引發(fā)劑的氧化劑溶液和5g含0.0lg?0.0125g的氧化還原引發(fā)劑的還原劑溶液，得反應(yīng)原液
⑤、將反應(yīng)原液置于水浴鍋60°C溫度下進(jìn)行聚合反應(yīng)30min，反應(yīng)結(jié)束后制得鈣基膨潤土含量高達(dá)50% (fft/%)的高含量鈣基膨潤土堵水劑。
[0022]所述非離子不飽和單體，為丙烯酰胺、N-羥甲基丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺，任選其中的一種或幾種。
[0023]所述水溶性的陰離子單體，為2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、對苯乙烯磺酸鈉，任選其中的一種或兩種。
[0024]所述堿性溶液，為氫氧化鈉、碳酸氫鈉、碳酸鈉、氫氧化鉀、碳酸鉀溶液，任選其中的一種或幾種。
[0025]所述氧化還原體系引發(fā)劑的氧化劑，為過硫酸銨、過硫酸鉀、過硫酸鈉其中，任選一種或幾種。
[0026]所述氧化還原體系引發(fā)劑的還原劑，為亞硫酸鈉、亞硫酸氫鈉，任選其中的一種或兩種。
[0027]所述無機物，為鈣基膨潤土、鎂基膨潤土、改性陽離子化膨潤土，任選其中的一種或兩種。
[0028]所述交聯(lián)劑，為見ΛΤ-亞甲基雙丙烯酰胺或二甲基丙烯酸乙二醇酯，任選其中的一種或兩種。
[0029]所述惰性氣體，為氮氣、氬氣，任選其中的一種或兩種。
[0030]所述去阻劑，為乙二胺四乙酸鈉。
[0031]本發(fā)明的有益效果
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果:
有益效果:1、只與水起作用，而不與油起作用，故只在水層造成堵塞而對油層影響甚微。2、具有較高的壓縮強度，體積膨脹率高，緩膨時間可調(diào)，堵水有效期長。3、耐溫性能比不加鈣基膨潤土的堵水劑的耐溫性，由2天提高到7天。4、高含量鈣基膨潤土堵水劑比未加鈣基膨潤土的堵水劑樣品的壓縮強度提高了 5倍。5、隨著鈣基膨潤土添加量的增加，其耐溫時間也逐漸增加。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0032]圖1為本發(fā)明添加50% (Wt/%)鈣基膨潤土的堵水劑在S-4800型掃描電子顯微鏡下的的微觀形貌放大圖片，放大倍數(shù)1000倍；
圖2為沒有添加鈣基膨潤土堵水劑在S-4800型掃描電子顯微鏡下的的微觀形貌放大圖片，放大倍數(shù)1000倍；
圖3為鈣基膨潤土用量對吸水倍數(shù)的影響的示意圖。

【具體實施方式】
[0033]下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明所述技術(shù)方案作進(jìn)一步的說明。
[0034]實施例1
一種高含量鈣基膨潤土堵水劑的制備方法，其配方原料和用量如下:
水溶性的陰離子單體，為2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、對苯乙烯磺酸鈉，任選其中的一種或兩種，本實施例優(yōu)選2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸，用量2.5g?12.5g，本實施例優(yōu)選用量2.5g，
非離子不飽和單體，為丙烯酰胺、N-羥甲基丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺，任選其中的一種或幾種，本實施例優(yōu)選丙烯酰胺，用量12.5g?22.5g，本實施例優(yōu)選用量22.5g，
堿性溶液，為氫氧化鈉、碳酸氫鈉、碳酸鈉、氫氧化鉀、碳酸鉀溶液，任選其中的一種或幾種，本實施例優(yōu)選氫氧化鈉溶液，
交聯(lián)劑，為見ΛΤ-亞甲基雙丙烯酰胺或二甲基丙烯酸乙二醇酯，任選其中的一種或兩種，本實施例優(yōu)選見亞甲基雙丙烯酰胺，用量0.0lg?0.03g,本實施例優(yōu)選用量1g含0.02妙，#'-亞甲基雙丙烯酰胺溶液，
無機物，為鈣基膨潤土、鎂基膨潤土、改性陽離子化膨潤土，任選其中的一種或兩種，本實施例優(yōu)選鈣基膨潤土，用量20.0g?30.0g，本實施例優(yōu)選用量25g，
氧化還原體系引發(fā)劑的氧化劑，為過硫酸銨、過硫酸鉀、過硫酸鈉其中，任選一種或幾種，用量0.0lg?0.02g，本實施例優(yōu)選5g含0.0125g的過硫酸銨溶液，
氧化還原體系引發(fā)劑的還原劑，為亞硫酸鈉、亞硫酸氫鈉，任選其中的一種或兩種，用量0.0lg?0.02g,本實施例優(yōu)選5g含0.0lg的亞硫酸氫鈉溶液，
惰性氣體，為氮氣、氬氣，任選其中的一種或兩種，本實施例優(yōu)選氮氣，
去阻劑，為乙二胺四乙酸鈉，用量0.05g；
制備操作步驟具體如下:
①、稱取2.5g 2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸加入盛有20g蒸餾水的燒杯中，2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸充分溶解于蒸餾水后得濃度為11%2_丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸水溶液，
②、將2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸水溶液置于冰水浴中，在攪拌條件下，用10%的氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸水溶液的pH值至7，
③、將22.5g丙烯酰胺和1g含0.02抓，ΛΤ-亞甲基雙丙烯酰胺交聯(lián)劑溶液，分別加入步驟②中的2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸鈉水溶液中，并繼續(xù)不斷攪拌，
④、在繼續(xù)不斷攪拌下，加入25g鈣基膨潤土和5g含有0.05g乙二胺四乙酸鈉去阻劑溶液，通入氮氣20min ,加入5g含有0.0125g的過硫酸銨溶液和5g含0.0lg的亞硫酸氫鈉溶液，得反應(yīng)原液，
⑤、將反應(yīng)原液置于水浴鍋60°C溫度下進(jìn)行聚合反應(yīng)30min，反應(yīng)結(jié)束后制得鈣基膨潤土堵水劑。
[0035]不加鈣基膨潤土的堵水劑的耐溫時間為2天，而制得的高含量鈣基膨潤土堵水劑耐溫時間提高到?天。
[0036]實施例2
一種高含量鈣基膨潤土堵水劑的制備方法，其配方原料和制備操作步驟相同于實施例1，只是不同的是:
③、加入22.5g丙烯酰胺和1g含0.015g交聯(lián)劑見ΛΤ-亞甲基雙丙烯酰胺溶液；
④、加入20g鈣基膨潤土。
[0037]不加鈣基膨潤土的堵水劑的耐溫時間為2天，而制得的高含量鈣基膨潤土堵水劑耐溫時間提高到6天。
[0038]實施例3
一種高含量鈣基膨潤土堵水劑的制備方法，其配方原料和制備操作步驟相同于實施例2，只是不同的是:
③、加入20g丙烯酰胺和1g含0.02g交聯(lián)劑見ΛΤ-亞甲基雙丙烯酰胺溶液；
④、加入30g|丐基膨潤土。
[0039]不加鈣基膨潤土的堵水劑的耐溫時間為2天，而制得的高含量鈣基膨潤土堵水劑耐溫時間提高到?天。
[0040]實施例4
對比例:不加鈣基膨潤土的堵水劑樣品的制備，其配方原料和制備操作步驟相同于實施例1，只是不同的是:鈣基膨潤土的添加量為零，制得的不含鈣基膨潤土堵水劑，其耐溫時間為2天。
[0041]在本發(fā)明中，采用本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知的檢測方法，對本發(fā)明的高含量鈣基膨潤土堵水劑以及不含鈣基膨潤土堵水劑的技術(shù)性能進(jìn)行檢測，檢測結(jié)果如下:
本發(fā)明的高含量鈣基膨潤土堵水劑外觀:紅褐色顆粒，
粒徑:5?8mm,
含水量:7%，
吸去離子水倍數(shù):23.29，
吸鹽水倍數(shù):6.33，
壓縮強度:0.0229MPa。
[0042]不含鈣基膨潤土堵水劑樣品壓縮強度:0.0045MPa。
[0043]從上述的本發(fā)明的高含量鈣基膨潤土堵水劑與未加鈣基膨潤土的堵水劑樣品的壓縮強度相比較，本發(fā)明的高含量鈣基膨潤土堵水劑比未加鈣基膨潤土的堵水劑樣品的壓縮強度提高了 5倍。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明加入50% (Wt/%)鈣基膨潤土為高含量。高含量鈣基膨潤土堵水劑具有高的強度。
[0044]本發(fā)明高含量鈣基膨潤土堵水劑的微觀形貌表征
I)測試樣品的制備及2)微觀形貌表征的圖片，分別如下:
I)測試樣品的制備先將本發(fā)明鈣基膨潤土堵水劑充分吸水后用液氮冷凍，再用冷凍干燥機進(jìn)行冷凍干燥得測試樣品。
[0045]2)微觀形貌表征圖片
通過采用S-4800型掃描電子顯微鏡，在加速電壓為15.0KV下，觀察其微觀結(jié)構(gòu)形貌，其微觀形貌表征的圖片，如圖1所示。
[0046]不添加鈣基膨潤土堵水劑的微觀形貌表征，同樣采用上述方法獲得圖片，如圖2所示。
[0047]由圖1可知，聚合物表面也有大量孔洞且形成了三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，顆粒均勻的分布在單體聚合物的表面上，沒有明顯的團聚現(xiàn)象，即有利于水分子滲入到聚合物中，又可增強堵水劑強度。
[0048]由圖2可知，聚合物表面有大量孔洞，這有利于水分子滲入到聚合物中，從而有利于堵漏劑的膨脹。
[0049]本發(fā)明中，鈣基膨潤土用量對吸水倍數(shù)的影響，如圖3所示。
[0050]對堵水劑耐溫性的評價，即將水膨體置于l%NaCl礦化度的水溶液中，放置在120°C條件下，長期觀察并測試其吸水倍數(shù)。
[0051]圖3說明鈣基膨潤土不同添加量對堵水劑耐溫性能的影響，隨著時間的增加，鈣土不同添加量的水凝膠的吸水倍數(shù)均增大，且隨著鈣基膨潤土添加量的增加，其耐溫時間也逐漸增加。
[0052]在本發(fā)明中，所述鈣基膨潤土是一種黏土巖、亦稱蒙脫石黏土巖、常含少量伊利石、高嶺石、埃洛石、綠泥石、沸石、石英、長石、方解石等；一般為白色、淡黃色，因含鐵量變化又呈淺灰、淺綠、粉紅、褐紅、磚紅、灰黑色等；具蠟狀、土狀或油脂光澤；膨潤土有的松散如土，也有的致密堅硬。主要化學(xué)成分是二氧化硅、三氧化二鋁和水，還含有鐵、鎂、鈣、鈉、鉀等元素。膨潤土具有強的吸濕性和膨脹性，可吸附8?15倍于自身體積的水量，體積膨脹可達(dá)數(shù)倍至30倍。鈣基膨潤土的層間陽離子為Ca2+。
[0053]本發(fā)明通過加入50% (Wt/%)的鈣基膨潤土，使產(chǎn)品中的單體的加入量降低為原來的一半，從而使成本大大降低。
[0054]在本發(fā)明中，所述原料，其供應(yīng)商如下:
原料供應(yīng)商
非離子不飽和單體天津北方天醫(yī)化學(xué)試劑廠
水溶性的陰離子單體百順(北京)化學(xué)科技有限公司
無機物山東淄博愛翔化工有限公司
交聯(lián)劑天津北方天醫(yī)化學(xué)試劑廠
氧化還原引發(fā)劑的氧化劑天津北方天醫(yī)化學(xué)試劑廠
氧化還原引發(fā)劑的還原劑天津北方天醫(yī)化學(xué)試劑廠
去阻劑天津北方天醫(yī)化學(xué)試劑廠。
[0055]本發(fā)明的高含量鈣基膨潤土堵水劑是一種環(huán)境友好型、高效能選擇性油田化學(xué)堵水劑。
[0056]以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種高含量鈣基膨潤土堵水劑的制備方法，為單體聚合法，由單體、交聯(lián)劑、引發(fā)劑、添加劑、增強劑和熱穩(wěn)定劑等化學(xué)劑，通過共混、聚合、造粒、干燥、粉碎、篩分等工序加工而成，其制備配方原料主要為丙烯酰胺、丙烯酸、丙烯酸鈉、甲基丙烯酸甲酯，交聯(lián)劑主要為#， 亞甲基雙丙烯酰胺，引發(fā)劑為過硫酸銨、過硫酸鉀，添加劑為碳酸鈉的堿類，、二氧化硅、含油污泥，熱穩(wěn)定劑為除氧劑，其中經(jīng)預(yù)水化處理增強劑的加量為8 %，或鈉基膨潤土用量10%，其特征在于:制備方法包括1)配方原料和2)制備工藝操作，所述1)配方原料和2)制備工藝操作，分別如下: 1)配方原料 為非離子不飽和單體，水溶性的陰離子單體，無機物，交聯(lián)劑，氧化還原引發(fā)劑的氧化齊U，氧化還原引發(fā)劑的還原劑，惰性氣體和去阻劑，所述原料的規(guī)格和用量為:原料規(guī)格用量，g 非離子不飽和單體分析純12.5?22.5 水溶性的陰離子單體分析純2.5?12.5 無機物工業(yè)級20.0?30.0 交聯(lián)劑分析純0.01?0.03 氧化還原引發(fā)劑的氧化劑分析純0.01?0.02 氧化還原引發(fā)劑的還原劑分析純0.01?0.02 去阻劑分析純0.05 2)制備工藝操作 制備工藝操作步驟如下: ①、稱取2.5g?12.5g 2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸加入盛有20g蒸餾水的燒杯中，2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸充分溶解于蒸餾水后得濃度為9%?24%的2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸水溶液， ②、將2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸水溶液置于冰水浴中，在攪拌條件下，用10%的氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸水溶液的pH值為7， ③、將12.5g?22.5g丙烯酰胺和10g含0.015g?0.03g況τΤ_亞甲基雙丙烯酰胺交聯(lián)劑溶液，分別加入到呈中性的2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸水溶液中，并繼續(xù)不斷攪拌， ④、在繼續(xù)不斷攪拌下,加入20g?30g韓基膨潤土和5g含有0.0lg?0.05 g乙二胺四乙酸鈉去阻劑溶液，通入氮氣20min，加入5g含有0.0lg?0.0125g的氧化還原引發(fā)劑的氧化劑溶液和5g含0.0lg?0.0125g的氧化還原引發(fā)劑的還原劑溶液，得反應(yīng)原液 ⑤、將反應(yīng)原液置于冰水浴鍋60°C溫度下進(jìn)行聚合反應(yīng)30min，反應(yīng)結(jié)束后制得鈣基膨潤土含量高達(dá)50% (fft/%)的高含量鈣基膨潤土堵水劑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高含量鈣基膨潤土堵水劑的制備方法，其特征在于:所述非離子不飽和單體，為丙烯酰胺、羥甲基丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺，任選其中的一種或幾種。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高含量鈣基膨潤土堵水劑的制備方法，其特征在于:所述水溶性的陰離子單體，為2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、對苯乙烯磺酸鈉，任選其中的一種或兩種。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高含量鈣基膨潤土堵水劑的制備方法，其特征在于:所述堿性溶液，為氫氧化鈉、碳酸氫鈉、碳酸鈉、氫氧化鉀、碳酸鉀溶液，任選其中的一種或幾種。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高含量鈣基膨潤土堵水劑的制備方法，其特征在于:所述氧化還原體系引發(fā)劑的氧化劑，為過硫酸銨、過硫酸鉀、過硫酸鈉其中，任選一種或幾種。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高含量鈣基膨潤土堵水劑的制備方法，其特征在于:所述氧化還原體系引發(fā)劑的還原劑，為亞硫酸鈉、亞硫酸氫鈉，任選其中的一種或兩種。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高含量鈣基膨潤土堵水劑的制備方法，其特征在于:所述無機物，為鈣基膨潤土、鎂基膨潤土、改性陽離子化膨潤土，任選其中的一種或兩種。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高含量鈣基膨潤土堵水劑的制備方法，其特征在于:所述交聯(lián)劑，為見ΛΤ-亞甲基雙丙烯酰胺或二甲基丙烯酸乙二醇酯，任選其中的一種或兩種。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高含量鈣基膨潤土堵水劑的制備方法，其特征在于:所述惰性氣體，為氮氣、気氣，任選其中的一種或兩種。
10.據(jù)權(quán)利要求1所述的高含量鈣基膨潤土堵水劑的制備方法，其特征在于:所述去阻齊IJ，為乙二胺四乙酸鈉。
【文檔編號】C08F220/56GK104387530SQ201410674214
【公開日】2015年3月4日 申請日期:2014年11月21日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月21日
【發(fā)明者】程紹玲, 黃春龍, 查瑞濤, 張雅佩, 李一澤, 楊金梁, 楊路明 申請人:天津科技大學(xué)