CN103965848A - 一种复合调剖剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种含油污泥及硬沥青制备的复合调剖剂，按照重量百分比计，包括如下组成：含油污泥：10％～70％；乳化沥青：1％～20％；表面活性剂：1％～5％；助剂：0％-1％；余量的水。本发明所述的复合调剖剂耐温耐盐性好，封堵强度高，可工作时间适宜，封堵有效期长，成本低，实用性强，制备方法简单。

Description

一种复合调剖剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及油田化学及采油技术领域，特别涉及一种乳化沥青(重油)复合含油污泥调剖剂及其制备方法。

背景技术

含油污泥指原油或成品油混入泥土或其他介质，其中的油分不能直接回收而可能造成环境污染的多种形态的混合物。含油污泥一般具有产生量大、含油量高、粘度大、颗粒细、脱水难的特性。含油污泥的处理是各大油田的难题，但其滞留于地面，又会带来诸多危害。含油污泥体积庞大，若不加以处理直接排放，不但占用大量耕地，而且对周围土壤、水体、空气都将造成污染，伴有恶臭气体产生，而且对周围土壤、水体、空气都将造成污染，伴有恶臭气体产生，污泥含有大量的病原菌、寄生虫(卵)、铜、锌、铬、汞等重金属，盐类以及多氯联苯、二恶英、放射性核素等难降解的有毒有害物质。任意填埋，会导致地下水严重污染，粮食作物原生态破坏，人类生活中区域性艾滋发病率大大上升。

由于组成复杂，分离困难，含油污泥的处理和再生利用是油田化学研究中的难题之一。大量含油污泥的肆意排放在危害周边环境和人类健康的同时，高额的罚款费用也使整个油田背负上了沉重的经济负担。针对此问题，国内外正积极采取各种应对措施，希望能缓解含油污泥带来的各种问题。国内外处理含油污泥的方法一般有焚烧法、生物处理法、热洗涤法、溶剂萃取法、化学破乳法、固液分离法、焦化法、含油污泥综合利用等。

中国专利03149758.6、中国专利200810249847.8和中国专利201010245429.9分别公开了一种含油污泥调剖剂，其都采用含油污泥及水为主体，加入少量添加剂制成调剖剂，部分调剖剂已经进行了实际应用，效果良好。但是，上述调剖剂在地层条件下的封堵强度不够、有效期短，增加调剖的二次成本。另外中国专利201010288718.7和中国专利201210241537.8分别公开了以沥青颗粒及乳化沥青为主体的调堵剂，但其工艺复杂，成本较高，不利于大范围的实际应用。

总之，现存的含油污泥调剖剂主要存在着封堵效果差，耐温耐盐性不够，有效期短等问题，变向增加注水井调剖的成本。而效果较好的沥青类调堵剂制备工艺复杂成本高，不具有普遍适用性。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明的目的是提供一种使用含油污泥及乳化沥青(重油)制备复合高效调剖剂的方法，所得调剖剂耐温耐盐性好，封堵强度高，可工作时间适宜，封堵有效期长，成本低，实用性强。

具体的技术方案如下：

一种含油污泥及硬沥青制备的复合调剖剂，按照重量百分比计，包括如下组成：含油污泥：10％～70％；乳化沥青：1％～20％；表面活性剂：1％～5％；助剂：0％-1％；余量的水。

在上述方案的基础上，所述乳化沥青所用沥青的软化点在40-130℃，100℃黏度在2～425Pa.s。

在上述方案的基础上，所述表面活性剂为阴离子型表面活性剂、非离子型表面活性剂和阳离子型表面活性剂中的一种、两种或三种。

在上述方案的基础上，所述阴离子型表面活性剂为妥尔油磺酸盐、烷基磺酸盐类、烷基苯磺酸盐类、烷基硫酸盐类和木质素磺酸盐类中的一种或几种的组合。

在上述方案的基础上，所述非离子型表面活性剂为烷基酚聚氧乙烯醚、壬基酚聚氧乙烯醚、芳烷基酚聚氧乙烯醚、聚氧乙烯失水山梨醇脂肪酸酯、失水山梨醇脂肪酸酯、脂肪酸多元醇和脂肪醇聚氧乙烯醚中的一种或几种的组合。

在上述方案的基础上，所述阳离子型表面活性剂为烷基胺类阳离子表面活性剂、季铵盐类阳离子表面活性剂、酰胺盐类阳离子表面活性剂、咪唑啉类阳离子表面活性剂、环氧乙烷二胺类阳离子表面活性剂和木质胺类阳离子表面活性剂中的一种或几种的组合。

在上述方案的基础上，所述助剂为铵盐、钙盐、锶盐、水玻璃、羧甲基纤维素钠、羟乙基纤维素、聚乙烯醇、聚丙烯酰胺、聚乙二醇、聚氨酯、瓜尔胶、黄元胶和膨润土中的一种或几种的组合。

一种制备如上所述复合调剖剂的方法，具体的步骤如下：

(1)按量称取各组分，将含油污泥加热到室温～90℃；

(2)将助剂加入水中，稀释，备用；

(3)将表面活性剂溶于40℃～90℃的水中，配制成溶液；

(4)将表面活性剂溶液加入容器中并保温，加入所述含油污泥，搅拌，将含油污泥分散在表面活性剂溶液中；之后将乳化沥青及助剂加入上述溶液中并充分搅拌，冷却至室温，得到调剖剂成品。

本发明所述的复合调剖剂耐温耐盐性好，封堵强度高，可工作时间适宜，封堵有效期长，成本低，实用性强，制备方法简单。

具体实施方式

以下实施例仅用于对本发明做进一步的描述，并不是用来限制本发明的范围。

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，其中对调剖剂封堵性能的评价参照《SY/T5590-2004调剖及性能评价方法》。

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。

实施例1～3：

实施例1～3提供的复合调剖剂所采用的含油污泥取自于胜利油田孤岛采油厂，离子表面活性剂为烷基苯磺酸盐类，沥青为软化点为86℃(100℃黏度为425Pa.s)的硬沥青，助剂为聚丙烯酰胺。

本实施例提供的调剖剂的制备方法包括以下步骤：

1.按照配比取含油污泥，室温下备用；

2.将助剂加入水中，稀释，备用；

3.将表面活性剂溶于40℃下的水中，配成溶液；

4.采用常规方法将所述沥青制成乳化沥青；

5.将所述表面活性剂溶液加入容器中并保温，加入所述含油污泥，使用高速剪切设备将含油污泥分散在表面活性剂溶液中；

6.将乳化沥青及助剂加入上述体系并充分搅拌，冷却至室温，得到调剖剂成品。

对上述制备的调剖剂进行评价，结果表明，实施例1与实施例2与实施例3相比，注入过程中压力更低，注入平稳，实施例3注入压力升高相对较快，但都较低，连续注入2PV压力最大仅为0.3MPa。实施例1～3中封堵率分别为96％、94％和93％，且水驱100PV后封堵率未有明显降低，说明调剖剂的堵水效果较为理想。

表1实施例1-3复合调剖剂的配比设计(重量百分比，％余量为水)

实施例4～6：

实施例4～6提供的复合调剖剂所采用的含油污泥取自于胜利油田孤岛采油厂，表面活性剂为烷基苯磺酸盐类，沥青为软化点为86℃(100℃黏度为425Pa.s)的硬沥青，助剂为羟乙基纤维素。

本实施例提供的调剖剂的制备方法包括以下步骤：

1.按照配比取含油污泥，加热至80℃备用；

2.将助剂加入水中，稀释，备用；

3.按照配比将表面活性剂溶于60℃的水中，配成溶液；

4.采用常规方法将所述沥青制成乳化沥青；

5.将所述表面活性剂溶液加入容器中并保温，加入所述含油污泥，使用高速剪切设备将含油污泥分散在皂液中；

6.将乳化沥青及助剂加入上述体系并充分搅拌，冷却至室温，得到调剖剂成品。

对上述制备的调剖剂进行评价，结果表明，在堵剂制备过程中预热到80℃可以明显降低制备过程中的剪切搅拌的时间，且分散得到的调剖剂的粒度更小，稳定性更好。实施例4～6中封堵率分别为97％、94％和94％，且水驱100PV后封堵率未有明显降低，说明调剖剂的堵水效果较为理想。

表2实施例4-6复合调剖剂的配比设计(重量百分比，％余量为水)

实施例7～10：

实施例7～10提供的复合调剖剂所采用的含油污泥取自于胜利油田孤岛采油厂，实施例7～10所用表面活性剂分别为阴离子表面活性剂烷基苯磺酸盐类、非离子表面活性剂烷基酚聚氧乙烯醚、阳离子咪唑啉类和烷基苯磺酸盐类与烷基酚聚氧乙烯醚质量比1∶1的复配，沥青为软化点为86℃(100℃黏度为425Pa.s)的硬沥青，助剂为聚乙二醇。

本实施例提供的调剖剂的制备方法包括以下步骤：

1.按照配比取含油污泥，加热至80℃备用；

2.将助剂加入水中，稀释，备用；

3.按照配比将表面活性剂溶于80℃的水中，配成溶液；

4.采用常规方法将所述沥青制成乳化沥青；

5.将所述表面活性剂溶液加入容器中并保温，加入所述含油污泥，使用高速剪切设备将含油污泥分散在皂液中；

6.将乳化沥青及助剂加入上述体系并充分搅拌，冷却至室温，得到调剖剂成品。

对上述制备的调剖剂进行评价，实施例中选用非离子型和阳离子表面活性剂后，制备得到的调剖剂分散效果并没有明显变化，粒度较低，但是进入地层后存在时间均比阴离子型表面活性剂的短，连续注入的能力稍差，可以对特定地层较快速封堵。使用烷基苯磺酸盐类与烷基酚聚氧乙烯醚质量比1∶1的复配所得表面活性剂进行乳化悬浮制备得到的调剖剂兼具两者的优点，分散效果好，运移能力也比介于两个单剂之间，整体性能优于两组单剂。实施例7～10中封堵率分别为95％、94％、94％和96％，且水驱100PV后封堵率仅稍微降低，仍在90％以上，调剖剂具有较好的封堵效果，在实际操作过程中，可以通过添加不同的表面活性剂类型来控制调剖剂的运移距离及封堵时间，达到可调可控的效果。

表3实施例7-10复合调剖剂的配比设计(重量百分比，％余量为水)

实施例11～13：

本实施例提供的复合调剖剂所采用的含油污泥取自于胜利油田孤岛采油厂，阴离子表面活性剂为烷基苯磺酸盐类，沥青为软化点为86℃(100℃黏度为425Pa.s)的硬沥青，助剂分别分别为铵盐、钙盐和锶盐。

本实施例提供的调剖剂的制备方法包括以下步骤：

1.按照配比取含油污泥，加热至80℃备用；

2.将助剂加入水中，稀释，备用；

3.按照配比将表面活性剂溶于90℃的水中，配成溶液；

4.采用常规方法将所述沥青制成乳化沥青；

5.将所述表面活性剂溶液加入容器中并保温，加入所述含油污泥，使用高速剪切设备将含油污泥分散在皂液中；

6.将乳化沥青及助剂加入上述体系并充分搅拌，冷却至室温，得到调剖剂成品。

对上述制备的调剖剂进行评价，结果表面，随着含油污泥用量的加大，体系的粘稠度逐渐变大，流动性相应降低，但均可以注入地层，只是注入同样PV数时压力虽随含油污泥用量的增加而变大。实施例10～12中封堵率分别为94％、95％和94％，且水驱100PV后封堵率仅稍微降低，仍在90％以上，调剖剂具有较好的封堵效果。

表4实施例11～13复合调剖剂的配比设计(重量百分比，％余量为水)

实施例14～16：

本实施例提供的复合调剖剂所采用的含油污泥取自于胜利油田孤岛采油厂，阴离子表面活性剂为烷基苯磺酸盐类，沥青(重油)分别为秦皇岛AH-90、胜利油田孤岛采油厂超稠油和硬质沥青，100℃黏度分别为2.8Pa.s、5.9Pa.s和425Pa.s，助剂为羧甲基纤维素钠。

本实施例提供的调剖剂的制备方法包括以下步骤：

1.按照配比取含油污泥，加热至80℃备用；

2.将助剂加入水中，稀释，备用；

3.按照配比将表面活性剂溶于80℃的水中，配成溶液；

4.采用常规方法将所述沥青制成乳化沥青；

5.将所述表面活性剂溶液加入容器中并保温，加入所述含油污泥，使用高速剪切设备将含油污泥分散在皂液中；

6.将乳化沥青及助剂加入上述体系并充分搅拌，冷却至室温，得到调剖剂成品。

对上述制备的调剖剂进行评价，实施例中使用不同乳化沥青(重油)对体系飞分散性能影响不大，分散效果都较为理想，体系粒度低，分散均匀，连续注入能力好。实施例14～16中封堵率分别为95％、94％和97％，且水驱100PV后封堵率仅稍微降低，仍在90％以上，调剖剂具有较好的封堵效果。但是，使用黏度达到400Pa.s的硬沥青所得的调剖剂具有更好的耐温性能，在80℃以上的模拟地层条件下仍有95％以上的封堵率。

表5实施例14-16复合调剖剂的配比设计(重量百分比，％余量为水)

表6实施例1-16所用沥青(重油)性能指标

表7沥青(重油)所得乳化沥青(重油)性能指标

本发明所用含油污泥均选自胜利油田孤岛采油厂，相关的性质和粒径分析如表8和9。

表8所用含有污泥性质分析

表9含油污泥纯泥分粒径分析

注：D(4，3)为体积平均粒径，D(3，2)为表面积平均粒径，D50为50％颗粒粒径范围

上述参照实施例对复合调剖剂及其制备方法进行的详细描述，是说明性的而不是限定性的，可按照所限定范围列举出若干个实施例，因此在不脱离本发明总体构思下的变化和修改，应属本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种复合调剖剂，其特征在于：按照重量百分比计，包括如下组成：含油污泥：10％～70％；乳化沥青：1％～20％；表面活性剂：1％～5％；助剂：0％-1％；余量的水。

2.根据权利要求1所述的复合调剖剂，其特征是：所述乳化沥青所用沥青的软化点在40-130℃，100℃黏度在2～425Pa.s。

3.根据权利要求1所述的复合调剖剂，其特征是：所述表面活性剂为阴离子型表面活性剂、非离子型表面活性剂和阳离子型表面活性剂中的一种、两种或三种。

4.根据权利要求3所述的复合调剖剂，其特征是：所述阴离子型表面活性剂为妥尔油磺酸盐、烷基磺酸盐类、烷基苯磺酸盐类、烷基硫酸盐类和木质素磺酸盐类中的一种或几种的组合。

5.根据权利要求3所述的复合调剖剂，其特征是：所述非离子型表面活性剂为烷基酚聚氧乙烯醚、壬基酚聚氧乙烯醚、芳烷基酚聚氧乙烯醚、聚氧乙烯失水山梨醇脂肪酸酯、失水山梨醇脂肪酸酯、脂肪酸多元醇和脂肪醇聚氧乙烯醚中的一种或几种的组合。

6.根据权利要求3所述的复合调剖剂，其特征是：所述阳离子型表面活性剂为烷基胺类阳离子表面活性剂、季铵盐类阳离子表面活性剂、酰胺盐类阳离子表面活性剂、咪唑啉类阳离子表面活性剂、环氧乙烷二胺类阳离子表面活性剂和木质胺类阳离子表面活性剂中的一种或几种的组合。

7.根据权利要求1所述的复合调剖剂，其特征是：所述助剂为铵盐、钙盐、锶盐、水玻璃、羧甲基纤维素钠、羟乙基纤维素、聚乙烯醇、聚丙烯酰胺、聚乙二醇、聚氨酯、瓜尔胶、黄元胶和膨润土中的一种或几种的组合。

8.一种制备权利要求1-7任一项所述复合调剖剂的方法，其特征在于具体的步骤如下：

(1)按量称取各组分，将含油污泥加热到室温～90℃；

(2)将助剂加入水中，稀释，备用；

(3)将表面活性剂溶于40℃～90℃的水中，配制成溶液；

(4)将表面活性剂溶液加入容器中并保温，加入所述含油污泥，搅拌，将含油污泥分散在表面活性剂溶液中；之后将乳化沥青及助剂加入上述溶液中并充分搅拌，冷却至室温，得到调剖剂成品。