CN107011882A - 高泥质含量含油污泥深部调剖剂及其制备方法与应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种高泥质含量含油污泥深部调剖剂及其制备方法与应用，属于油田油层的调剖堵水技术领域。所述调剖剂其组分包括含油污泥、阳离子乳化剂、两性离子聚丙烯酰胺(聚合物)、有机铬交联剂、增强剂、稳定剂。本发明高泥质含量含油污泥深部调剖剂是由两性离子聚合物为载体的含油污泥调剖体系，为强度高、凝胶携带含油污泥能力强的凝胶体系，适应裂缝深部调剖的要求，其处理含油污泥中污泥含量范围为20‑90％，注入粘度150‑200mPa.s，65℃时粘度超过60000mPa.s；含油污泥处理能力最高1000m3聚合物处理100‑150m3含油污泥。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于油田生产中注水井裂缝深部调剖含油污泥调剖剂，特别涉及一种高泥质含量含油污泥深部调剖剂及其制备方法，属于油田油层的调剖堵水技术领域。
背景技术
在油田开发中，含油污泥作为原油生产伴生产物目前已成为影响环境的重要因素。随着国家对环保要求的提高，对含油污泥的有效处理已成为当前油田生产所面临的重要问题。
实际生产中含油污泥主要来自储罐清罐、施工作业、维修作业及装置非正常工况泄漏等环节。这些污泥特点是除了含有一定量的原油外，多数污泥含量较高。目前处理含油污泥的方法主要分为二大类，即含油污泥无害化处理和污泥资源化利用技术，其中含油污泥无害化处理主要又包括机械脱水、生物处理、固化处理和焚烧填埋；污泥资源化利用技术又包括回收油技术、生产建筑材料和工艺利用。在各类技术中，工艺利用一次性投入成本较低，方便操作，因此，用于堵水调剖的含油污泥调剖剂是目前含油污泥处理的重要途径，目前国内已开展了多项技术研究，并取得一定的成效。其次，应用较广的主要有含油污泥乳化悬浮体系和有机凝胶型含油污泥体系。
对于泥质含量较高的含油污泥，应用最多的主要是含油污泥乳化悬浮体系。该体系是利用含油污泥中的泥组份、油组份封堵注水层注水冲刷形成的孔道。根据含油污泥本身的物性，加入适量的悬浮剂，悬浮其中的固体颗粒，延长悬浮时间，增加注入深度，提高封堵强度。加入适量添加剂，将其中的油组份分散均匀，形成均一、稳定乳化液，乳化液到达地层一定深度后受地层水冲释，及地层岩石对乳化剂吸附作用，乳化悬浮体系分解，其中泥质吸附胶粒蜡质，通过粘联聚集形成“团粒结构”，在大孔道中沉降封堵高渗透层。
有机凝胶型含油污泥体系主要通过含油污泥与聚合物混合及交联，形成有一定强度及携带能力的凝胶体系。如以含油污泥为主剂，加入0.1％聚合物和0.1％交联剂，研制适用于80℃油藏条件的凝胶型含油污泥深度调剖剂，在60℃养护90d后，黏度仍可达15000mPa·s；。又如，通过加入石灰粉调节pH至中性，将5％含油污泥与0.1％～0.3％疏水缔合聚合物AP－P4溶液混合，并加入杀菌剂、稳定剂以及交联剂(乌洛托品+苯酚+间苯二酚)，在60℃下制备了含有污泥的聚合物凝胶，凝胶强度可达723～49 900mPa·s。
中国专利公开号CN104403648A公开了一种含油污泥调剖剂及其制备方法，其与本发明均为凝胶型含油污泥体系，但所采用的聚合物及交联剂完全不同；本发明采用有机铬交联剂有延缓交联的作用可达到深部调剖的目的且对高泥质含量含油污泥也能获得良好的调剖效果。中国专利公开号CN1927991A公开了一种利用废弃的含油污泥配制的用于注水井的调堵剂，其为含油污泥乳化悬浮体系，制备调剖剂的原理不同。中国专利公开号CN101898860A公开了含油泥无机复合调剖剂及其应用方法，其为含油污泥无机复合调剖剂，本发明制备得到的为有机复合调剖剂；制备调剖剂的原理不同，本发明通过含油污泥、聚合物、交联剂三者之间的相互作用得到凝胶型含油污泥调剖剂，上述专利本质上是含油污泥乳化悬浮方法获得调剖剂。中国专利公开号CN103965848A公开了一种复合调剖剂及其制备方法，其与本发明原理不同。中国专利公开号CN104745162A公开了一种乳化交联含油污泥调剖剂，其选用阳离子的聚丙烯酰胺，而本发明使用的为两性离子聚丙烯酰胺，含油污泥中原油用阳离子乳化剂乳化，可与聚合物的羧基形成电子配对，将其束缚于聚合物分子链上，聚合物的阳离子还可将带负电的污泥束缚于分子链上，高泥质含量的含油污泥也能制备得到理想的调剖剂。
发明内容
本发明提供一种高泥质含量含油污泥深部调剖剂及其制备方法，所述调剖剂具有良好的交联效果和封堵效果，还实现了含油污泥的资源化利用，解决了环境问题。
实现本发明目的技术方案如下：
一种高泥质含量含油污泥深部调剖剂，其组分包括含油污泥、阳离子乳化剂、两性离子聚丙烯酰胺(聚合物)、有机铬交联剂、增强剂、稳定剂。
本发明所述高泥质含量含油污泥深部调剖剂，其组分还包括适量水，和/或适量杀菌剂。
优选地，所述高泥质含量含油污泥深部调剖剂，以重量份计其组分包括：含油污泥10-30份，阳离子乳化剂0.1-0.3份，两性离子聚丙烯酰胺0.08-0.4份，有机铬交联剂0.02-0.2份，增强剂0.05-0.1份；稳定剂0.01-0.04份，杀菌剂0.005-0.015份。
进一步优选地，所述高泥质含量含油污泥深部调剖剂，以重量份计其组分包括：含油污泥15-25份，阳离子乳化剂0.15-0.25份，两性离子聚丙烯酰胺0.15-0.3份，有机铬交联剂0.08-0.15份，增强剂0.06-0.08份；稳定剂0.02-0.03份，杀菌剂0.008-0.012份；进一步地，其组分还包括水，总量为100份。
较佳地，所述高泥质含量含油污泥深部调剖剂，以重量份计其组分包括：含油污泥20份，阳离子乳化剂0.2份，两性离子聚丙烯酰胺0.3份，有机铬交联剂0.1份，增强剂0.08份；稳定剂0.02份，杀菌剂0.01份；进一步地，其组分还包括水，总量为100份。
所述阳离子乳化剂包括烷基胺类或季铵盐类乳化剂中的一种或几种。
进一步地，所述阳离子乳化剂包括十八烷基三甲基氯化铵、十八烷基三甲基羟丙基氯化铵等中的一种或几种。
进一步地，所述有机铬交联剂包括醋酸铬等。
进一步地，所述增强剂包括过氧化二异丙苯等。
进一步地，所述稳定剂包括除氧剂、热稳定剂。所述除氧剂包括硫脲、硫代硫酸钠、硫代硫酸铵等中的一种或几种；所述热稳定剂包括聚乙烯醇、乙二胺等中的一种或几种。
进一步地，所述杀菌剂优选为甲醛。
本发明所述含油污泥的含泥量为20-90％，优选含泥量为50-85％。
本发明还提供上述高泥质含量含油污泥深部调剖剂的制备方法，可按本领域常规方法混合均匀即可。具体地，上述高泥质含量含油污泥深部调剖剂的制备方法包括以下步骤：
1)将含油污泥与适量水混合搅拌均匀；
2)将两性离子聚丙烯酰胺加适量水配制成聚合物母液；
3)按配比向步骤1)预处理的含油污泥中加入阳离子乳化剂，制成均匀稳定的分散液；再按配比向其中分别加入有机铬交联剂、增强剂、稳定剂和杀菌剂，再加入步骤2)制备的聚合物母液，搅拌均匀，即制备得到高泥质含量含油污泥深部调剖剂。
本发明所述重量份可以是μg、mg、g、kg等本领域公知的重量单位，也可以是其倍数，如1/10、1/100、10倍、100倍等。
本发明还包括上述调剖剂在石油开采过程中的应用。
因含油污泥中高污泥含量对于凝胶的形成有很大的影响。为使含油污泥凝胶能够满足裂缝型见水通道的封堵要，同时也降低含油污泥对环境的污染，本发明开发出针对高泥质含量含油污泥的含油污泥凝胶深部调剖剂。含油污泥凝胶调剖剂机理：裂缝型堵水要求堵剂具有较好的注入性及强度，为了满足有效处理含油污泥目的，采用聚合物是一种合理选择。但由于高泥质含量污泥对聚合物的影响很大，采用阴离子聚合物交联成胶性很差，因此选择两性离子聚丙烯酰胺作为含油污泥的有效载体。
两性离子聚丙烯酰胺是由乙烯酰胺和乙烯基阳离子单体丙烯酰胺单体，水解共聚而成，链结上不但有丙烯酰胺水解后的羧基阴电荷，而且还有乙烯基阳电荷。因此构成了分子链上既有阳电荷，又有阴电荷的两性离子不规则聚合物。
聚合物与含油污泥有机融合及成胶，需要完成以下几步骤：
(1)溶液中对含油污泥中原油采用阳离子乳化剂进行乳化，可与两性离子聚合物中羧基形成电子配对，从而使其束缚于聚合物分子链上；另外，污泥因带负电荷，与聚合物中阳离子形成电子配对，也束缚于聚合物分子链上。
(2)两性离子聚丙烯酰胺交联形成弱凝胶仍主要依赖分子链上的侧基COO-，带正电荷的原油乳化微粒与羧基形成配对需要牺牲一定量的羧基。因此两性离子聚合物与含油污泥的融合及其成胶要求污泥量与两性聚合物、阳离子表活剂与原油形成合理配比，形成融合性好、足够强度的含油污泥体系。
本发明有益效果：
本发明高泥质含量含油污泥深部调剖剂是由两性离子聚合物为载体的含油污泥调剖体系，为强度高、凝胶携带含油污泥能力强的凝胶体系，适应裂缝深部调剖的要求，其处理含油污泥中污泥含量范围为20-90％，注入粘度150-200mPa.s，65℃时粘度超过60000mPa.s。含油污泥处理能力最高1000m3聚合物处理100-150m3含油污泥。
具体实施方式
以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
以下所述含油污泥含泥量为75％。
实施例1
一种高泥质含量含油污泥深部调剖剂，按重量含量计，包括含油污泥10％、十八烷基三甲基氯化铵0.1％、两性离子聚丙烯酰胺0.08％，醋酸铬0.02％、增强剂(过氧化二异丙苯)0.05％、硫脲0.005％，聚乙烯醇0.005％，甲醛0.005％，余量为水。
本实施例还提供该高泥质含量含油污泥深部调剖剂的制备方法，包括以下步骤：
1)将含油污泥与适量水混合搅拌均匀；
2)将两性离子聚丙烯酰胺加适量水配制成聚合物母液；
3)按配比向步骤1)预处理的含油污泥中加入阳离子乳化剂，制成均匀稳定的分散液；再按配比向其中分别加入有机铬交联剂、增强剂、稳定剂和杀菌剂，再加入步骤2)制备的聚合物母液，搅拌均匀，即制备得到高泥质含量含油污泥深部调剖剂。
实施例2
一种高泥质含量含油污泥深部调剖剂，按重量含量计，包括含油污泥20％、十八烷基三甲基羟丙基氯化铵0.2％、两性离子聚丙烯酰胺0.2％、醋酸铬0.1％、增强剂(过氧化二异丙苯)0.07％、硫代硫酸钠0.01％，乙二胺0.01％，甲醛0.01％，余量为水。
按实施例1相同的方法制备。
实施例3
一种高泥质含量含油污泥深部调剖剂，按重量含量计，包括含油污泥30％、十八烷基三甲基氯化铵0.3％、两性离子聚丙烯酰胺0.4％，醋酸铬0.15％、增强剂(过氧化二异丙苯)0.1％、硫代硫酸钠0.02％，聚乙烯醇0.02％，甲醛0.015％，余量为水。
按实施例1相同的方法制备。
实施例4
一种高泥质含量含油污泥深部调剖剂，按重量含量计，包括含油污泥20％、十八烷基三甲基羟丙基氯化铵0.2％、两性离子聚丙烯酰胺0.3％、醋酸铬0.1％、增强剂(过氧化二异丙苯)0.08％、硫脲0.01％，聚乙烯醇0.01％，甲醛0.01％，余量为水。
按实施例1相同的方法制备。
实验例1含油污泥调剖体系性能评价实验
取实施例4制备的高泥质含量含油污泥深部调剖剂，进行性能评价实验，研究温度对含油污泥调剖体系的影响，结果见下表。
| 温度(℃) | 成胶强度(mPa.s) |
| 50 | 18000 |
| 65 | 62000 |
| 75 | 56000 |
| 80 | 42000 |
从上表中可以看出，随着温度的升高，调剖剂的凝胶的强度有所降低，在80℃时仍可达到42000mPa.s，表明该调剖体系可在较高温度下应用。
虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施方案对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。
Claims (10)
1.一种高泥质含量含油污泥深部调剖剂，其特征在于，以重量份计其组分包括：含油污泥10-30份，阳离子乳化剂0.1-0.3份，两性离子聚丙烯酰胺0.08-0.4份，有机铬交联剂0.02-0.2份，增强剂0.05-0.1份；稳定剂0.01-0.04份，杀菌剂0.005-0.015份。
2.根据权利要求1所述的调剖剂，其特征在于，以重量份计其组分包括：含油污泥15-25份，阳离子乳化剂0.15-0.25份，两性离子聚丙烯酰胺0.15-0.3份，有机铬交联剂0.08-0.15份，增强剂0.06-0.08份；稳定剂0.02-0.03份，杀菌剂0.008-0.012份；优选地，其组分还包括水，总量为100份。
3.根据权利要求1所述的调剖剂，其特征在于，以重量份计其组分包括：含油污泥20份，阳离子乳化剂0.2份，两性离子聚丙烯酰胺0.3份，有机铬交联剂0.1份，增强剂0.08份；稳定剂0.02份，杀菌剂0.01份；优选地，其组分还包括水，总量为100份。
4.根据权利要求1-3任一项所述的调剖剂，其特征在于，所述阳离子乳化剂包括烷基胺类或季铵盐类乳化剂中的一种或几种；
和/或，所述有机铬交联剂包括醋酸铬；
和/或，所述增强剂包括过氧化二异丙苯；
和/或，所述稳定剂包括除氧剂、热稳定剂；
和/或，所述杀菌剂为甲醛。
5.根据权利要求1-3任一项所述的调剖剂，其特征在于，所述阳离子乳化剂包括十八烷基三甲基氯化铵、十八烷基三甲基羟丙基氯化铵中的一种或两种。
6.根据权利要求4所述的调剖剂，其特征在于，所述除氧剂包括硫脲、硫代硫酸钠、硫代硫酸铵中的一种或几种；和/或，所述热稳定剂包括聚乙烯醇、乙二胺中的一种或几种。
7.根据权利要求1所述的调剖剂，其特征在于，按重量含量计，包括含油污泥10％、十八烷基三甲基氯化铵0.1％、两性离子聚丙烯酰胺0.08％，醋酸铬0.02％、过氧化二异丙苯0.05％、硫脲0.005％，聚乙烯醇0.005％，甲醛0.005％，余量为水；
或者，所述调剖剂，按重量含量计，包括含油污泥20％、十八烷基三甲基羟丙基氯化铵0.2％、两性离子聚丙烯酰胺0.2％、醋酸铬0.1％、过氧化二异丙苯0.07％、硫代硫酸钠0.01％，乙二胺0.01％，甲醛0.01％，余量为水；
或者，所述调剖剂，按重量含量计，包括含油污泥30％、十八烷基三甲基氯化铵0.3％、两性离子聚丙烯酰胺0.4％，醋酸铬0.15％、过氧化二异丙苯0.1％、硫代硫酸钠0.02％，聚乙烯醇0.02％，甲醛0.015％，余量为水；
或者，所述调剖剂，按重量含量计，包括含油污泥20％、十八烷基三甲基羟丙基氯化铵0.2％、两性离子聚丙烯酰胺0.3％、醋酸铬0.1％、过氧化二异丙苯0.08％、硫脲0.01％，聚乙烯醇0.01％，甲醛0.01％，余量为水。
8.根据权利要求1-7任一项所述的调剖剂，其特征在于，所述含油污泥的含泥量为20-90％，优选含泥量为50-85％。
9.权利要求1-8任一项所述调剖剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)将含油污泥与适量水混合搅拌均匀；
2)将两性离子聚丙烯酰胺加适量水配制成聚合物母液；
3)按配比向步骤1)预处理的含油污泥中加入阳离子乳化剂，制成均匀稳定的分散液；再按配比向其中分别加入有机铬交联剂、增强剂、稳定剂和杀菌剂，再加入步骤2)制备的聚合物母液，搅拌均匀，即得。
10.权利要求1-8任一项所述调剖剂或权利要求9所述方法制备的调剖剂在石油开采过程中的应用。
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