[发明专利]聚阳离子颗粒凝胶及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及石油化工中调堵剂技术领域，是一种聚阳离子颗粒凝胶及其制备方法。 

背景技术

对于各类油藏来讲，随着油田开发进入中后期，层内、层间的矛盾愈加突出，层间干扰、边底水锥进、水驱及聚合物体系驱油效果不明显；导致主力油层产能下降，油井高含水；二、三类油层因差异性动用差；微粒迁移出砂堵塞，设备及管线腐蚀结垢；集输成本、后期水处理成本增加，这已成为困扰老油田正常开采和可持续发展的迫切问题。    

调堵技术是当前二次采油和三次采油的主要增产手段，凝胶和体膨颗粒是当前调堵体系常用的材料，常规凝胶类调堵剂应用于高温高盐油藏时，聚合物受高温会发生热降解;并且由于矿化度较高，溶液中的聚合物分子由伸展趋于卷曲，分子的有效体积缩小，线团紧密，交联反应不易发生。可以通过提高聚合物的相对分子质量和浓度，或者一增加交联剂的用量，来提高堵剂的成胶强度。但是提高聚合物的相对分子质量和浓度会带来两方面的问题:第一，成胶时间缩短，无法满足现场泵注时间的要求;第二，初始粘度增大，现场注入困难。而增加交联剂的用量，不但会造成堵剂成胶过快，而且随着胶体在高温高盐油藏环境中老化时间的延长，体系的化学交联密度会逐渐增加，当超过临界交联密度时，凝胶就会脱水、破胶，长期稳定性差。

目前针对耐温抗盐调堵体系的研制，科研人员己经开展了大量土作，取得了可喜的研究成果，一些耐温抗盐调堵体系在现场应用己经初见成效。但是在研究与应用中仍然存在很多不足，针对高温高矿化度油藏的调堵仍未成体系。实际中的油藏条件千差万别，很多在室内试验中性能和效果很好的堵剂，没有开展矿场的实际应用，从实验室走向矿场应用，仍有很长的路要走;由于配方保密的原因，有些在个别油田应用效果很好的耐温耐盐调堵系统未能在其他油田得到认识并推广应用;另外，性能良好堵剂的推广应用受到成本以及原料来源等因素的制约。因此，耐温抗盐型、可选择性、深度调堵体系的研制需要更多基础性的研究土作，特别是在苛刻地层条件下堵剂的性能和长期稳定性，评价其实际效果为研发导向，阳离子型颗粒凝胶具有较好的发展前景。 

发明内容

本发明提供了一种聚阳离子颗粒凝胶及其制备方法，克服了上述现有技术之不足。

本发明的技术方案之一是通过以下措施来实现的：一种聚阳离子颗粒凝胶，其原料按重量份数包括丙烯酰胺10份至15份、丙烯酸钾5份至10份、甲基丙烯酸十八酯5份至10份、阳离子单体30份至40份、有机交联剂5份至10份、引发剂0.5份至1份、PH缓冲剂0.5份至1份、硬葡聚糖5份至10份、抗氧稳定剂0.5份至1份、其余为吸水树脂粉末。 

下面是对上述发明技术方案之一的进一步优化或/和改进： 

上述阳离子单体为羟丙基三甲基氯化铵、氯乙基三甲基氯化铵、二甲基二烯丙基氯化铵、甲基丙烯酰胺丙基三甲基氯化铵、丙烯酰胺氧乙基三甲基氯化铵、3-丙烯酰胺丙基三甲基氯化铵中的一种以上；或/和，有机交联剂为酚醛树脂、脲醛树脂、蜜胺树脂中的一种以上；或/和，引发剂为过硫酸铵、亚硫酸氢钠和过硫酸钾中的一种以上；或/和，PH缓冲剂为甲酸甲酯、甲酸乙酯、乙酸甲酯中的一种以上；或/和，抗氧稳定剂硫脲、异丙醇、2-硫基苯并噻唑钠、亚硫酸钠中的一种以上。

上述聚阳离子颗粒凝胶按下述方法得到：第一步，在一定量水中依次将丙烯酰胺、丙烯酸钾、甲基丙烯酸十八酯、阳离子单体混合后加入引发剂、有机交联剂和PH缓冲剂，调整PH值2至8，在温度为,60℃至65℃条件下通入氮气搅拌2h至3h得到一组四元共聚物；第二步，将第一步得到的四元共聚物与硬葡聚糖、抗氧稳定剂、吸水树脂粉末混合搅拌20分钟至30分钟，烘干、造粒、粉碎后得到聚阳离子颗粒凝胶。 

上述吸水树脂粉末为延时膨胀树脂，粒径为200目～1000目。丙烯酰胺为部分水基丙烯酰胺，水解度为30%～40%，阳离子度为20%～40%。 

本发明的技术方案之二是通过以下措施来实现的：一种聚阳离子颗粒凝胶的制备方法，按下述步骤进行：第一步，在一定量水中依次将丙烯酰胺、丙烯酸钾、甲基丙烯酸十八酯、阳离子单体混合后加入引发剂、有机交联剂和PH缓冲剂，调整PH值2至8，在温度为,60℃至65℃条件下通入氮气搅拌2h至3h得到一组四元共聚物；第二步，将第一步得到的四元共聚物与硬葡聚糖、抗氧稳定剂、吸水树脂粉末混合搅拌20分钟至30分钟，烘干、造粒、粉碎后得到聚阳离子颗粒凝胶。 

下面是对上述发明技术方案之二的进一步优化或/和改进：