一种利用油渣或含油污泥制成的调堵剂及其制备方法.pdf

本发明提供了一种利用油渣或含油污泥制成的调堵剂及其制备方法，以重量百分比计，制备所述调堵剂的原料包括以下组分：油渣或含油污泥30％-60％、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸5％-15％、N,N-亚甲基双丙烯酰胺5％-10％、引发剂0.5％-5％、有机缓凝剂0.05％-0.5％、稳定剂0.02％-0.1％、固相颗粒0.5％-5％和余量的水。本发明提供的利用油渣或含油污泥制成的调堵剂具有制备工艺简单、原料来源广、价格低廉、环保友好，调堵剂与地层配伍性好，不易产生絮凝，封堵强度大，耐温耐盐性能好的特点，而且具有一定的选择性堵水功能，能够实现深部堵水调剖，不污染地层，适应油藏类型广。

1.  一种利用油渣或含油污泥制成的调堵剂，以重量百分比计，制备所述调堵剂的原料包括以下组分：
油渣或含油污泥30％-60％、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸5％-15％、N,N-亚甲基双丙烯酰胺5％-10％、引发剂0.5％-5％、有机缓凝剂0.05％-0.5％、稳定剂0.02％-0.1％、固相颗粒0.5％-5％和余量的水。

2.  根据权利要求1所述的调堵剂，其中，所述引发剂为氧化还原类引发剂；优选地，所述氧化还原类引发剂包括水溶性的氧化还原类引发剂和/或油溶性的氧化还原类引发剂，所述水溶性的氧化还原类引发剂包括过氧化氢-亚铁盐、过硫酸盐-亚铁盐或过氧化氢异丙苯-亚铁盐，所述油溶性的氧化还原类引发剂包括过氧化二烷基-N,N-二甲基苯胺或过氧化二酰基-N,N-二甲基苯胺。

3.  根据权利要求2所述的调堵剂，其中，所述水溶性的氧化还原类引发剂为甲醛合次硫酸钠-过硫酸铵，二者的质量比优选为3:1。

4.  根据权利要求1所述的调堵剂，其中，所述有机缓凝剂为葡萄糖酸钠和酒石酸钠中的一种或两种的组合。

5.  根据权利要求1所述的调堵剂，其中，所述稳定剂包括硫脲、草酸、叔胺、环烷酸盐、硫醇和有机金属化合物中的一种或几种的组合；优选地，所述有机金属化合物包括Al(C₂H₅)₃。

6.  根据权利要求1-5任意一项所述的调堵剂，其中，所述固相颗粒为橡皮粉、树皮粉、稻糠和锯末中的一种或几种的组合。

7.  根据权利要求1所述的调堵剂，其中，所述油渣或含油污泥的含砂比为10％-40％、含油比为20％-40％、泥砂颗粒粒径为0.01-1mm。

8.  权利要求1-7任意一项所述的调堵剂的制备方法，该方法包括以下步骤：
将2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸溶解于水中，得到单体溶液；
将N,N-亚甲基双丙烯酰胺、引发剂、有机缓凝剂和稳定剂加入上述单体溶液中，聚合反应后得到成胶后的体系；
将油渣或含油污泥加入上述成胶后的体系中，得到混合液；
将固相颗粒加入到上述混合液中，制得调堵剂。

9.  根据权利要求8所述的制备方法，其中，所述聚合反应的条件为：搅拌下反应20-30min，搅拌速度为200-400r/min，反应温度为20-45℃；优选地，搅拌下反应30min，搅拌速度为300r/min。

10.  权利要求1-7任意一项所述的利用油渣或含油污泥制成的调堵剂在油水井调剖堵水中的应用。

一种利用油渣或含油污泥制成的调堵剂及其制备方法
技术领域
本发明属于油水井调剖堵水领域，具体涉及一种利用油渣或含油污泥制成的调堵剂及其制备方法。
背景技术
油渣是含油污泥经深度处理后的产物，含油污泥是指采油厂联合站的油罐、沉降罐、污水罐、隔油池底泥、炼厂含油水处理设施、轻烃加工厂、天然气净化装置清除出来的油沙、油泥，钻井、作业、管线穿孔而产生的落地原油及含油污泥。油品储罐在储存油品时，油品中的少量机械杂质、沙粒、泥土、重金属盐类以及石蜡和沥青质等重油性组分沉积在油罐底部，形成罐底油泥。
CN1480627A公开了一种向含油污泥中加入乳化剂和分散剂，加入复合阴离子树脂，再加入聚丙烯酰胺制成焦含油污泥调堵剂。但由于制成的调堵剂含有原油和水，不利于运输及仓储，且成胶强度较弱，不适应含有高渗通道和大裂缝油藏调剖。
CN1278547A公开了一种多功能调堵剂，该调堵剂由油田含油污泥、废泥浆、膨润土、氧化钙、水泥、聚合物、木质素和兼性厌氧微生物为原料按不同的比例选配而成，聚合物包括聚丙烯酰胺、黄胞胶和预交联凝胶颗粒，该调堵剂由于采用无机水泥、膨润土与有机聚合物、木质素等复配而成，现场应用时受配伍性差影响，易分层沉降，堵塞调剖泵及井低，导致频繁检泵，影响施工连接性，发生作业危险。CN1429692A公开了一种复合型固体颗粒调堵剂，该调堵剂由膨润土、丙烯酰胺、铵盐引发剂和水混合组成，但膨润土与丙烯酰胺容易发生絮凝反应，产生沉淀，同时耐温耐盐性能差，导致封堵效果不理想。
因现有的含油污泥调堵剂在配液罐、调剖泵或井筒内易发生自然沉降，而频繁检泵具有一定的作业危险，影响施工成功率，另外，土粉等固相颗粒易与聚合物的絮凝现象。为此，需要开发一种具有良好耐温耐盐性能，并且可改善上述问题的调堵剂。
发明内容
为克服上述问题，本发明的目的是提供一种利用油渣或含油污泥制成的调堵剂， 该调堵剂具有封堵强度大、耐温耐盐、不污染地层等特点。
本发明的另一目的是提供一种上述调堵剂的制备方法。
本发明的又一目的是提供上述调堵剂在油水井调剖堵水中的应用。
为达到上述目的，本发明提供了一种利用油渣或含油污泥制成的调堵剂，以重量百分比计，制备所述调堵剂的原料包括以下组分：
油渣或含油污泥30％-60％、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸5％-15％、N,N-亚甲基双丙烯酰胺5％-10％、引发剂0.5％-5％、有机缓凝剂0.05％-0.5％、稳定剂0.02％-0.1％、固相颗粒0.5％-5％和余量的水。
本发明提供的利用油渣或含油污泥制成的调堵剂，由于油渣或含油污泥与地层水具有良好的配伍性，其中的泥质吸附胶质和蜡质可在地层岩石上吸附，并通过粘联聚集形成较大粒径的“团粒结构”；而固相颗粒可沉降在大孔道中，使大孔道通径变小，封堵高渗透层带，增加渗流阻力，迫使渗流转向，扩大注入水波及体积，封堵水窜通道，进一步提高调堵剂强度和封堵效果(沉积主要表现为两种，一种是：液体滤失至地层后，固相颗粒发生沉降，另一种是悬浮在液体中的固相颗粒在重力作用下自然沉降堵塞地层)；而且乳化后的油渣或含油污泥形成强度较高的粘稠胶体堵层，且表现出弱的亲水性，从而实现选择性封堵出水层位的目的。而且，本发明提供的调堵剂具有封堵强度大、耐温盐性的特点，且具有选择性堵水的功能。
在上述调堵剂中，优选地，所述引发剂为氧化还原类引发剂；进一步优选地，所述氧化还原类引发剂包括水溶性的氧化还原类引发剂和/或油溶性的氧化还原类引发剂，所述水溶性的氧化还原类引发剂包括过氧化氢-亚铁盐、过硫酸盐-亚铁盐或过氧化氢异丙苯-亚铁盐，所述油溶性的氧化还原类引发剂包括过氧化二烷基-N,N-二甲基苯胺或过氧化二酰基-N,N-二甲基苯胺。
在上述调堵剂中，优选地，所述水溶性的氧化还原类引发剂为甲醛合次硫酸钠-过硫酸铵，二者的质量比优选为3:1。
在上述调堵剂中，优选地，所述有机缓凝剂为葡萄糖酸钠和酒石酸钠中的一种或两种的组合。优选这两种是因为：酒石酸钠属高温有机缓凝剂，一般用于150-200℃井温，有强烈的缓凝能力，又能改善水泥浆流动性能；葡萄糖酸钠由于有多个羟基活性基团，因此具有极强烈的缓凝作用，200℃井温时仍可使用，而且加量少，对含油污泥悬浮无副作用，这是因为羧酸基团的存在增加了它对Ca²⁺的络合作用。
在上述调堵剂中，优选地，所述稳定剂包括硫脲、草酸、叔胺、环烷酸盐、硫醇和有机金属化合物中的一种或几种的组合；进一步优选地，所述有机金属化合物包括Al(C₂H₅)₃。
在上述调堵剂中，优选地，所述固相颗粒为橡皮粉、树皮粉、稻糠和锯末中的一种或几种的组合。
在上述调堵剂中，优选地，所述油渣或含油污泥的含砂比为10％-40％、含油比为20％-40％、泥砂颗粒粒径为0.01-1mm。
本发明另外提供了上述调堵剂的制备方法，该方法包括以下步骤：
将2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸溶解于水中，得到单体溶液；
将N,N-亚甲基双丙烯酰胺、引发剂、有机缓凝剂和稳定剂加入上述单体溶液中，聚合反应后得到成胶后的体系；
将油渣或含油污泥加入上述成胶后的体系中，得到混合液；
将固相颗粒加入到上述混合液中，制得调堵剂。
在上述制备方法中，优选地，所述聚合反应的条件为：搅拌下反应20-30min，搅拌速度为200-400r/min，反应温度为20-45℃；进一步优选地，搅拌下反应30min，搅拌速度为300r/min。
在上述制备方法中，在将固相颗粒加入上述混合液中后，搅拌一段时间(优选为半小时)，即得到含油污泥调堵剂。
本发明还提供了上述调堵剂在油水井调剖堵水中的应用。
本发明提供的利用油渣或含油污泥制成的调堵剂具有制备工艺简单、原料来源广、价格低廉、环保友好，堵剂与地层配伍性好，不易产生絮凝，封堵强度大，耐温耐盐性能好的特点，而且具有一定的选择性堵水功能，能够实现深部堵水调剖，不污染地层，适应油藏类型广。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和有益效果有更加清楚的理解，现对本发明的技术方案进行以下详细说明，但不能理解为对本发明的可实施范围的限定。
实施例1
本实施例提供了一种利用油渣制成的调堵剂，以质量百分比计，制备该调堵剂的原料为：
油渣：30％，该油渣的含砂比为10％、含油比为20％、泥砂颗粒粒径为10-100μm；
单体丙烯酰胺基-甲基丙磺酸：5％；
N,N-亚甲基双丙烯酰胺：5％；
过甲醛合次硫酸钠-硫酸铵：0.5％，过甲醛合次硫酸钠与硫酸铵质量比为3：1；
葡萄糖酸钠：0.05％；
硫脲；0.02％；
橡皮粉：0.5％；
余量的水。
具体制备过程为：
(1)将单体丙烯酰胺基-甲基丙磺酸溶解于清水或油田回注污水，得到单体溶液；
(2)将N,N-亚甲基双丙烯酰胺、过甲醛合次硫酸钠-硫酸铵、葡萄糖酸钠和硫脲加入上述单体溶液中，搅拌下聚合反应半小时，搅拌速度为300r/min，反应结束后得到成胶后的体系；
(3)将油渣加入上述成胶后的体系中，得到混合液；
(4)将橡皮粉加入到上述混合液中，搅拌半小时，制得调堵剂。
实施例2
本实施例提供了一种利用含油污泥制成的调堵剂，以质量百分比计，制备该调堵剂的原料为：
含油污泥：60％，该含油污泥的含砂比为20％、含油比为40％、泥砂颗粒粒径为10-100μm；
丙烯酰胺基-甲基丙磺酸：15％；
N,N-亚甲基双丙烯酰胺：10％；
过甲醛合次硫酸钠-硫酸铵：5％，过甲醛合次硫酸钠与硫酸铵质量比为3：1；
葡萄糖酸钠：0.5％；
硫脲；0.1％；
树皮粉：5％；
余量的水。
将上述原料按照实施例1中的制备方法(不同之处为：将实施例1中的油渣替换为含油污泥，将橡皮粉替换为树皮粉，各组分按照本实施例提供用量投料)，制得调 堵剂。
测试本实施例制得调堵剂在不同温度条件下的粘度变化情况，测试结果见表1：
表1调堵剂在不同温度条件下的粘度变化