一种可发性生物高分子暂堵调剖剂及其制备方法_2

文档序号:9881826阅读:来源:国知局
入引发剂, 恒温反应制得调剖剂。适用于地层温度为150°C及以下的油藏,但封堵强度和耐热也达不到 注汽井要求。
[0012] 综上所述,应用于稠油注汽井的暂堵调剖剂,需要同时承受高温、高湿、高压及不 同矿化度条件下,达到高封堵率,高强度,自解堵功效,并且成本能控制较低,而上述单一暂 堵调剖剂往往存在这方面的不同矛盾,基于此问题,研究并发明了一种可发性生物高分子 暂堵调剖剂及其制备方法。

【发明内容】

[0013] 本发明的目的在于结合生物降解聚合物本身特点,通过对生物降解聚合物的改 性,达到一种石油开采用暂堵调剖功效,尤其是改善了生物降解聚合物的熔体强度、耐高 温、抗水解性能,自解堵周期可调的特点,同时赋予了暂堵调剖剂可发性,以此提高封堵率。 进一步解决了现有技术缺陷。据此,本发明公开了一种可发性生物高分子暂堵调剖剂。
[0014] 本发明的另一目的在于公开了一种可发性生物高分子暂堵调剖剂的制备方法。
[0015] 为解决上述技术问题,本发明采用的技术方案如下所述: 一种可发性生物高分子暂堵调剖剂,由生物降解聚合物、增强剂、增韧剂、发泡剂、交联 剂、阻水剂、偶联剂、功能助剂及携带剂构成。各组份重量百分比分别为:生物降解聚合物10 ~30%:增强剂65~88%,增韧剂1~5%,发泡剂0.1~0.5%,交联剂0.05~0.3%,阻水剂0.05~0.2%, 偶联剂〇 · 01~· 1%,功能助剂〇 · 05~0 · 3%,携带剂0 · 01~0 · 05%。
[0016]所述的生物降解聚合物为聚羟基脂肪酸酯(PHA)、聚丁二酸丁二醇酯(PBS)、聚已 二酸对苯二甲酸共聚丁二酯(PBAT)、聚丙交酯(PLA)、聚乙交酯(PGA)、聚氧乙烯(PEO)、聚已 内酯(PCL)、聚碳酸亚丙酯(PPC)中的一种或一种以上混合物。
[0017]所述的增强剂为800~3000目无机粉体与20~120目植物纤维的混合物。。
[0018] 所述的增韧剂为低密度聚乙烯(LDPE)、线性低密度聚乙烯(LLDPE)、高密度聚乙烯 (HDPE)、醋酸乙烯酯共聚物(EVA)、苯乙烯一丁二烯一苯乙烯嵌段共聚物(SBS)、苯乙烯一乙 烯一丁二烯一苯乙烯嵌段共聚物(SEBS)、甲基丙烯酸甲酯及其共聚物(ACR)其中的一种或 一种以上混合物。
[0019] 所述的发泡剂为AC(偶氮二甲酰胺)、AIBN(偶氮二异丁腈)、偶氮甲酰胺甲酸钾 (AP)其中的一种。
[0020] 所述的交联剂为异氰酸酯、二丙烯酸-1,4-丁二醇酯、二甲基丙烯酸乙二醇酯、乙 二胺(DA)、N,N-二羟基(二异丙基)苯胺(HPA)、巴斯夫的ADR4370S、乙烯基三乙氧基硅烷 (A151)、过氧化二异丙苯(DCP)中的一种或一种以上混合物。
[0021] 所述的阻水剂为丙烯酰胺、碳化二亚胺中的一种。
[0022] 所述的偶联剂为硅烷类偶联剂、铝酸酯类、酞酸酯、铝钛复合偶联剂中的一种。 [0023]所述的携带剂为聚丙烯酰胺(PAM)。
[0024]所述的功能助剂为抗氧剂、热稳定剂和润滑剂其中的两种或两种以上混合物,其 中的热氧稳定剂为一种受阻酚类、亚磷酸酯类、钙锌稳定剂两种或两种以上混合物,其中的 滑润剂为聚乙烯蜡、氧化聚乙烯蜡、乙撑双硬脂酰胺(EBS)、硬脂酸锌、硬脂酸钙、芥酸酰胺、 有机硅酮中的一种或一种以上复配物。
[0025] 所述的生物降解聚合物为重均分子量120000~200000的聚丙交酯(PLA)。
[0026]所述的增强剂无机粉体为碳酸钙、滑石粉,硅灰石、云母粉、高岭土中的一种,增强 剂中植物纤维为木粉、稻壳粉、麦壳粉、桔杆粉中的至少一种。
[0027] 所述增韧剂为ACR或ACR与LDPE的混合物或ACR与EVA的混合物。
[0028]本发明的一种可发性生物高分子暂堵调剖剂有益效果在于: ⑴低碳环保,可生物降解。本发明的暂堵调剖剂利用生物降解聚合物、增强剂达到了低 碳环保,在高温高湿环境下自行解堵目的,降解周期通过增韧剂和交联剂协同作用在一定 范围内可调。
[0029]⑵耐高温。本发明的暂堵调剖剂热分解开始温度达到260°C,完全降解温度达到了 350°C。本发明的暂堵调剖剂利用增强剂、增韧剂、交联剂、偶联剂协同作用改善暂堵调剖剂 的耐温性能,解决聚合物不耐高温问题。
[0030] ⑶封堵强度大。本发明的暂堵调剖剂利用增强剂、增韧剂、交联剂和偶联剂协同作 用,一方面是含有多官能团结构的化合物对高聚物大分子支化,产生空间位阻效应,阻碍了 大分子的链运动,另一方面是大分子链加长及团聚,增大了相互间缠绕,再一方面是大分 子间产生交联,形成化学键以及填充剂都限制了大分子的运动,使得熔体强度升高,封堵强 度增大。
[0031] ⑷封堵率高。本发明的暂堵调剖剂把发泡剂直接构建到聚合物大分子中,在挤入 地层后随着注汽温度升高自行发泡,产生气锁,形成贾敏效应,提高封堵率;另一方面聚合 物在高温下软化,可随地层吼道大小及形状而变化,从而进一步提高了暂堵调剖剂的封堵 率。
[0032] (5)有固砂、防止层间颗粒运移效果。本发明的暂堵调剖剂在井下地层吼道中受热 发泡膨胀,并产生交联,形成三维网状骨架结构,在温度、水及微生物作用下,随着时间的延 长逐渐降解,形成蜂窝,大量的降解的泡孔最终成为一个三维网状蜂窝孔结构,并在蜂窝之 间形成迷宫孔道,这样就使一些颗粒性物质被挡在原来位置或蜂窝中,从而起了固砂,防止 层间颗粒运移,返吐掩埋生产井段的可能性,且这种蜂窝孔道足以使地层内的液体流向井 筒。
[0033] (6)本发明的暂堵调剖剂产品无毒、对地层无污染、成本低,施工方便,具有很高经 济价值和广阔的市场前景。
[0034] -种可发性生物高分子暂堵调剖剂的制备方法如下所述实现: 一种可发性生物高分子暂堵调剖剂的制备方法可通过双螺杆挤出机混炼法制得,制备 步骤如下: 原料预处理:生物降解聚合物在不高于l〇5°C情况下干燥2~6小时,然后冷却至60 °C以 下备用;增强剂无机粉体在80~110°C的高速混合机中,高速混合3~5分钟后加入偶联剂,再 高速混合3~5分钟,然后出料冷却至60°C以下备用; 原料混合:按上述配比将生物降解聚合物、偶联剂处理的增强剂无机粉体、增韧剂、发 泡剂、交联剂、阻水剂及功能助剂投入到高速混合机中,在小于60°C情况下高速混合,混合1 ~3分钟出料; 混炼:把上述混合的物料投入到长径比不超过44:1的双螺杆挤出机中进行混炼,在〈 6MPa情况下挤出,螺杆转速为每分钟180~400转,温度为140~180°C ; 分切:将上述混炼的熔融物料趁热分切成不超过l〇cm X 10cm块状物,冷却至40 °C以下; 粉碎及研磨:将冷却的块状物用破碎机和研磨机制成20~120目的粉剂; 成品混合:将制成的粉剂与增强剂植物纤维和携带剂充分混合,即制备出本发明的可 发性生物高分子暂堵调剖剂。
[0035] 上述制备方法较佳工艺参数为双螺杆挤出机长径比36:1,混炼温度140~160°C,螺 杆转速每分钟200~300转,挤出压力S 2MP。
[0036] 本发明的一种可发性生物高分子暂堵调剖剂双螺杆挤出机混炼法有益效果在于: ⑴在此工艺条件下可制得的暂堵调剖剂发泡倍率较高,可有效提高对大孔道的封堵 率。
[0037] 在较低温度下挤出保证了交联剂和发泡剂不会过早反应,保证了材料的后期使 用交联发泡效果。
[0038] [3)双螺杆挤出机螺杆转速应控制在一定范围内,螺杆转速过低时,物料在双螺杆 挤出机机筒停留时间过长,会使交联剂和发泡剂出现分解反应的可能,产生过早交联和发 泡。
[0039] 丨4)低压挤出,避免了温度升高而造成的过早交联和发泡,保证了本发明的后期使 用效果。
[0040] 间增强剂植物不需干燥处理,也不需在混炼制备过程加入,只需后期混合即可达 到使用要求,所以采用双螺杆挤出机混炼法制备的暂堵调剖剂成本较低。
[0041] -种可发性生物高分子暂堵调剖剂的制备方法可通过密炼机密炼法制得,制备步 骤如下: 原料预处理:生物降解聚合物在不高于105°C、增强剂植物纤维在不高于110°C情况下 干燥2~6小时,然后冷却至60 °C以下备用; 密炼:按上述配比将生物降解聚合物、增强剂、增韧剂、发泡剂、交联剂、阻水剂、偶联剂 及功能助剂投入到密炼机中在<6MPa情况下加压密炼,密炼温度130~170°C,排气2次以上, 密炼8~18分钟后放料; 分切:将上述密炼的熔融物料趁热分切成不超过10cmX 10cm块状物,冷却至40°C以下; 粉碎及研磨:将冷却的块状物用破碎机和研磨机制成20~120目的粉剂; 成品混合:将制成的粉剂与携带剂充分混合,即制备出本发明的可发性生物高分子暂 堵调剖剂。
[0042] 上述制备方
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