一种复合调剖剂及其制备方法与流程

本发明属于采油，具体涉及一种复合调剖剂及其制备方法。

背景技术：

1、近年来，我国各大油田已探明的油气储量远远大于产量，水驱开发目前仍是油田最主要的开发方式。长期注水开发油田，由于油藏纵向和平面上的非均质性、油水黏度差异以及油水井组的不平衡，导致在水驱或化学驱过程中，注入水、化学驱剂溶液沿阻力较小的高渗透区域流动，绕过低渗透高阻区，易形成注入流体波及不到的区域，甚至形成死油区，这不仅会使中低渗透层的原油采出程度低，驱油效果差，严重影响水驱和化学驱的开发效益，而且会使油井过多、过早产水，影响油田稳产、高产。因此，堵水调剖的研究是油田改善水驱和化学驱开发效果、实现油藏稳产的有效手段。

2、目前，国内外调剖技术研究和应用取得了较大进展，聚丙烯酰胺基调剖剂作为目前应用最为广泛的聚合物类调剖剂，具有尺寸可控、高溶胀比、良好的变形性、优异的深度调剖性能等优点，但与此同时又具有机械强度低，在高温条件下易脱水的局限性，限制了其在堵水调剖方面的应用。

技术实现思路

1、针对现有技术中聚丙烯酰胺基调剖剂具有机械强度低，在高温和高盐度条件下易沉淀的问题，本发明提供一种复合调剖剂，以多孔sio2纤维为结构基础，将丙烯酰胺、磺化聚苯乙烯交联在纤维结构上，能够形成三维立体的互穿网络，从而有效提升机械强度，同时抑制高温条件下调剖剂的脱水，提高调剖剂的抗高温性能，实现高温油藏调剖堵水作业。

2、本发明第一方面提供一种复合调剖剂的制备方法，包括以下步骤：

3、s1：通过静电纺丝工艺制备sio2纤维，在纺丝完成后进行煅烧，即得多孔sio2纤维：

4、s2：将多孔sio2纤维分散于甲苯、聚乙烯醇混合溶液，再加入氨基硅烷偶联剂，在加热条件下进行充分改性，然后过滤、洗涤，得到氨基化多孔sio2纤维；

5、s3：将氨基化多孔sio2纤维、磺化聚苯乙烯、丙烯酰胺和水进行混合，然后加入交联剂，搅拌均匀，再加入引发剂进行聚合反应；

6、s4：向聚合反应后得到的混合物中加入硫酸钠溶液，搅拌混合，然后过滤、干燥即得到复合调剖剂。

7、进一步的，步骤s1中，将正硅酸四乙酯、十六烷基三甲基溴化铵、盐酸、乙醇混合，搅拌3~4h后，加入10wt%的聚乙烯吡咯烷酮水溶液进行水解8~10h，得到纺丝液，进行静电纺丝制备sio2纤维。

8、进一步的，正硅酸四乙酯、十六烷基三甲基溴化铵、盐酸、乙醇的质量比为2:1:0.1:10。

9、进一步的，盐酸浓度为1mol/l。

10、进一步的，静电纺丝的工艺参数：电压为10~20kv，灌注速度为10~15μl/min，滚筒转速为10~50r/min，接收距离为10~20cm，滑行台速度为0~50cm/min，针头内径为0.2~0.4mm。

11、进一步的，煅烧温度为450~550℃，煅烧时间为2~3h，升温速率为5℃/min。

12、进一步的，步骤s2中，多孔sio2纤维、甲苯、聚乙烯醇的质量比为1:10:5。

13、进一步的，氨基硅烷偶联剂为3-氨基丙基三甲氧基硅烷或3-氨基丙基三乙氧基硅烷，氨基硅烷偶联剂的添加量为多孔sio2纤维质量的20%~30%；

14、进一步的，加热至50~80℃改性4~6h。

15、进一步的，步骤s3中，氨基化多孔sio2纤维、磺化聚苯乙烯、丙烯酰胺和水的质量比为1:2:2:30。

16、进一步的，交联剂为n，n-亚甲基双丙烯酰胺。

17、进一步的，引发剂为过硫酸铵、亚硫酸氢钠、四甲基乙二胺、焦亚硫酸钾、过硫酸钾、偶氮二异丁腈、偶氮双二甲基戊腈、偶氮二异庚腈中的至少一种。

18、进一步的，丙烯酰胺、交联剂、引发剂的质量比为100:0.1~0.2:0.3~0.4。

19、进一步的，步骤s4中，硫酸钠溶液浓度为0.5~1mol/l，聚合反应后得到的混合物与硫酸钠溶液的体积比为1:1，搅拌混合20~30h。

20、本发明第二方面提供一种上述的复合调剖剂的制备方法得到的复合调剖剂。

21、上述本发明的一种或多种技术方案取得的有益效果如下：

22、1.本发明以多孔sio2纤维为结构基础，将丙烯酰胺、磺化聚苯乙烯交联在纤维结构上，一方面，利用多孔sio2纤维的结构特性，在整个调剖剂体系内形成骨架架构，高的比表面积结合氨基化改性，能更充分地聚集丙烯酰胺单体、磺化聚苯乙烯在其表面聚合，丰富的孔结构则能增加sio2纤维的表面粗糙度，使得体系内聚合单体与sio2纤维紧密结合，形成稳固的三维立体互穿网络，有效提升封堵强度；另一方面，磺化聚苯乙烯的引入使该聚丙烯酰胺分子链中带有大量磺酸基团和苯环，不仅能够有效提升调剖剂的强度，还能抑制高温条件下丙烯酰胺的沉淀，阻止体系内的脱水，进而提高调剖剂的抗高温性能。

23、2.本发明提供的复合调剖剂，对岩心的封堵性能优异，封堵率在94％以上，突破压力在14mpa以上，在350℃高温条件下，仍旧保持突出封堵性能，封堵率在90％以上，适合高温油藏调剖堵水作业。

技术特征：

1.一种复合调剖剂的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

2.如权利要求1所述的复合调剖剂的制备方法，其特征在于：步骤s1中，将正硅酸四乙酯、十六烷基三甲基溴化铵、盐酸、乙醇混合，搅拌3~4h后，加入10wt％的聚乙烯吡咯烷酮水溶液进行水解8~10h，得到纺丝液，进行静电纺丝制备sio2纤维。

3.如权利要求2所述的复合调剖剂的制备方法，其特征在于：正硅酸四乙酯、十六烷基三甲基溴化铵、盐酸、乙醇的质量比为2:1:0.1:10；

4.如权利要求1所述的复合调剖剂的制备方法，其特征在于：煅烧温度为450~550℃，煅烧时间为2~3h，升温速率为5℃/min。

5.如权利要求1所述的复合调剖剂的制备方法，其特征在于：步骤s2中，多孔sio2纤维、甲苯、聚乙烯醇的质量比为1:10:5；

6.如权利要求1所述的复合调剖剂的制备方法，其特征在于：步骤s3中，氨基化多孔sio2纤维、磺化聚苯乙烯、丙烯酰胺和水的质量比为1:2:2:30。

7.如权利要求1所述的复合调剖剂的制备方法，其特征在于：步骤s3中，交联剂为n，n-亚甲基双丙烯酰胺；引发剂为过硫酸铵、亚硫酸氢钠、四甲基乙二胺、焦亚硫酸钾、过硫酸钾、偶氮二异丁腈、偶氮双二甲基戊腈、偶氮二异庚腈中的至少一种。

8.如权利要求1所述的复合调剖剂的制备方法，其特征在于：步骤s3中，丙烯酰胺、交联剂、引发剂的质量比为100:0.1~0.2:0.3~0.4。

9.如权利要求1所述的复合调剖剂的制备方法，其特征在于：步骤s4中，硫酸钠溶液浓度为0.5~1mol/l，聚合反应后得到的混合物与硫酸钠溶液的体积比为1:1，搅拌混合20~30h。

10.如权利要求1~9任一项所述的复合调剖剂的制备方法得到的复合调剖剂。

技术总结本发明属于采油技术领域，具体涉及一种复合调剖剂及其制备方法。本发明提供的复合调剖剂，以多孔SiO2纤维为结构基础，将丙烯酰胺、磺化聚苯乙烯交联在纤维结构上，能够形成三维立体的互穿网络，从而有效提升机械强度，同时抑制高温条件下调剖剂的脱水，提高调剖剂的抗高温性能，实现高温油藏调剖堵水作业。本发明提供的复合调剖剂，对岩心的封堵性能优异，封堵率在94％以上，突破压力在14MPa以上，在350℃高温条件下，仍旧保持突出封堵性能，封堵率在90％以上。技术研发人员：王培誉,王立武,韩阳,姜方永,王振国,毕立勇,马超,王振伟,岳月凯,贾子寒受保护的技术使用者：东营市科诺石油技术有限责任公司技术研发日：技术公布日：2024/8/20