本发明专利技术公开了一种高含量钙基膨润土堵水剂的制备方法，将2.5g～12.5g2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸加入盛20g蒸馏水的烧杯中，溶解后得浓度9%～24%水溶液，置于冰水浴中，搅拌下氢氧化钠溶液调节水溶液pH值至中性，将12.5g～22.5g丙烯酰胺和10g含0.015g～0.03gN，N´-亚甲基双丙烯酰胺交联剂溶液，加入中性水溶液中，搅拌下加入20g～30g钙基膨润土和5g含0.01g～0.05g乙二胺四乙酸钠去阻剂溶液，通入氮气20min，加入各5g含0.01g～0.0125g氧化还原引发剂的氧化剂溶液和含0.01g～0.0125g氧化还原引发剂的还原剂溶液，得反应原液置于水浴锅60℃温度下进行聚合反应30min，反应结束后制得钙基膨润土含量高达50%的高含量钙基膨润土堵水剂。本发明专利技术具有较高压缩强度，体积膨胀率高，缓膨时间可调的有益效果。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种堵水剂的制备方法，尤其涉及，属于油田化学品
。
技术介绍
油井出水是目前油田开采中存在的一个普遍问题。有效地控制油田出水，提高注入水的波及体积，对保持油田稳产，提高水驱的采收率是一项重要措施。在油田开采过程中，由于水层窜槽、底水锥进或注入水、边水突进，使一些油井过早见水或水淹。为了清除或减少水淹，控制产水层中水的流动和改变水驱油中水的流动方向，提高水驱油采收率，在生产井上进行封堵出水层段所采用的化学处理剂称为堵水剂。 长期以来，世界各国都结合本国油田的地质特点，努力寻求有效的堵水剂及其工艺。堵水工艺可分为机械法和化学法。其中.化学堵水剂随着油田堵水技术的发展，得到相当的发展。 我国油田化学堵水技术从20世纪50年代起在现场应用，至今已有50多年历史。最初是用水泥浆堵水，后发展了油基水泥、石灰乳、树脂、活性稠油等。60年代以树脂为主，70年代，水溶性聚合物及其凝胶开始在油田应用，从此，油田堵水技术进入一个新的发展阶段，堵水剂品种迅速增加，处理井次增多，经济效益也明显提高。 油田化学品市场的堵水剂品种，根据不同分类和类别，可分为以下几种:I)根据种类和作用机理堵水剂可分为以下几种:I:颗粒类:膨润土、果壳粉、石灰乳、水膨体；2:水泥类:油井水泥、水基水泥、活化水泥和微粒水泥等；3:沉淀类:水玻璃/氯化韩堵剂等；4:凝胶类:包括聚丙烯酰胺、木质素磺酸盐和黄胞胶等；5:稠油类:乳化稠油等；6:泡沫类:二相泡沫堵剂、泡沫凝胶等；7:树脂类:酚醛树脂、脲醛树脂、糠醛树脂、环氧树脂等。 2)从施工技术上来划分，可分为选择性堵水、非选择性堵水、注水井调剖和区块整体堵水。 3)从化学剂结构和作用机理可分为(1)无机盐类，如硅酸钠和硫酸铝、硅酸钠与氯化钙、硅酸钠与硫酸亚铁、碳酸钠与氯化?丐等;(2)聚合物冻胶类，如聚丙烯酰胺、聚丙烯腈、木质素磺酸盐、生物聚合等形成的各种冻胶，是目前广泛应用的一类；(3)树脂类堵水剂，包括酚醛树脂、环氧树脂、糠醛树脂及热塑性聚合物、聚乙烯、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物等；(4)泡沫调剖堵水剂，包括起泡剂和各种添加剂再配合固相成分膨润土、白粉等，如ABS为起泡剂，羧甲基纤维素为稳定剂以膨润土为固相组成调剖剂；还有阳离子表面活性剂堵水技术，甲硅烷堵水技术以及硅酸凝胶堵水技术等。 现有的堵水剂，各种耐温抗盐凝胶体系堵水剂中主剂聚合物主要是一些水溶性聚合物，包括生物聚合物、聚丙烯酰胺、聚丙烯腈、木质素磺酸盐凝、聚乙烯胺、聚乙烯醇、以及聚苯乙烯磺酸盐等。因其强度和耐温性较低，达不到使用要求，因此在使用过程中出现诸多的问题，如目前市场上无机颗粒堵水剂存在诸多问题，主要表现在对油水的选择性差，而且对地层造成不同程度的伤害。由于地层温度高、矿化度高，一般堵水剂的可泵时间和长期稳定性达不到使用要求。 因此，如何制备具有高强度及耐温性的堵水剂，是油田化学品业界极其关注的问题，亦是油田化学品工程技术人员亟待开发和研究的课题。 近些年来，围绕高强度及耐温性的堵水剂的制备方面的研究，其各种配方也多见诸于专利文献和刊物文献中，有关制备高强度及耐温性的堵水剂的方法，由下述专利文献和刊物文献，予以披露:1、中国专利技术专利申请公布号CN103937472A (申请公布日2014年7月23日)“阳离子蜡复合调剖堵水剂及制备方法和调剖堵水工艺”公开了堵水剂各组分含量按重量百分比计为:阳离子蜡50?90%、膨润土 10?50%。其制备方法的步骤:a、将阳离子石油蜡按例加入搪瓷反应釜，缓慢升温至80°C ;b、在不断搅拌下阳离子石油蜡溶化后，加入膨润土，继续搅拌至均匀；c、停止加热保温，出料至储料池，冷却至常温；d、然后粉碎磨细至所需要的粒径，产成品，即得阳离子石油蜡复合调剖堵水剂。 其优点:该方案采用阳离子蜡和膨润土配制阳离子石油蜡复合调剖堵水剂，解决了现用堵水剂强度低的问题，以适合不同地层温度的深井、低渗等油藏调剖堵水的要求，满足油田生产需要。 有关制备高强度及耐温性的堵水剂的方法，由下述刊物文献，予以披露:1、张桂意等人发表在《化工进展》2004年第23卷第3期第311 - 315页“耐温抗盐水膨体的合成与应用”文献报道:将聚丙烯酰胺(HPAM)溶于水中，调节pH值至9?11，加入适量交联剂及交联促进剂，再加入适量碳酸钙和钠土，搅拌均匀，在45°C下反应5h,得到胶状产品，经干燥、粉碎得到颗粒状产物即水膨体。 其优点:该产品具有较高的强度、强吸附性、良好的热稳定性和化学稳定性，而且其生产成本明显降低，现场试验表明，调剖后增油效果明显。 不足之处:水膨体在高温(120°C )、高矿化度水溶液中浸泡24h，仍具有较高吸液率，且凝胶状态良好。只测试了 ZY-1水膨体在高温(120°C)下24h的吸液率，没有测其在高温(120°C )下更长时间是否仍具有稳定性。 2、钱玉花等人发表在《石油天然气学报(江汉石油学院学报)》2008年6月第30卷第3期第311 - 313页“耐温抗盐高吸水树脂选择性颗粒堵水剂的合成与性能评价”文献报道:以丙烯酰胺(AM)、丙烯酸(AA)、2_丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)为主料，增强剂作为填料，合成了一种均质网络结构的吸水树脂凝胶颗粒堵水剂。通过正交试验确定的最佳配方为:单体配比为1: 2: 7.5;交联剂用量为0.03 %;引发剂用量为0.04 %;增强剂加量为8 % ；pH值为10。评价了该堵剂产品的抗盐耐温性能、封堵率以及堵剂的选择性，试验证明该堵水剂产品具有较好的耐温抗盐性能，且有较好的选择性堵水能力。 有益效果:堵水剂产品具有较好的耐温抗盐性能，且有较好的选择性堵水能力。 不足之处:颗粒堵水剂在110°C的高温下恒温老化24h，仍具有较高的吸水率且凝胶良好，没有继续测试其在110°c的高温下的吸液率。 3、周承强等人发表在《化工新型材料》2013年第41卷第53期第105 - 108页“耐温耐盐SSS/AMPS/膨润土吸水树脂的制备与表征”文献报道:以二乙烯苯为交联剂，过硫酸钾和亚硫酸钠为引发剂，采用水溶液聚合法合成对苯乙烯磺酸钠/ 2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸/膨润土(SSS/AMPS/膨润土)吸水树脂。对制备条件进行优化，采用F T — I R对树脂结构进行表征，T G曲线表征树脂的热稳定性。结果表明:当AMP S质量分数为50%、交联剂用量为0.8%、引发剂用量为0.6%、膨润土用量为10%，反应温度为65°C时，在25%模拟水溶液中树脂的吸水倍率可以达14.71g/g，强度最佳。树脂的耐热性能好，SE M图表明树脂表面呈现多孔状结构。 不足之处:本文中2 -丙烯酰胺基-2 -甲基丙磺酸用量为50%，膨润土用量为单体的10%，而苯乙烯磺酸钠用量约为50%，这样会使成本大大增加。
技术实现思路
本专利技术的目的，是为解决现有技术中存在的不足之处，而提供，该方法采用一种非离子不饱和单体及一种水溶性的阴离子单体，用碱性溶液中和后，在交联剂作用下进行反应，并大量引入了具有膨胀性能及交联作用的无机物，因而不仅提高了堵水剂的强度及耐温性能，还大大降低了生产成本，从而克服了现有技术中存在的不足之处。本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种高含量钙基膨润土堵水剂的制备方法，为单体聚合法，由单体、交联剂、引发剂、添加剂、增强剂和热稳定剂等化学剂，通过共混、聚合、造粒、干燥、粉碎、筛分等工序加工而成，其制备配方原料主要为丙烯酰胺、丙烯酸、丙烯酸钠、甲基丙烯酸甲酯，交联剂主要为N, N´‑亚甲基双丙烯酰胺，引发剂为过硫酸铵、过硫酸钾，添加剂为碳酸钠的碱类，、二氧化硅、含油污泥，热稳定剂为除氧剂，其中经预水化处理增强剂的加量为8 %，或钠基膨润土用量10%，其特征在于：制备方法包括1）配方原料和2）制备工艺操作，所述1）配方原料和2）制备工艺操作，分别如下：1）配方原料为非离子不饱和单体，水溶性的阴离子单体，无机物，交联剂，氧化还原引发剂的氧化剂，氧化还原引发剂的还原剂，惰性气体和去阻剂，所述原料的规格和用量为：原料 规格 用量，g 非离子不饱和单体 分析纯 12.5～22.5 水溶性的阴离子单体 分析纯 2.5～12.5 无机物 工业级 20.0～30.0 交联剂 分析纯 0.01～ 0.03 氧化还原引发剂的氧化剂 分析纯 0.01～ 0.02 氧化还原引发剂的还原剂 分析纯 0.01～0.02 去阻剂 分析纯 0.05 2）制备工艺操作制备工艺操作步骤如下：①、称取2.5g～12.5g 2‑丙烯酰胺基‑2‑甲基丙磺酸加入盛有20g蒸馏水的烧杯中，2‑丙烯酰胺基‑2‑甲基丙磺酸充分溶解于蒸馏水后得浓度为9%～24%的2‑丙烯酰胺基‑2‑甲基丙磺酸水溶液，②、将2‑丙烯酰胺基‑2‑甲基丙磺酸水溶液置于冰水浴中，在搅拌条件下，用10%的氢氧化钠溶液调节2‑丙烯酰胺基‑2‑甲基丙磺酸水溶液的pH值为7，③、将12.5g～22.5g丙烯酰胺和10g含0.015g～0.03g N，N´‑亚甲基双丙烯酰胺交联剂溶液，分别加入到呈中性的2‑丙烯酰胺基‑2‑甲基丙磺酸水溶液中，并继续不断搅拌，④、在继续不断搅拌下，加入20g～30g钙基膨润土和5g含有0.01g～0.05 g乙二胺四乙酸钠去阻剂溶液，通入氮气 20min ，加入5g含有0.01g～0.0125g的氧化还原引发剂的氧化剂溶液和5g含0.01g～0.0125g的氧化还原引发剂的还原剂溶液，得反应原液⑤、将反应原液置于冰水浴锅60℃温度下进行聚合反应30min，反应结束后制得钙基膨润土含量高达50%（Wt/%）的高含量钙基膨润土堵水剂。...
【技术特征摘要】
1.一种高含量钙基膨润土堵水剂的制备方法，为单体聚合法，由单体、交联剂、引发剂、添加剂、增强剂和热稳定剂等化学剂，通过共混、聚合、造粒、干燥、粉碎、筛分等工序加工而成，其制备配方原料主要为丙烯酰胺、丙烯酸、丙烯酸钠、甲基丙烯酸甲酯，交联剂主要为#， 亚甲基双丙烯酰胺，引发剂为过硫酸铵、过硫酸钾，添加剂为碳酸钠的碱类，、二氧化硅、含油污泥，热稳定剂为除氧剂，其中经预水化处理增强剂的加量为8 %，或钠基膨润土用量10%，其特征在于:制备方法包括1)配方原料和2)制备工艺操作，所述1)配方原料和2)制备工艺操作，分别如下: 1)配方原料 为非离子不饱和单体，水溶性的阴离子单体，无机物，交联剂，氧化还原引发剂的氧化齐U，氧化还原引发剂的还原剂，惰性气体和去阻剂，所述原料的规格和用量为:原料规格用量，g 非离子不饱和单体分析纯12.5?22.5 水溶性的阴离子单体分析纯2.5?12.5 无机物工业级20.0?30.0 交联剂分析纯0.01?0.03 氧化还原引发剂的氧化剂分析纯0.01?0.02 氧化还原引发剂的还原剂分析纯0.01?0.02 去阻剂分析纯0.05 2)制备工艺操作 制备工艺操作步骤如下: ①、称取2.5g?12.5g 2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸加入盛有20g蒸馏水的烧杯中，2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸充分溶解于蒸馏水后得浓度为9%?24%的2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸水溶液， ②、将2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸水溶液置于冰水浴中，在搅拌条件下，用10%的氢氧化钠溶液调节2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸水溶液的pH值为7， ③、将12.5g?22.5g丙烯酰胺和10g含0.015g?0.03g况τΤ_亚甲基双丙烯酰胺交联剂溶液，分别加入到呈中性的2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸水溶液中，并继续不断搅拌， ④、在继续不断搅拌下,加入20g?30g韩基膨润土和5g含有0.0lg?0.05 g...
【专利技术属性】
技术研发人员：程绍玲，黄春龙，查瑞涛，张雅佩，李一泽，杨金梁，杨路明，
申请(专利权)人：天津科技大学，
类型：发明
国别省市：天津;12
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