一种树脂助剂组合物及其应用制造技术

本发明专利技术公开了一种树脂助剂组合物及其应用，该树脂助剂组合物包括水溶性阳离子树脂、互溶剂和维持所述树脂助剂组合物在水中pH值的添加剂，其中所述水溶性阳离子树脂通过以下步骤制备获得：(1)将非离子单体和阳离子单体溶解在水中制成水溶液；(2)调节所述水溶液pH值为7～10，加入偶氮类或氧化还原自由基类的引发剂进行聚合反应，得到胶状聚合物水溶液；(3)干燥所述胶状聚合物水溶液即得。该树脂助剂组合物可以在地层内部原位改善固体颗粒结合性能，从而有效的控制固体颗粒在地层中的运移。

Resin auxiliary composition and application thereof

The invention discloses a resin composition and its application, including the auxiliary composition resin water soluble cationic resin, mutual solvent and maintain the additive resin composition in the pH value of water, wherein the water-soluble cationic resin was prepared by the following steps: (1) the nonionic monomer and the cationic monomer dissolved in water to form aqueous solution; (2) adjusting the solution pH value was 7 ~ 10, initiator azo free radicals or redox polymerization, obtained colloidal polymer aqueous solution; (3) drying the colloidal polymer solution is. The resin additive composition can improve the solid particle binding property in situ within the formation so as to effectively control the movement of the solid particles in the formation.

【技术实现步骤摘要】
一种树脂助剂组合物及其应用
本专利技术涉及一种用于固体颗粒处理的组合物及其应用，特别涉及一种能够使液相中固体颗粒结合的树脂助剂组合物及其应用。
技术介绍
在油田作业中，地层内部或人工注入地层的砂、煤粉、粒状金属固体或其它颗粒材料自身的结合能力不足，倾向于分散在工作液中，很难在地层中固结、驻留，因此固体颗粒会随着工作液运移至地面，或者随着工作液的滤失形成滤饼堵塞底层。在生产井，同样存在地层出砂，直接造成产量下降的问题。现有技术主要是依据固体颗粒粘合剂的原理及形式来实现人工注入地层的固体颗粒间相互结合与固结，从而抑制人工注入地层的固体颗粒的运移性能。这通常需要在地面提前对固体颗粒进行预处理，典型的方式如使用树脂包覆固体颗粒支撑剂。但现有技术无法解决地层内部自然出砂的问题。公开于该
技术介绍
部分的信息仅仅旨在增加对本专利技术的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
技术实现思路
为了克服现有技术的缺陷，本专利技术提供了一种树脂助剂组合物及其应用，该树脂助剂组合物可以在地层内部原位增强固体颗粒结合性能，从而有效的控制固体颗粒在地层中的运移。一种树脂助剂组合物，包括水溶性阳离子树脂、互溶剂和维持所述树脂助剂组合物在水中pH值的添加剂，其中所述水溶性阳离子树脂通过以下步骤制备获得：(1)将非离子单体和阳离子单体溶解在水中制成水溶液；(2)调节所述水溶液pH值为7～10，加入偶氮类或氧化还原自由基类的引发剂进行聚合反应，得到胶状聚合物水溶液；(3)干燥所述胶状聚合物水溶液即得。上述树脂助剂组合物在另一种可能的实现方式中，所述非离子单体选自N-乙烯基吡咯烷酮，丙烯酰胺，N,N-二甲基丙烯酰胺中的一种或几种。N-乙烯基吡咯烷酮，简写为NVP，化学式为CH2＝CHNC4H6O，CAS号为88-12-0；丙烯酰胺，简写为AM，化学式为CH2＝CHCONH2，CAS号为79-06-1；N,N-二甲基丙烯酰胺，简写为DMAM，化学式为CH2＝CHCON(CH3)2，CAS号为2680-03-7。上述树脂助剂组合物在另一种可能的实现方式中，所述阳离子单体选自二烯丙基二甲基氯化铵，丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵，丙烯酰氧乙基二甲基苄基氯化铵中的一种或几种。二烯丙基二甲基氯化铵，简写为DMDMAC，化学式为(CH2＝CHCH2)2N(CH3)2Cl，CAS号为7398-69-8；丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵，简写为DAC，化学式为CH2＝CHCOO(CH2)2N(CH3)3Cl，CAS号为44992-01-0；丙烯酰氧乙基二甲基苄基氯化铵,简写为为DBC，化学式为CH2＝CHCOO(CH2)2N(CH3)2CH2C6H5Cl，CAS号为46830-22-2。即在本申请中，水溶性阳离子树脂可以为聚丙烯酰胺基阳离子树脂，例如以DMDMAC、DAC、DBC中的一种或多种作为阳离子共聚单体且以AM作为非离子共聚单体形成的二元或多元共聚物；还可以为聚吡咯烷酮基阳离子树脂，例如以DMDMAC、DAC、DBC中的一种或多种作为阳离子共聚单体且以NVP作为非离子共聚单体形成的二元或多元共聚物；还可以为聚N，N-二甲基丙烯酰胺基阳离子树脂，例如以DMDMAC、DAC、DBC中的一种或多种作为阳离子共聚单体且以DMAM作为非离子共聚单体形成的二元或多元共聚物。上述树脂助剂组合物在另一种可能的实现方式中，所述水溶性阳离子树脂为以NVP为非离子单体且以DAC和DBC为阳离子单体的三元共聚物。上述树脂助剂组合物在另一种可能的实现方式中，步骤(1)中还包括在所述水溶液中通入氮气除氧的步骤；步骤(2)中聚合反应是在密封、搅拌的条件下进行的。上述树脂助剂组合物在另一种可能的实现方式中，所述聚合反应中，所述水、所述非离子单体、所述阳离子单体和所述引发剂的质量比为1000：80～300：10～250：0.001～0.1；例如：所述水、所述非离子单体、所述阳离子单体和所述引发剂的质量比为1000：100～200：100～200：0.002～0.05；再例如：所述水、所述非离子单体、所述阳离子单体和所述引发剂的质量比为1000：100～200：100～200：0.005～0.02。上述树脂助剂组合物在另一种可能的实现方式中，偶氮类引发剂为偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈、2,2-偶氮双(2-甲基丙脒)盐酸盐中的一种或几种，例如为2,2-偶氮双(2-甲基丙脒)盐酸盐；所述氧化还原自由基类引发剂中，氧化剂为过硫酸钾或过硫酸铵，还原剂为亚硫酸钠或亚硫酸氢钠，例如氧化还原引发剂中氧化剂为过硫酸钾，还原剂为亚硫酸钠。上述树脂助剂组合物在另一种可能的实现方式中，在使用偶氮类引发剂时，所述聚合反应的温度为40～70℃，例如为45～60℃；在使用氧化还原自由基类引发剂时，所述聚合反应的温度为15～30℃，例如为15～20℃；所述聚合反应的反应时间为5～10小时，例如为6～7小时。上述树脂助剂组合物在另一种可能的实现方式中，步骤(2)中用氢氧化钠溶液调节所述水溶液pH值为7.0～9.5。上述树脂助剂组合物在另一种可能的实现方式中，所述互溶剂为油水互溶的有机溶剂；优选地，所述油水互溶的有机溶剂可以为C1-C3的醇，例如可以为甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇；所述油水互溶的有机溶剂可以为酮类，例如可以为丙酮、乙酰丙酮；所述油水互溶的有机溶剂可以为醚类，例如乙醚、乙二醇丁醚；例如，所述油水互溶的有机溶剂为乙二醇丁醚。上述树脂助剂组合物在另一种可能的实现方式中，所述添加剂为含磷有机化合物；优选地，所述含磷有机化合物可以为氨基三甲叉膦酸、乙二胺四甲叉膦酸、羟基乙叉二膦酸、2-膦酰基丁烷1,2,4-三羧酸、羟基膦酰基乙酸、多氨基多醚基甲叉膦酸、膦酰基羧酸；例如，所述含磷有机化合物为羟基乙叉二膦酸。上述树脂助剂组合物在另一种可能的实现方式中，水溶性阳离子树脂、添加剂和互溶剂混配的方式及比例没有特别的限定。优选情况下，树脂助剂组合物包括质量比为1：1-4：1-4的水溶性阳离子树脂、添加剂和互溶剂，例如为1：2-4：2-4，再例如为1：3：2.5。本专利技术还提供了一种具有树脂涂层的固体颗粒，所述树脂涂层是通过上述树脂助剂组合物吸附在固体颗粒外形成的。上述具有树脂涂层的固体颗粒在另一种可能的实现方式中，所述固体颗粒为石油压裂支撑剂、金属氧化物或地层砂。固体颗粒的ζ电位变化使石油压裂支撑剂和其他颗粒相互吸引和聚集，从而增加了每个固体颗粒之间的摩擦阻力和牵引力。当固体颗粒为石油压裂支撑剂时，可以防止石油压裂支撑剂的反吐。本专利技术还提供了上述树脂助剂组合物或上述具有树脂涂层的固体颗粒在油田开采中的应用，尤其是钻井、压裂、油田生产、注液、防砂中的应用。在钻井作业中，树脂助剂组合物可用于在井壁形成表面涂层和包裹钻井中的岩屑。与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：1、专利技术人出乎意料的发现：当本专利技术树脂助剂组合物添加到含有固体颗粒的含水体系中时，如含有固体颗粒的悬浮液或分散体系中，它会迅速地附着于任何固相(例如金属氧化物、表面电荷为负的地层砂或小颗粒)表面形成树脂涂层，原位形成树脂涂层包覆形态的固体颗粒组合物，且所形成的树脂涂层是可变形的。即固体颗粒表面被树脂涂层改性或部分改性，被改性的固本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种树脂助剂组合物，其特征在于，包括水溶性阳离子树脂、互溶剂和维持所述树脂助剂组合物在水中pH值的添加剂，其中所述水溶性阳离子树脂通过以下步骤制备获得：(1)将非离子单体和阳离子单体溶解在水中制成水溶液；(2)调节所述水溶液pH值为7～10，加入偶氮类或氧化还原自由基类的引发剂进行聚合反应，得到胶状聚合物水溶液；(3)干燥所述胶状聚合物水溶液即得。

【技术特征摘要】
1.一种树脂助剂组合物，其特征在于，包括水溶性阳离子树脂、互溶剂和维持所述树脂助剂组合物在水中pH值的添加剂，其中所述水溶性阳离子树脂通过以下步骤制备获得：(1)将非离子单体和阳离子单体溶解在水中制成水溶液；(2)调节所述水溶液pH值为7～10，加入偶氮类或氧化还原自由基类的引发剂进行聚合反应，得到胶状聚合物水溶液；(3)干燥所述胶状聚合物水溶液即得。2.根据权利要求1所述的树脂助剂组合物，其特征在于，所述非离子单体为N-乙烯基吡咯烷酮，丙烯酰胺，N,N-二甲基丙烯酰胺中的一种或几种；所述阳离子单体为二烯丙基二甲基氯化铵，丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵，丙烯酰氧乙基二甲基苄基氯化铵中的一种或几种。3.根据权利要求1所述的树脂助剂组合物，其特征在于，所述水溶性阳离子树脂为以N-乙烯基吡咯烷酮为非离子单体且以丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵和丙烯酰氧乙基二甲基苄基氯化铵为阳离子单体的三元共聚物。4.根据权利要求1所述的树脂助剂组合物，其特征在于，所述聚合反应中，所述水、所述非离子单体、所述阳离子单体和所述引发剂的质量比为1000：80～300：10～250：0.001～0.1；例如，所述水、所述非离子单体、所述阳离子单体和所述引发剂的质量比为1000：100～200：100～200：0.002～0.05；再例如，所述水、所述非离子单体、所述阳离子单体和所述引发剂的质量比为1000：100～200：100～200：0.005～0.02。5.根据权利要求1所述的树脂助剂组合物，其特征在于，偶氮类引发...

【专利技术属性】
技术研发人员：化京衡，范淼，张方凯，王勃，刘晟，
申请(专利权)人：北京清水兰德油田技术服务有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11