一种污油泥基剪切响应型粘弹颗粒调驱剂及其制备方法与流程

本发明涉及油田化学品，尤其是涉及一种污油泥基剪切响应型粘弹颗粒调驱剂及其制备方法。

背景技术：

1、注入水进入地层后，易沿高渗透层形成优势水流通道，发生无效循环，水驱效率显著降低。粘弹颗粒调驱剂作为一种深部调驱手段，可通过颗粒的膨胀封堵和弹性运移实现液流转向，扩大波及体积，已在油田现场获得广泛应用。

2、丙烯酰胺（am）、丙烯酸（aa）与2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸（amps）的共聚物是粘弹颗粒调驱剂的核心材料之一。amps单体因分子结构中含有强阴离子性的磺酸基团，赋予共聚物优异的耐温性、抗盐性和抗剪切能力。以am/aa/amps共聚物为骨架制备的粘弹颗粒，在高温高矿化度油藏条件下具有良好的应用前景。油田开采和污水处理过程中产生大量含油污泥（污油泥），其处理一直是困扰油田生产的环保难题。据统计，我国油田每年产生的含油污泥量达数百万吨，传统的填埋、焚烧等处理方式不仅成本高，而且存在二次污染风险。近年来，将污油泥资源化利用制备调剖堵剂成为研究热点。已有技术如cn107629775b公开了一种污泥调剖剂，将含油污泥与am、aa和amps制成的增稠剂、交联剂混合后直接注入地层；cn1781860a公开了一种利用采油污泥制备体膨型颗粒调剖剂的方法，在丙烯酸、丙烯酰胺和交联剂三元共聚体系中加入采油污泥进行绝热自由基聚合。

3、然而，现有技术中存在以下不足：（1）污油泥与聚合物单体体系的相容性差。污油泥中含有大量原油组分，这些油分与丙烯酰胺、amps、丙烯酸等水溶性单体在混合时难以互溶，无法形成均匀的聚合体系，这种油水不相容的问题导致聚合反应不均匀，影响产品质量。（2）单纯am/aa/amps共聚物体系在处理含油污泥时交联强度不足。即使通过乳化手段解决了相容性问题，污油泥中油分的存在仍会干扰单体间的交联反应，导致聚合物网络交联密度偏低。干燥后的颗粒在粉碎工序中易发生污油泥与聚合物基体的相分离，颗粒结构完整性差，难以满足造粒和筛分的工艺要求。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种污油泥基剪切响应型粘弹颗粒调驱剂及其制备方法，以解决现有技术中污油泥与水溶性单体体系相容性差、单纯am/aa/amps共聚物体系处理含油污泥时交联强度不足、污油泥中原油无法有效释放的问题，制得一种兼具良好相容性、高强度结构与剪切响应释放功能的污油泥基调驱剂。

2、为实现上述目的，本发明提供了一种污油泥基剪切响应型粘弹颗粒调驱剂，由以下质量份数的原料制备而成：丙烯酰胺8-18份、丙烯酸2-8份、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸2-8份、苯酚1-6份、甲醛0.5-4份、间苯二酚或邻苯二酚0.2-2.5份、污油泥15-45份、煤基费托合成液体石蜡2-10份、交联剂0.05-0.5份、引发剂0.05-0.2份、乳化剂0.5-5份、乌洛托品0.1-2份、盐酸0.1-2份、余量为水。

3、优选的，煤基费托合成液体石蜡中，烷烃总含量≥94%，正构烷烃含量≥60%，芳烃含量≤0.3%，硫含量≤5.0mg/kg，溴指数≤50mgbr/100g。

4、优选的，交联剂为n,n-亚甲基双丙烯酰胺。

5、优选的，引发剂为过硫酸钾、过硫酸铵中的一种。

6、优选的，乳化剂为烷基酚聚氧乙烯醚、十二烷基硫酸钠、失水山梨醇脂肪酸酯中的一种或多种。

7、本发明还提供了上述一种污油泥基剪切响应型粘弹颗粒调驱剂的制备方法，包括以下步骤：

8、（1）污油泥预处理：将污油泥脱水、除杂、粉碎、筛分至粒径≤200目，控制含水率≤10%；

9、（2）石蜡乳化：将煤基费托合成液体石蜡与乳化剂在50-80℃条件下搅拌乳化，形成石蜡乳液；

10、（3）酚醛树脂预缩聚：将苯酚、甲醛、间苯二酚或邻苯二酚加入反应器中，加入乌洛托品，在盐酸催化作用下于60-90℃进行预缩聚反应，得到酚醛树脂预聚体；

11、（4）配料混合：将丙烯酰胺、丙烯酸、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、预处理后的污油泥、石蜡乳液、酚醛树脂预聚体、交联剂加入配料釜中，加水搅拌混合均匀，调节ph至6.0-8.0，温度控制在20-40℃；

12、（5）聚合交联反应：将混合料液转入反应釜，通入氮气除氧后加入引发剂，在氮气保护下于40-70℃进行聚合反应2-6小时，得到胶状产物；

13、（6）造粒：将胶状产物进行造粒；

14、（7）干燥：将粒状物料在50-90℃干燥至含水率≤8%；

15、（8）筛分包装：将干燥后的物料筛分、包装得到黑灰色的目标调驱剂。

16、优选的，步骤（2）中，石蜡乳化的搅拌速度为500-2000r/min，乳化时间为20-60分钟。

17、优选的，步骤（4）中，搅拌混合的时间为20-60分钟，搅拌转速为50-200r/min。

18、优选的，步骤（5）中，聚合反应过程中，丙烯酰胺、丙烯酸与2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸发生自由基共聚形成柔性网络，同时酚醛树脂预聚体进一步缩聚交联形成酚醛树脂网络，两个网络相互贯穿形成互穿聚合物网络结构。

19、优选的，步骤（6）中，造粒采用双螺杆造粒机进行，造粒后物料的粒径为1-8mm。

20、本发明提出了“乳化增容-互穿网络增强-剪切响应释放”三重建构机制。首先，以煤基费托合成液体石蜡为降粘剂，配合乳化剂乳化分散，使污油泥均匀分散于丙烯酰胺/丙烯酸/amps单体水溶液中；在此基础上，同步引入am/aa/amps自由基共聚形成柔性网络和苯酚/甲醛缩聚形成酚醛树脂刚性网络，两网相互贯穿构建互穿聚合物网络结构，有效解决了污油泥中油分干扰交联导致的强度不足问题，确保造粒加工中污油泥与基体不发生相分离；同时，石蜡以乳化液滴形式被物理包埋于网络内部，注入地层遇水膨胀封堵后，在剪切应力作用下网络产生微裂隙，石蜡缓释降粘并协同污油泥中原油再次析出。

21、因此，本发明提供的一种污油泥基剪切响应型粘弹颗粒调驱剂一种污油泥基剪切响应型粘弹颗粒调驱剂及其制备方法，具有以下有益效果：

22、（1）显著通过石蜡降粘与乳化剂乳化的协同作用，有效解决了污油泥中油分与水溶性单体难以互溶的技术难题，使污油泥能够在聚合体系中均匀分散，改善了污油泥与聚合物体系的相容性。

23、（2）通过引入酚醛树脂缩聚网络与am/aa/amps共聚网络形成互穿聚合物网络结构，有效解决了单纯am/aa/amps体系因污油泥中油分干扰交联而导致的强度不足问题，确保污油泥在造粒、粉碎、筛分等加工工序中不会与聚合物基体发生相分离，进而提高了颗粒结构强度。

24、（3）煤基费托合成液体石蜡以乳化液滴形式均匀分散并被物理包埋于互穿聚合物网络内部，调驱剂注入地层遇水膨胀封堵后，在剪切应力作用下石蜡从颗粒内部缓释释放，发挥降粘作用；与此同时，污油泥中原油组分随石蜡的释放而协同析出，与体系中的乳化剂共同降低油水界面张力，剥离岩石表面的原油，实现“边剪切、边降粘、边驱油”的协同增效。

25、（4）本发明利用未经萃取的污油泥作为原料，既解决了污油泥的处理难题，又将其中的原油组分加以利用，在剪切条件下随石蜡协同释放，实现了环保与增效双重目标，且工艺简单，易于工业化推广。

26、下面通过实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。