[发明专利]一种高强弹性缓膨吸水颗粒转向剂的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种高强弹性缓膨吸水颗粒转向剂的制备方法，可用于 高含水油田深部液流转向，改善水驱、聚驱、表面活性剂驱、复合驱的 驱替效果，提高油藏采收率。

背景技术

水驱是我国绝大多数油田的主要开采方式，调剖是改善水驱、提高 采收率的重要技术手段之一。开发早期，注水井调剖获得的增油降水效 果显著，但随着长期注水油田普遍进入高含水开发后期，地层普遍存在 水流优势通道，导致注入水无效注入或低效循环，常规的调剖封堵已不 能满足高含水油田对改善水驱技术的需要，多轮次调剖的进行，常规调 剖增产潜力越来越低。深部调剖液流转向、大幅度提高水驱波及体积成 为老油田进一步提高水驱采收率的重要技术发展方向。地面合成制备的 颗粒类材料，近年来被广泛应用于高含水油田改善水驱技术中，目前在 用颗粒类调剖转向剂主要有体膨颗粒、柔性颗粒、橡胶颗粒等材料，在 不同条件高含水油田调剖改善水驱技术中发挥着不同作用。

体膨颗粒在近年来的深部调剖中发挥了重要作用，并获得广泛应用， 国内绝大多数油田的现场应用均取得了良好效果。但由于其吸水膨胀速 度快，在注入深度方面存在问题；此外，体膨颗粒吸水后强度低，泵注 及运移过程中易破碎，不利于深部放置与封堵，使得其在高含水油田注 水井深部调剖改善水驱作用有限；国内研究人员曾试图延迟体膨颗粒的 吸水速度，但均未获得实质性进展。

柔性颗粒，虽具有良好的柔韧形变性能，但无吸水体膨性能，地面 预制的颗粒尺寸使其难以实现真正的深部放置，且其产品悬浮液态桶装 导致运输麻烦、运费高，封堵单位孔隙材料价高导致其用量受限。

橡胶颗粒，多为废旧轮胎再利用，材料成本低、但密度高、不吸水、 不变形，注入运移困难，不能实现深部放置，难以实现深部液流转向目 的。

发明内容

本发明的目的是针对常规体膨颗粒吸水膨胀速度过快、体膨后强度 低易破碎、深部放置困难等不足进行改进。在原体膨颗粒基础上通过分 子结构设计，在常规吸水体膨网络结构中，引入控制吸水速度的高分子 网络，从而形成具备吸水缓膨、强度高、性能可调等综合特性的互穿网 络三维结构材料，使其在进入地层深部之前吸水速度缓慢，可实现真正 意义上的深部放置，在深部地层吸水体膨后的高强度使其具有良好的封 堵转向性能，从而有效地克服了原体膨颗粒技术手段的不足，为深部液 流转向改善水驱效率技术的实施提供物质条件。

本发明主要是提供一种采用聚合物网络互穿技术，制备缓膨高强吸 水颗粒材料的方法。

聚合物网络互穿技术使材料的吸水网络与骨架网络实现了“强制互 溶”，吸水网络提供吸水性能，骨架网络用以控制吸水速度、提高材料强 度，从而确保材料既具有缓慢吸水膨胀的能力，又具有足够的强度。

材料采用两步法合成：

第一步，按总质量100％计，取单体10-20％、引发剂0.5-1％、交联 剂0.01-0.1％和天然橡胶30-50％或/和速度控制剂0.1-1.0％，余量为水， 在40-80℃下发生交联聚合反应形成吸水网络，聚合烘干后，得到中间产 物1；

第二步，按中间产物1质量100％计，加入硫磺2.5-3％、硬脂酸0.5-1％、 氧化锌3-5％和2-硫醇基苯骈噻唑0.7-1.2％，在140-145℃，14-15MPa 经过混炼使橡胶硫化形成骨架网络；

所说的单体为丙烯酰胺、丙烯酸、丙烯酸钠、丙烯腈、甲基丙烯酸 甲酯等中的一种或几种。

所说的引发剂为过氧化氢、过硫酸铵、过硫酸钾、亚硫酸钠、亚硫 酸氢铵等中的二种或几种形成的氧化还原体系。

所说的交联剂为甲叉基双丙烯酰胺。

所说的速度控制剂为铁氰化钾。

发明的效果

常规吸水体膨颗粒在室温-80℃范围内可吸水5-50倍，初期吸水迅 速，一般30分钟内可完全膨胀，弹性模量只有2KPa甚至更低，泵注及 运移过程中易破碎；柔性体则不吸水、不体膨。

本发明所制备的吸水缓膨颗粒，在室温-80℃范围内，可吸水5-30 倍，与常规吸水材料相比，初期吸水缓慢，缓膨时间3-30天，一定时间 后才逐渐吸水体积膨胀，完全膨胀需要2-3个月；吸水后强度大于20KPa， 是普通体膨颗粒材料的10倍以上，为高强度的弹性凝胶体，具有良好的 深部放置、形变及封堵能力。

附图说明

图1缓膨高强吸水颗粒的缓膨性能(TDS＝2％)。