[发明专利]一种耐温耐盐黑液酚醛凝胶调剖剂及其制备方法

说明书

本发明涉及一种耐温耐盐黑液酚醛凝胶调剖剂及其制备方法，涉及油气田调剖剂技术领域，凝胶调剖剂包括：碱法棉浆黑液、苯酚、甲醛和聚丙烯酰胺，碱法棉浆黑液与苯酚的质量比为2:1～1:1；苯酚与甲醛的摩尔比为3.5～4:1；碱法棉浆黑液与聚丙烯酰胺的质量比为10～15:1；制备时，碱法棉浆黑液和甲醛依次交替加入熔融的苯酚中，得到树脂，再与聚丙烯酰胺溶液反应成胶。本发明直接采用棉浆黑液作为原料制备复合凝胶树脂，节能环保、原料成本低、节约成本，同时，其制备的复合凝胶树脂在性能上更加优异，为棉浆产业的废液处理提供新的思路。

技术领域

本发明涉及气田开发用堵剂技术领域，尤其涉及一种耐温耐盐黑液酚醛凝胶调剖剂及其制备方法。

背景技术

棉浆黑液是采用碱法蒸煮棉短绒制浆过程中产生的大量难以处理的碱性混合溶液。在碱法制浆中，高温和碱性条件下棉花原料分解的溶解纤维素、半纤维素、蜡质、果胶和木质素逐渐溶解形成棉浆黒液。棉浆黑液成分复杂、黏度高、颜色深、臭味重、碱含量高、木质素含量很少、热值低、不适合碱回收，是一种难处理的废液。如果不经特殊的处理就排放，将会污染环境危害人类。

目前造纸工业制浆过程中产生的以木质素为主的黒液或者是提取后的木质素已有报道应用于制备木质素-酚醛树脂复合凝胶堵剂，能够得到高性价比的木质素-酚醛树脂复合凝胶堵剂。然而对于棉浆产业，碱法棉浆黒液中纤维素、果胶、蜡质、半纤维素和木质素同时存在，木质素含量很少，目前工业处理手段单一，且效率低下且污染环境。

发明内容

为了解决现有技术中存在的碱法棉浆黑液成分复杂、木质素低、处理手段单一、效率低下且污染环境的技术问题，本发明提出了一种耐温耐盐黑液酚醛凝胶调剖剂及其制备方法，以棉浆黒液为原料，通过交联剂与酚醛树脂、聚合物单体进行交联，开发一种低成本、环保的油田用凝胶堵剂。

本发明的技术方案：

一种耐温耐盐黑液酚醛凝胶调剖剂，包括以下原料：碱法棉浆黑液、苯酚、甲醛和聚丙烯酰胺，所述碱法棉浆黑液与苯酚的质量比为2:1～1:1；所述苯酚与甲醛的摩尔比为3.5～4:1；所述碱法棉浆黑液与聚丙烯酰胺的质量比为10～15:1。

所述碱法棉浆黑液为蒸发浓缩至含水量27～30％的半浓缩黑液。

所述碱法棉浆黑液为蒸发浓缩至含水量28％的半浓缩黑液。

一种耐温耐盐黑液酚醛凝胶调剖剂的制备方法，包括以下步骤：

S1)合成树脂：依次将碱法棉浆黑液和甲醛依次加入至熔融的苯酚中，加热反应2.5～5h；碱法棉浆黑液和甲醛分别分两次交替加入；

S2)配制聚丙烯酰胺溶液：将聚丙烯酰胺配制成5wt％的溶液，并放置12～24h备用；

S3)凝胶调剖剂的合成：将聚丙烯酰胺溶液加入S1)合成的树脂中，加热至90～100℃恒温反应20～60min，然后转移至水热反应釜中，升温至140℃～150℃反应至成胶，得到黑液酚醛凝胶调剖剂。

所述步骤S1)具体包括：

S11)称取黑液和甲醛，并分别分成两份；将一份黑液加入加热熔融的苯酚中，并加热搅拌反应40～70min；

S12)加入一份甲醛，然后加热反应40～80min；

S13)再加入剩余的一份黑液，恒温反应20～40min；

S14)加入剩余的一份甲醛，并恒温反应20～40min；

S15)升温至90～100℃，反应30～60min，得到黑色粘稠状混合物。

所述步骤S11)中加入的黑液和步骤S13)中加入的黑液的质量比为7:3；所述步骤S12)和步骤S14)中加入的甲醛的质量比为4:1。