申请日2019.09.17
公开(公告)日2019.11.22
IPC分类号C09K8/512; C09K8/516; C09K8/88
摘要
本发明公开了一种有机复合型含油污泥凝胶及其制备方法，该一种有机复合型含油污泥凝胶以质量百分比计其组分包括：含油污泥10%‑30%、悬浮剂0.2%‑0.7%、复合交联剂0.1%‑0.7%、表面活性剂0.1‑0.5%、热稳定剂0.01%‑0.2%、pH调节剂0.01%‑0.2%、缓膨颗粒0.05%‑1%、杀菌剂0.01%‑0.3%、缓释剂0.02%‑0.15%、促凝剂0.01%‑0.8%、增粘剂0.02‑0.2%与余量的水。本发明通过筛选和优化悬浮剂、表面活性剂、缓释剂、杀菌剂、复合交联剂、热稳定剂、pH调节剂和增粘剂的组分和配比，得到一种耐温耐盐性好的复合型含油污泥凝胶，该有机复合型含油污泥凝胶具有制备工艺简单、价廉环保、成胶时间可控，油藏适应范围宽，粘度达3000‑52000mPa·s，可以达到深部堵水调剖效果。
权利要求书
1.一种有机复合型含油污泥凝胶及其制备方法，其特征在于，该一种有机复合型含油污泥凝胶以质量百分比计其组分包括：含油污泥10%-30%、悬浮剂0.2%-0.7%、复合交联剂0.1%-0.7%、表面活性剂0.1-0.5%、热稳定剂0.01%-0.2%、pH调节剂0.01%-0.2%、缓膨颗粒0.05%-1%、杀菌剂0.01%-0.3%、缓释剂0.02%-0.15%、促凝剂0.01%-0.8%、增粘剂0.02-0.2%与余量的水。
2.根据权利要求1所述的一种有机复合型含油污泥凝胶，其特征在于,所述含油污泥为重力沉降罐中粒径30-50μm的含油污泥，所述悬浮剂包括两性聚丙烯酰胺、插层聚丙烯酰胺、阴离子聚丙烯酰胺和阳离子聚丙烯酰胺中的一种或两种，所述复合交联剂包括醋酸铬、脲醛树脂预聚液、酚醛树脂预聚液和糠醛树脂预聚液中的一种或两种，所述表面活性剂包括月桂基磺化琥珀酸单酯二钠、蓖麻油聚氧乙烯醚、椰油酸单乙醇酰胺、月桂酰胺丙基羟磺基甜菜碱中的一种或两种，所述热稳定剂包括硫脲、聚乙烯醇、环烷酸钠和糊精中的一种或两种，所述pH调节剂包括碳酸钠、碳酸氢钠、氢氧化钾和碳酸钾中的一种或两种，所述缓膨颗粒包括耐碱缓膨颗粒、耐温缓膨颗粒和体膨颗粒中的一种或两种，所述杀菌剂包括双十六烷基二甲基溴化铵、三氯卡班、甲醛和戊二醛中的一种或两种，所述缓释剂包括六亚甲基四胺、硫酸铵和氯化铵中的一种或两种，所述促凝剂包括醋酸氨、1，3-苯二胺和1，3-二羟基苯中的一种或两种，所述增粘剂包括α-淀粉、虫胶、黄原胶和改性松香中的一种或两种。
3.根据权利要求1所述的一种有机复合型含油污泥凝胶，其特征在于,所述含油污泥为采油过程中产生的重力沉降罐外排污泥，含油率为10%-30%，含泥率为25%-45%，含水率为35%-45%，粒径小于100μm颗粒占固相总质量的95%以上，所述含油污泥的质量百分比为10%-30%，所述悬浮剂为两性聚丙烯酰胺、插层聚丙烯酰胺和阳离子聚丙烯酰胺的混合物，以所述悬浮剂为100%计，所述两性聚丙烯酰胺的质量百分比为20%-50%，所述插层聚丙烯酰胺的质量百分比为10%-30%，余量为阳离子聚丙烯酰胺。
4.根据权利要求1所述的一种有机复合型含油污泥凝胶，其特征在于,所述复合交联剂为醋酸铬、酚醛树脂预聚液和糠醛树脂预聚液中的的混合物，以所述复合交联剂为100%计，所述醋酸铬的质量百分比为20%-50%，所述酚醛树脂预聚液的质量百分比为10%-20%，余量为糠醛树脂预聚液，所述表面活性剂为月桂基磺化琥珀酸单酯二钠、椰油酸单乙醇酰胺、月桂酰胺丙基羟磺基甜菜碱的混合物，以所述表面活性剂为100%计，所述月桂基磺化琥珀酸单酯二钠的质量百分比为10%-40%，所述椰油酸单乙醇酰胺的质量百分比为20%-30%，余量为月桂酰胺丙基羟磺基甜菜碱，所述热稳定剂为聚乙烯醇、环烷酸钠和糊精的混合物，以所述热稳定剂为100%计，所述聚乙烯醇的质量百分比为30%-40%，所述环烷酸钠的质量百分比为20%-30%，余量为糊精。
5.根据权利要求1所述的一种有机复合型含油污泥凝胶，其特征在于,所述pH调节剂为碳酸钠、碳酸钾和氢氧化钾的混合物，以所述pH调节剂为100%计，所述碳酸钠的质量百分比为30%-40%，所述碳酸钾的质量百分比为20%-40%，余量为氢氧化钾，所述缓膨颗粒为耐碱缓膨颗粒、耐温缓膨颗粒和体膨颗粒的混合物，以所述缓膨颗粒为100%计，所述耐碱缓膨颗粒的质量百分比为20%-40%，所述耐温缓膨颗粒的质量百分比为20%-50%，余量为体膨颗粒，所述杀菌剂为双十六烷基二甲基溴化铵、三氯卡班和戊二醛的混合物，以所述杀菌剂为100%计，所述双十六烷基二甲基溴化铵的质量百分比为30%-60%，三氯卡班的质量百分比为10%-30%，余量为戊二醛。
6.根据权利要求1所述的一种有机复合型含油污泥凝胶，其特征在于,所述缓释剂为六亚甲基四胺和氯化铵的混合物，以所述缓释剂为100%计，所述六亚甲基四胺的质量百分比为20%-40%，余量为氯化铵，所述促凝剂为1，3-苯二胺和1，3-二羟基苯的混合物，以所述促凝剂为100%计，所述1，3-苯二胺的质量百分比为30%-50%，余量为1，3-二羟基苯，所述增粘剂为α淀粉、虫胶和改性松香的混合物，以所述增粘剂为100%计，所述α淀粉的质量百分比为10%-30%，所述虫胶的质量百分比为20%-50%，余量为改性松香。
7.根据权利要求1-6任一项所述的一种有机复合型含油污泥凝胶，其特征在于，一种有机复合型含油污泥凝胶制备方法，包括以下步骤：
(1)将悬浮剂和增粘剂完全溶解于水后，得混合溶液;
(2)将复合交联剂、缓释剂、杀菌剂、热稳定剂、pH调节剂加入上述溶液中，混合均匀后得到混合溶液;
(3)将含油污泥、表面活性剂溶解于水中，制得较为均匀混合液;
(4)将步骤(2)、步骤(3)所得溶液进行混合后，分别加入促凝剂，搅拌均匀后，加入缓膨颗粒，发生复杂的交联聚合反应后得到复合型含油污泥凝胶。
8.根据权利要求7所述的一种有机复合型含油污泥凝胶制作方法，其特征在于，所述交联聚合反应的条件为：搅拌速度800r/min，反应温度为30-80℃;搅拌时间20-30min。
说明书
一种有机复合型含油污泥凝胶及其制备方法
技术领域
本发明涉及油田油层的调剖堵水领域，尤其涉及一种有机复合型含油污泥凝胶及其制备方法。
背景技术
石油产业作为现代工业体系中最重要的支柱产业，直接影响或制约其它行业的发展，随着国内各大油田的含水不断升高，污泥量也呈增加趋势，每年会产生上万吨含油污泥。含油污泥的高效处理与利用成为国内外各大油田急需解决的技术难题，努力实现含油污泥的无害化、减量化。
含油污泥是一种组成复杂较为稳定的黑色粘稠状固体废物，主要组分由水、油、泥质、石英、胶质、沥青、蜡质、苯系物、重金属(铜、锌、铬、汞)、酚类等混合组成，且粘度较大，固液难以分离，流动性差，已被列入<国家危险废物名录>。国内外污油泥资源化处理技术主要有：溶剂萃取、热化学洗油、焦化处理、油田调剖堵剂、焚烧利用热值、热解处理等6种方法。其中焦化处理与用作油田调剖剂工艺较成熟，无二次污染物，可实现含油污泥完全处理，但焦化处理适用于炼油厂的含泥渣油，对采油厂污油泥不适用，其他四种方法均存在二次污染，含油污泥凝胶在污泥资源化利用方面具有巨大优势。
CN105295877A公开了一种向含油污泥或油渣中加入水泥、膨润土和缓凝剂等多种物质制成调堵剂。但由于水泥、膨润土与含油污泥的亲油亲水性差，导致调堵剂的污泥运移性差，现场施工工艺复杂; CN104387530A公开了一种高含量钙基膨润土堵水剂，主要由单体、交联剂和引发剂和热稳定剂组成，通过共混、聚合等多种工序而成。该堵剂中由于所用多种单体的使用浓度高，导致堵剂成本过高且制备过程过于复杂。CN103965848A公开了一种复合调剖剂，主要由乳化沥青、助剂、乳化剂组成，但反应要求温度过高且乳化沥青预处理复杂，导致封堵成本提高和封堵效果较差。
因已有各类污泥堵剂在现场应用过程中易沉降、粘度小、稳定性差，难以有效封堵油藏的窜流通道。另外，堵剂中丙烯酰胺的使用浓度过高，导致堵剂的单方药剂成本升高，为此，急需开展研制一种粘度高、注入性好、耐温耐盐的含油污泥调堵剂。
发明内容
本发明的目的是提供一种有机复合型含油污泥凝胶及其制备方法，能够替代现阶段的固体生物肥料，制造利用效率较高的液体菌剂，提高化肥利用效率，减少化肥使用量，促进无公害农产品生产。
为了达到上述目的，本发明是通过以下技术方案实现的：
本发明提供一种有机复合型含油污泥凝胶及其制备方法，一种有机复合型含油污泥凝胶以质量百分比计其组分包括：含油污泥10%-30%、悬浮剂0.2%-0.7%、复合交联剂0.1%-0.7%、表面活性剂0.1-0.5%、热稳定剂0.01%-0.2%、pH调节剂0.01%-0.2%、缓膨颗粒0.05%-1%、杀菌剂0.01%-0.3%、缓释剂0.02%-0.15%、促凝剂0.01%-0.8%、增粘剂0.02-0.2%与余量的水。
优选的，所述含油污泥为重力沉降罐中粒径30-50μm的含油污泥，所述悬浮剂包括两性聚丙烯酰胺、插层聚丙烯酰胺、阴离子聚丙烯酰胺和阳离子聚丙烯酰胺中的一种或两种，所述复合交联剂包括醋酸铬、脲醛树脂预聚液、酚醛树脂预聚液和糠醛树脂预聚液中的一种或两种，所述表面活性剂包括月桂基磺化琥珀酸单酯二钠、蓖麻油聚氧乙烯醚、椰油酸单乙醇酰胺、月桂酰胺丙基羟磺基甜菜碱中的一种或两种，所述热稳定剂包括硫脲、聚乙烯醇、环烷酸钠和糊精中的一种或两种，所述pH调节剂包括碳酸钠、碳酸氢钠、氢氧化钾和碳酸钾中的一种或两种，所述缓膨颗粒包括耐碱缓膨颗粒、耐温缓膨颗粒和体膨颗粒中的一种或两种，所述杀菌剂包括双十六烷基二甲基溴化铵、三氯卡班、甲醛和戊二醛中的一种或两种，所述缓释剂包括六亚甲基四胺、硫酸铵和氯化铵中的一种或两种，所述促凝剂包括醋酸氨、1，3-苯二胺和1，3-二羟基苯中的一种或两种，所述增粘剂包括α-淀粉、虫胶、黄原胶和改性松香中的一种或两种。
优选的，所述含油污泥为采油过程中产生的重力沉降罐外排污泥，含油率为10%-30%，含泥率为25%-45%，含水率为35%-45%，粒径小于100μm颗粒占固相总质量的95%以上，所述含油污泥的质量百分比为10%-30%，所述悬浮剂为两性聚丙烯酰胺、插层聚丙烯酰胺和阳离子聚丙烯酰胺的混合物，以所述悬浮剂为100%计，所述两性聚丙烯酰胺的质量百分比为20%-50%，所述插层聚丙烯酰胺的质量百分比为10%-30%，余量为阳离子聚丙烯酰胺。
优选的，所述复合交联剂为醋酸铬、酚醛树脂预聚液和糠醛树脂预聚液中的的混合物，以所述复合交联剂为100%计，所述醋酸铬的质量百分比为20%-50%，所述酚醛树脂预聚液的质量百分比为10%-20%，余量为糠醛树脂预聚液，所述表面活性剂为月桂基磺化琥珀酸单酯二钠、椰油酸单乙醇酰胺、月桂酰胺丙基羟磺基甜菜碱的混合物，以所述表面活性剂为100%计，所述月桂基磺化琥珀酸单酯二钠的质量百分比为10%-40%，所述椰油酸单乙醇酰胺的质量百分比为20%-30%，余量为月桂酰胺丙基羟磺基甜菜碱，所述热稳定剂为聚乙烯醇、环烷酸钠和糊精的混合物，以所述热稳定剂为100%计，所述聚乙烯醇的质量百分比为30%-40%，所述环烷酸钠的质量百分比为20%-30%，余量为糊精。
优选的，,所述pH调节剂为碳酸钠、碳酸钾和氢氧化钾的混合物，以所述pH调节剂为100%计，所述碳酸钠的质量百分比为30%-40%，所述碳酸钾的质量百分比为20%-40%，余量为氢氧化钾，所述缓膨颗粒为耐碱缓膨颗粒、耐温缓膨颗粒和体膨颗粒的混合物，以所述缓膨颗粒为100%计，所述耐碱缓膨颗粒的质量百分比为20%-40%，所述耐温缓膨颗粒的质量百分比为20%-50%，余量为体膨颗粒，所述杀菌剂为双十六烷基二甲基溴化铵、三氯卡班和戊二醛的混合物，以所述杀菌剂为100%计，所述双十六烷基二甲基溴化铵的质量百分比为30%-60%，三氯卡班的质量百分比为10%-30%，余量为戊二醛。
优选的，所述缓释剂为六亚甲基四胺和氯化铵的混合物，以所述缓释剂为100%计，所述六亚甲基四胺的质量百分比为20%-40%，余量为氯化铵，所述促凝剂为1，3-苯二胺和1，3-二羟基苯的混合物，以所述促凝剂为100%计，所述1，3-苯二胺的质量百分比为30%-50%，余量为1，3-二羟基苯，所述增粘剂为α淀粉、虫胶和改性松香的混合物，以所述增粘剂为100%计，所述α淀粉的质量百分比为10%-30%，所述虫胶的质量百分比为20%-50%，余量为改性松香。
本发明还提供一种有机复合型含油污泥凝胶制备方法，包括以下步骤：
(1)将悬浮剂和增粘剂完全溶解于水后，得混合溶液;
(2)将复合交联剂、缓释剂、杀菌剂、热稳定剂、pH调节剂加入上述溶液中，混合均匀后得到混合溶液;
(3)将含油污泥、表面活性剂溶解于水中，制得较为均匀混合液;
(4)将步骤(2)、步骤(3)所得溶液进行混合后，分别加入促凝剂，搅拌均匀后，加入缓膨颗粒，发生复杂的交联聚合反应后得到复合型含油污泥凝胶。
优选的，所述交联聚合反应的条件为：搅拌速度800r/min，反应温度为30-80℃;搅拌时间20-30min。
本发明的有益效果：本发明通过筛选和优化悬浮剂、表面活性剂、缓释剂、杀菌剂、复合交联剂、热稳定剂、pH调节剂和增粘剂的组分和配比，得到一种耐温耐盐性好的复合型含油污泥凝胶，该有机复合型含油污泥凝胶具有制备工艺简单、价廉环保、成胶时间可控，油藏适应范围宽，粘度达3000-52000mPa·s，可以达到深部堵水调剖效果。（发明人宋刚;张治豪;向文军;许东志;马剑;崔艳艳）
