堵水调剖用交联剂微胶囊的制备.pdf

精细石油化工.进展
第11卷第5期
ADVANCES N FINE PEIROCHEMICAIS
堵水调剖用交联剂微胶囊的制备
刘冬妮罗跃
(长江大学化学与环境工程学院,荆州434023
摘要介绍了流化床法包衣技术制备交联剂微胶囊原理及交联剂微胶囊制备方法。制备
方法包括微胶囊壁材的选择、交联剂固化材料的筛选、素丸的制备及素丸包衣过程。考察了交联
剂微胶囊化后对成胶的影响,结果表明,交联剂微囊化后的成胶时间比微囊化前延后16h左右,交
联剂包覆后可延缓成胶。
关键词流化床交联剂微胶囊包封
在注水开发过程中,由于储层非均质性严重,等领域。
注人水沿高渗透带窜流,导致注人水波及效果差,
油井含水上升快,特别是进入中高含水开发阶段
后,大量注入水短路循环,给开发和稳产、集输等
技术带来很大困难り。常规的堵水调剖或大剂
量深部调剖均无法很好解决深部绕流的问题。
交联剂微胶囊技术]利用成膜技术将交联剂进
膜材
空气
行包覆,使囊心的有效成分缓慢释放后与聚合物
图1 Wurster流化床工作原理
交联以达到延缓交联改善储层非均质性的目的。
3交联剂微胶的制备
实验仪器与药品
3.1微胶壁材的选择
水解聚丙烯酰胺,相对分子质量12×10°,水解
可以用作微胶囊壁材的材料有很多种?,主
度为23.8%;乙基纤维素,泰安瑞泰;有机铬交联要有水溶性壁材、油溶性壁材和不溶性壁材。交
剂,紫红色液体,自制;羟丙基甲基纤维素,市售
联剂微胶囊在水介质中使用,不能选用水溶性壁
DVーⅢ型Book-feld旋转粘度计,美国;挤材;不溶性壁材对地层造成大的伤害;因此只能选
出滚圆造粒机,上海华东理工大学;WBF-1C流择油溶性壁材。交联剂缓释微胶囊要求壁材有
化床,重庆英格造粒包衣技术有限公司。
定的透水性,这样オ能在水介质与交联剂之间形
2流化床法微胶制备原理
成水化通道使交联剂缓慢释放出来。乙基纤维素
Wurster流化床法的工作原理是:热空气通过(EC)不溶于水,溶于乙醇、丙酮、二氯甲烷和热环
空气分布板进入,当气流通过流化床中央的导向
己烷中,具有良好的成膜性能。EC膜韧性较好,
管时,被包覆颗粒被迫向上运动,到达导向管出口在外力作用下不易破裂,与水溶性聚合物羟丙基
处时,气流通道截面积突然增大,空气线流速突然甲基纤维素(HPMC)配合使用,调节两者比例可
减小。受重力及文丘利效应的影响,颗粒又从环控制衣膜层的释药速度,能满足交联剂缓释微胶
形空间降落进人导向管。颗粒在Wuir流化床囊对壁材的要求,因此选用乙基纤维素(EC)和羟
中有规律地循环门。同时,位于分布板中央的雾丙基甲基纤维素(HPMC)为微胶囊壁材。
化喷嘴将包覆材料雾化并且向上喷出,与颗粒相
3.2交联剂固化
实验选用的交联剂为有机铬,交联剂需用惰
遇,经热空气干燥后于颗粒表面形成膜,如图1所
示。循环多次后覆膜达到一定厚度,即得到微胶
囊的。此工艺过程集包覆、干燥和成型于一体
收稿日期:2010-01-19。
作者简介:刘冬妮,在读硕土研究生,从事油田化学方面的
已经广泛应用于印染、纺织、食品、药物、石油化工
研究。
2010年5月
刘冬妮等.堵水调剖用交联剂微胶的制备
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性材料进行固化,实验中采用5种惰性材料作为
筛选目标,材料名称和现象见表1。
由表1可见,淀粉和轻质碳酸钙能较好地将
交联剂固化,但淀粉遇高温后糊化会影响成胶,因
此有机铬交联剂选用轻质碳酸钙作固化材料。将
轻质碳酸钙惰性材料与有机铬交联剂按一定比例
混合,加入1%的聚乙二醇4000(天津天成)作为
粘合剂,混合均匀后过40目筛,40℃干燥14h
图2有机铬交联剂微胶囊显微照片
得到经惰性材料固化后的交联剂。
5交联剂微囊化后对成胶的影响
表1惰性材料的筛选
60℃条件下,在聚合物浓度2g/L的100mL
惰性材料惰性材料来源
现象
溶液中加入包衣后质量增加为20%的交联剂微胶
轻质二氧化硅湖北建源化工不能制成颗粒
1.5g,与在同样条件下加人同等有效含量未微
面粉
市售
烘干过程中形状不能保持
囊化的交联剂进行成胶时间比较,用 Brook- field
膨润土
河南中原矿业不能制成颗粒
旋转粘度计测粘度值,考察交联剂微囊化后对成
淀粉
市售
可制成颗粒
轻质碳酸钙湖北武汉银河化工可制成颗粒
胶时间的影响。实验结果表明,交联剂微囊化后
的成胶时间比包衣前明显延后,粘度达到10.5
3.3素丸制备
Pa?s的时间由16h延后到32h,交联剂包覆后,可
将固化后的交联剂与成球促进剂微晶纤以延缓成胶。
维素按质量比1:1混合均匀,加入一定量的粘合6结论
剂,不断捏合制成软材后用挤出滚圆机挤出滚
(1)流化床法包衣技术可用于石油化工企
圆?。当挤出速度40min',滚圆速度业,交联剂经包衣后可将液态交联剂转化为形状
800min',滚圆时间120s时,可得到微丸粒度均规则的圆球形交联剂微胶囊。
匀,规整度较好的素丸。自然干燥后过筛,取16
(2)交联剂微囊化后的成胶时间比微囊化前
32目的素丸备用。
明显延后,粘度达到10.5Pas的时间由16h延后
3.4素丸包衣
到32h,交联剂微囊化后,可以延缓成胶,改善储
将乙基纤维素和羟丙基甲基纤维素分别用层非均质性。
95%乙醇和水配制成5%的溶液,为防止包衣过程
参考文献
中发生粘连,溶液中各加人适量滑石粉。溶液配
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流化床法