[发明专利]一种空气-泡沫稀土基凝胶及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种空气-泡沫稀土基凝胶及其制备方法，属于泡沫凝胶领域。

背景技术

泡沫凝胶是凝胶为连续介质，气体为分散介质，表面活性剂为分散剂的一种凝胶体系。气相一般多为空气、天然气、氮气以及二氧化碳。由于泡沫凝胶可以将气体包裹在泡沫内形成稳定的凝胶体系，所以可以将空气和天然气作为分散相能够避免其不安全的因素。泡沫凝胶以其独特的性质在钻井、压裂、酸化、调剖堵水、采油等石油开发和油田化学领域受到日益广泛的关注。目前主要受到工业性气源和泡沫凝胶稳定性的影响很难大规模的工业化应用。

发明内容

本发明的目的是提供一种空气-泡沫稀土基凝胶及其制备方法。

本发明提供的一种空气-泡沫稀土基凝胶的制备方法，包括如下步骤：

(1)将水溶性聚合物和稀土型水基凝胶交联剂溶于水中得到溶液a；

所述稀土型水基凝胶交联剂是按照包括如下步骤的方法制备：氯化稀土与碱在水中进行反应；反应完毕后再加入有机酸进行反应即得；

(2)向所述溶液a中加入起泡剂并搅拌均匀得到溶液b；

(3)向所述溶液b中通入空气并经搅拌起泡即得产品。

上述的制备方法中，所述氯化稀土选自镧系氯化稀土和锕系氯化稀土中至少一种；所述碱可为氢氧化钠或氢氧化钾；所述有机酸可为乙二酸、苯乙酸、柠檬酸、苯甲酸、水杨酸或冰醋酸。

上述的制备方法中，所述水溶性聚合物可为部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)，具体可为疏水缔合聚合物、两亲聚合物及梳型聚合物中至少一种。

上述的制备方法中，所述起泡剂可为十二烷基苯磺酸钠、十六烷基磺酸钠、十八烷基烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠、十六烷基硫酸钠、十八烷基硫酸钠和乙氧基化烷基硫酸钠中至少一种。

上述的制备方法中，所述溶液a中，所述水溶性聚合物、稀土型水基凝胶交联剂和水的质量份数比可为(0.1～0.15)∶(0.01～0.05)∶(98～100)，具体可为0.1∶0.03∶100、0.12∶0.05∶98、0.11∶0.04∶99、0.10∶0.05∶100或0.12∶0.03∶100。

上述的制备方法中，步骤(1)中还包括将所述溶液a搅拌至均匀的步骤；所述搅拌的转速可为450～500r/min，具体可为450r/min、475r/min或500r/min，时间可为90～120min，具体可为90min、100min、110min或120min。

上述的制备方法中，步骤(2)中所述搅拌的转速可为450～500r/min，具体可为450r/min、475r/min或500r/min，时间可为10～20min，具体可为10min、15min或20min0；步骤(3)中所述搅拌的转速可为30000～40000r/min，具体可为30000r/min、33000r/min、35000r/min、38000r/min或40000r/min，时间可为3～5min，具体可为3min、4min或5min。

上述的制备方法中，所述溶液b中，所述起泡剂与水的质量份数比可为(0.08～0.12)∶(98～100)，具体可为0.08∶100、0.1∶99、0.12∶98或0.12∶100。

上述的制备方法中，步骤(3)中，所述空气与所述溶液b的体积份数比可为(3.8～4.5)∶(0.8～1.2)，具体可为3.8∶1、4∶1、4.2∶1、4.25∶1和4.5∶1。

本发明还提供了由上述方法制备的空气-泡沫稀土基凝胶。

本发明具有以下有益效果：

1)本发明提供的制备空气-泡沫稀土基凝胶的方法，采用易得、廉价的空气作为气源，工艺简便，易于操作，生产成本低，适宜于大规模生产与应用；

2)本发明提供的空气-泡沫稀土基凝胶，泡沫半衰期36-48小时，表观粘度800-1000mPa.s，当扫描频率为0.1Hz时，弹性模量G’的数值2-4Pa，具有良好的抗剪切、注入性能、耐温抗盐性能以及在多孔介质中的运移性能，同时具有稳定性强等特点，可用于常规油藏驱油与调剖、高温高盐油藏的驱油与调剖、与酸化联作的调驱、高含酸性气体气田调剖堵水等一系列油气开采的作业技术。

附图说明

图1为本发明实施例1制备的空气-泡沫稀土基凝胶的流变曲线。

图2为本发明实施例2制备的空气-泡沫稀土基凝胶的流变曲线。

图3为本发明实施例3制备的空气-泡沫稀土基凝胶扫描电镜照片。