[发明专利]一种缓膨吸水树脂及其制备方法

说明书

技术领域

本申请涉及一种树脂，具体地说涉及一种缓膨吸水树脂，还涉及该缓膨吸水树脂的制备方法。

背景技术

吸水树脂具有良好的吸水膨胀特性，良好的流动性和变形性，易于在近井地带形成有效的封堵。因此，其在油田堵漏、调剖、堵水作业中发挥着重要作用，并在国内绝大多数油田的现场应用取得了良好效果。

然而，由于吸水树脂普遍存在初始吸水速率高，注入过程膨胀迅速，易于在近井地带产生堆积，导致注入压力迅速上升，甚至堵塞施工管柱。此外，吸水树脂吸水后强度降低，泵送过程中易于破碎。因此，为了降低施工风险，满足不同的施工要求，控制吸水树脂的吸水速率，延缓膨胀时间，具有非常重要的意义。

目前，实现吸水树脂缓慢膨胀的方法有两种：一、合成过程中引入疏水基团达到延缓膨胀的目的，但由于现场实际应用的吸水树脂粒径小，相应比表面积较大，导致该方法不具有技术上的实用性；二、吸水树脂表面改性，例如可以通过等离子方法对树脂表面疏水改性，这种该方法在技术发展不完善，需要进一步优化，也不具备实用性；再者上述两种方法，由于引入疏水基团或表面疏水改性，都会大幅降低吸水树脂的吸水倍率。

发明内容

本申请提供了一种缓膨吸水树脂，其包括作为囊芯的吸水树脂和包覆在所述吸水树脂外面的包覆层，所述包覆层含有成膜材料和致孔剂。

所述致孔剂可以是水溶性致孔剂。

所述致孔剂可以选自聚维酮、甲基纤维素、聚乙二醇和聚乙烯吡咯烷酮中的一种或几种。

所述成膜材料可以选自羟丙基甲基纤维素、乙基纤维素、羧甲基纤维素钠、阿拉伯胶中的一种或几种。

以100重量份的所述吸水树脂为基准，所述包覆层的重量可以是10-60重量份。

所述成膜材料与所述致孔剂的重量比例可以是(1∶1)-(20∶1)。

本申请还提供了一种缓膨吸水树脂的制备方法，所述方法包括：将成膜材料和致孔剂充分溶解于溶剂，得到包覆溶液；用所述包覆溶液对吸水树脂进行胶囊包覆，得到缓膨吸水树脂。

在所述胶囊包覆步骤中，用所述包覆溶液对吸水树脂进行胶囊包覆的方法可以是流化床喷涂法。

所述流化床喷涂法的喷涂温度可以是25℃-40℃，所述流化床喷涂法的雾化压力可以是0.7-1.2bar。

所述致孔剂可以是水溶性致孔剂。

所述致孔剂可以选自聚维酮、甲基纤维素、聚乙二醇和聚乙烯吡咯烷酮中的一种或几种。

所述成膜材料可以选自羟丙基甲基纤维素、乙基纤维素、羧甲基纤维素钠、阿拉伯胶中的一种或几种。

所述溶剂能溶解所述成膜材料和致孔剂，所述溶剂包括但不限于乙醇或水或乙醇与水的混合物。例如，溶剂可以是无水乙醇、95％的乙醇、50％乙醇或水等。

以100重量份的所述吸水树脂为基准，所述缓膨吸水树脂的重量可以是110-160重量份。

所述成膜材料与所述致孔剂的重量比例可以是(1∶1)-(20∶1)。

与有关技术相比，本申请的有益效果如下：

(1)本申请实施例的缓膨吸水树脂，其包括作为囊芯的吸水树脂和包覆在吸水树脂外面的包覆层，包覆层含有成膜材料和致孔剂。通过这样的设置方式，吸水树脂具备吸水缓膨的物性，易进裂缝或岩石孔隙，同时吸水树脂进入目的层后仍会继续膨胀，增强了堵漏的效果。

再者，如果在表面只包覆成膜材料的吸水树脂作为缓膨吸水树脂时，成膜材料必须具有良好的成膜性，同时还必须具有较低的密度、合适的熔化温度和一定抗张强度，这样的吸水树脂到达一定的地层温度或在一定的剪切力作用下包覆层才会发生熔化、溶解或被剪切破坏释放出吸水树脂，因此很难找到适合的成膜材料。而本申请实施例由于在包覆层加入了致孔剂，使得包覆层具有良好的半透性及微孔，水可以缓慢通过外层的包覆层，进入内部的吸水树脂，吸水树脂缓慢膨胀，颗粒逐渐变大，内部吸水树脂会逐渐撑裂包覆层，最终颗粒破裂，吸水树脂吸收大量水；本申请的缓膨吸水树脂不需要外部的条件去熔化、熔解或破坏包覆层，而是由内部吸水树脂的扩张力逐渐撑裂颗粒，从而扩大成膜材料选择范围，也扩大了缓膨吸水树脂的适用范围。

(2)本申请实施例的缓膨吸水树脂，可以通过选用不同的成膜材料和致剂、改变成膜材料与致孔剂的重量比例以及制备不同重量的包覆层(即不同厚度的包覆层)来调节初期吸水速率和完全吸水膨胀的时间。

(3)本申请实施例的缓膨吸水树脂的制备方法，步骤简单、可操作性强，易调控缓膨吸水树脂初期吸水的吸水速率，以及完全吸水膨胀的时间。