一種污泥蛋白基水凝膠的制備方法及其應用與流程

本發明屬于石油開采領域，具體涉及一種污泥蛋白基水凝膠的制備方法及其應用。

背景技術：

1、隨著油藏開采，原油含水率高達70％，針對老油田高含水問題，調剖堵水是有效的治理措施，通過封堵優勢通道，實現液流轉向，改善吸水剖面和產液剖面，從而提高波及體積和原油采收率。為了實現深部調剖堵水，研究人員發明了地下交聯的凝膠體系，主要以聚丙烯酰胺類凝膠為主。但該類凝膠的粘度高，泵注壓力大，既增加了注入難度又增加了地面施工的復雜性。同時該類凝膠的成膠時間和強度易受到地面和地層的剪切作用以及地層對藥劑的吸附作用的影響，最終導致封堵有效時間變短。且一般用交聯劑為重金屬衍生物和酚醛類化合物等，毒性大，對儲層和環境都有較大的傷害性。

2、另一方面，生活污泥是污水處理廠在凈化污水時得到的沉淀物質，含有混入生活污水中的泥沙、纖維、動植物殘體等固體顆粒及其凝結的絮狀物，生活污泥無處不在，其處理方式包括填埋等，但處理不徹底且成本高。污泥中含有大量的蛋白、多糖和脂質等有機質，一般來說干基污泥中，蛋白質含量在60％左右，多糖含量在20％左右，還有10％的油脂及其他物質，污泥中大量的有機質已吸引眾多研究人員的興趣實現污泥的資源化。

3、已有報道天然高分子類調驅劑如改性淀粉，改性纖維素類凝膠相關文獻并在油田進行工程化施工應用。研究發現該類凝膠具有獨特的耐鹽性和抗溫性能；污泥蛋白具有氨基，羧基等抗溫抗鹽性單體，將污泥蛋白與羧甲基纖維素交聯，可形成網絡交聯結構，賦予水凝膠較好的吸水膨脹性和抗溫抗鹽性，而水熱炭的碳源來源廣泛，成本低廉，其獨特的立體結構也能提高凝膠的強度和韌性。

技術實現思路

1、鑒于此，本發明基于上述問題提供了一種污泥蛋白基水凝膠的制備方法及其應用。本發明制備的污泥蛋白水凝膠的粘度達到825200mpa·s，具有較大的粘度和較好的封堵性，在低滲透油藏的調剖堵水中有十分重要的應用前景。

2、本發明污泥蛋白基水凝膠的制備方法，包括如下步驟：

3、向去離子水中加入氫氧化鈉，待氫氧化鈉溶解完全后加入污泥蛋白和羧甲基纖維素，溶解完全后向體系中加入水熱炭，超聲分散均勻，而后體系升溫至60℃，滴加戊二醛(滴加速度為0.2ml/min)，恒速攪拌至溶液形成凝膠狀即可。

4、各組分按質量百分比構成為：

5、

6、所述污泥蛋白通過包括如下步驟的方法制備獲得：

7、稱取1g生活污泥加入100ml?0.1％sds(十二烷基硫酸鈉)溶液中，100℃恒溫攪拌30min，再用2mol/l氫氧化鈉溶液將體系ph調至13，繼續在100℃恒溫攪拌4h；取出溶液冷卻至室溫，采用離心機，8000rad/min離心15mins，取上清液，采用無水乙醇和丙酮沉淀蛋白，最后將蛋白凍干保存備用。

8、所述水熱炭通過包括如下步驟的方法制備獲得：

9、稱取生活污泥和適量的水(質量比為1:10)于水熱反應釜內，將反應釜置于磁力攪拌器上，使反應釜內的水和污泥充分混合，之后調節加熱套的溫度，使反應釜于220℃下加熱2h，等到水熱反應結束后將反應釜自然冷卻，水熱制備的物質再使用去離子水、無水乙醇洗到ph值為中性為止，在105℃的烘箱內烘干，即可得水熱炭，裝入密封袋內備用。

10、所述生活污泥取自荊州中水環保有限公司，或其他污水處理廠生產的污泥均可。

11、本發明制備的污泥蛋白基水凝膠在低滲透油藏中作為調剖堵水劑使用。

12、本發明的有益效果體現在：

13、(1)本發明充分利用生活污泥的有機組分蛋白質用于調剖堵水用堵劑的制備，屬廢棄物再利用；(2)本發明所用原料均屬于環境友好，無毒害的環保材料，對儲層傷害小；(3)本發明制備的污泥蛋白水凝膠的粘度達到825200mpa·s，具有較大的粘度和較好的封堵性，在低滲透油藏的調剖堵水中有十分重要的應用前景。

技術特征：

1.一種污泥蛋白基水凝膠的制備方法，其特征在于包括如下步驟：

2.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于各組分按質量百分比構成為：

3.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于：

4.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于：

5.根據權利要求1-4中任一項制備方法制備得到的污泥蛋白基水凝膠在低滲透油藏中作為調剖堵水劑應用。

技術總結
本發明公開了一種污泥蛋白基水凝膠的制備方法及其應用，首先向去離子水中加入氫氧化鈉，待氫氧化鈉溶解完全后加入污泥蛋白和羧甲基纖維素，溶解完全后向體系中加入水熱炭，超聲分散均勻，而后體系升溫至60℃，滴加戊二醛，恒速攪拌至溶液形成凝膠狀即可得到污泥蛋白基水凝膠。該污泥蛋白基水凝膠能夠在低滲透油藏中作為調剖堵水劑使用。本發明所用原料均屬于環境友好，無毒害的環保材料，對儲層傷害小；本發明制備的污泥蛋白水凝膠的粘度達到825200mPa·s，具有較大的粘度和較好的封堵性，在低滲透油藏的調剖堵水中有十分重要的應用前景。

技術研發人員：何宏魁,楊歡,馬金同,于小榮,李安軍,蘇高申,蔣筑陽,袁飛祥
受保護的技術使用者：安徽瑞思威爾科技有限公司
技術研發日：
技術公布日：2024/10/14