CN101845297A

CN101845297A - 类水滑石-阳离子淀粉复合体驱油体系

Info

Publication number: CN101845297A
Application number: CN201010173625A
Authority: CN
Inventors: 侯万国; 李海平
Original assignee: Shandong University
Current assignee: Shandong University
Priority date: 2010-05-17
Filing date: 2010-05-17
Publication date: 2010-09-29

Abstract

本发明公开了一种类水滑石-阳离子淀粉复合体驱油体系，是组分质量比为类水滑石∶阳离子淀粉∶助剂＝(2～10)∶(90～98)∶(0～5)的水溶液，且其质量浓度为0.2～1.5％。本发明的驱油体为正电体系，配制简单，可用于PHPA驱后进一步提高采收率；也可添加助剂以进一步提高驱油效果。

Description

类水滑石-阳离子淀粉复合体驱油体系

技术领域

本发明属采油技术领域，具体涉及在强化采油中可提高原油采收率的一种类水滑石-阳离子淀粉复合体驱油体系。

背景技术

随着石油开采的不断进行，许多油田已进入开发后期的高含水阶段，需采用强化采油技术提高采收率，其中聚合物驱是被广泛应用的技术之一。

目前，应用最广泛的聚合物驱油体系是部分水解聚丙烯酰胺(PHPA)溶液，因其具有较高的粘度和粘弹性，现场应用获得良好的驱油效果，一般在水驱的基础上可提高原油采收率8％左右。但PHPA驱的有效期有限，很多油田在PHPA驱后很短时间就出现产水量大幅上升，产油量急剧下降等问题，PHPA驱后如何进一步提高采收率是一个有待解决的问题。

PHPA是阴离子聚合物，原油也带负电荷，二者间存在的静电斥力而影响相互间的粘滞作用，进而影响其驱油效果。因此，研制带正电荷的驱油体系(或称为正电驱油体系)，以增强其与原油间的粘滞力，可望能进一步提高采收率。

阳离子淀粉(CS)是阳离子聚合物，广泛应用于造纸、化妆品、医药和污水处理等领域；类水滑石(HTlc)纳米颗粒是带结构正电荷的层状无机材料，广泛应用于催化、阻燃、医药和污水处理等领域。类水滑石-阳离子淀粉悬浮体属正电体系，二者间存在的较强相互作用而赋予其良好的流变性，同时该复合体与原油间存在较强的粘滞力，若将其用作驱油体系在PHPA驱后应用有望进一步提高采收率。

发明内容

针对现有PHPA驱油体系的不足，本发明目的是提供一种新型驱油体系，即类水滑石-阳离子淀粉复合体驱油体系，以在强化采油中可提高原油采收率。

本发明所述类水滑石-阳离子淀粉复合体驱油体系，其特征在于：所述驱油体系是组分质量比为类水滑石∶阳离子淀粉∶助剂＝(2～10)∶(90～98)∶(0～5)的水溶液，且其质量浓度为0.2～1.5％。

上述进一步优选的方式是：所述驱油体系是组分质量比为类水滑石∶阳离子淀粉∶助剂＝4∶93.5∶2.5的水溶液，且其质量浓度为0.5～0.7％。

其中：

上述类水滑石又称层状双氢氧化物(LDHs)，具有水滑石的晶体结构，化学组成通式为：[M^Ⅱ _(1-x)M^Ⅲ _x(OH)₂]^x+[A^n- _x/n]^x-·mH₂O，其中：M^Ⅱ为二价金属离子，如Mg²⁺、Mn²⁺、Fe²⁺、Co²⁺、Ni²⁺、Cu²⁺、Zn²⁺、Ca²⁺等；M^Ⅲ为三价金属离子，如Al³⁺、Cr³⁺、Mn³⁺、Fe³⁺、Co³⁺、Ni³⁺、La³⁺等；A为-n价的层间阴离子，如CO₃ ^2-、SO₄ ^2-、Cl^-、NO₃ ^-和有机阴离子等，x为每摩尔HTlc中M^Ⅲ的摩尔数，m为每摩尔HTlc中结晶水的摩尔数。本发明首选质量浓度为1.12％、镁铝比为2的类水滑石分散体系。

上述类水滑石的制备方法为现有公开的常规方法，优选中国专利200610070349.8中公开的棒状类水滑石及其制备方法。

上述阳离子淀粉为市售产品，也可由淀粉和醚化剂反应而合成，醚化剂是叔胺盐或季铵盐，优选季铵盐，如2，3-环氧丙基三甲基氯化铵或3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵。

上述助剂为高价金属离子盐，优选AlCl₃、FeCl₃、Al(NO₃)₃或Fe(NO₃)₃。

本发明所述类水滑石-阳离子淀粉复合体驱油体系的制备方法，是按组分质量比分别称取类水滑石、阳离子淀粉和助剂，先在水中搅拌溶解阳离子淀粉，然后搅拌加入类水滑石和助剂，并使驱油体系最终质量浓度为0.2～1.5％即可。

本发明提供的类水滑石-阳离子淀粉复合体驱油体为正电体系，配制简单，可用于PHPA驱后进一步提高采收率；也可添加助剂以进一步提高驱油效果。0.021％类水滑石+0.5％阳离子淀粉复合体的室内模拟一次驱油实验结果：气测渗透率为1688mD，水驱采收率R_W＝40.5％；一次聚合物驱采收率R_P1＝13.6％，显示本发明的驱油体系的驱油效果优于0.2％PHPA体系。0.021％类水滑石+0.5％阳离子淀粉复合体的室内模拟二次驱油实验结果：气测渗透率为1711mD，水驱采收率R_W＝42.8％；0.2％PHPA体系驱采收率R_P1＝12.5％，后续复合体驱采收率R_P2＝8.8％，表明本发明的驱油体系能在PHPA驱后进一步提高采收率。

具体实施方式

实施例1：

在装有搅拌装置的1000ml烧杯中加入499ml去离子水，称取2.5g阳离子淀粉，常温下搅拌4小时左右，然后加入浓度为1.12％、镁铝比为2的类水滑石分散体系0.95ml，搅拌均匀，得阳离子淀粉浓度为0.5％、类水滑石/阳离子淀粉浓度比为2/93.5的复合体系，用RS75流变仪(Haake Inc.，Germany)在剪切速率为3s^-1下测得其粘度为110mP·s。

实施例2：

在装有搅拌装置的1000ml烧杯中加入498.1ml去离子水，称取2.5g阳离子淀粉，常温下搅拌4小时左右，然后加入浓度为1.12％、镁铝比为2的类水滑石分散体系1.91ml，搅拌均匀，得阳离子淀粉浓度为0.5％、类水滑石/阳离子淀粉浓度比为4/93.5的复配体系，用RS75流变仪(Haake Inc.，Germany)在剪切速率为3s^-1下测得其粘度为136mP·s。

实施例3：

在装有搅拌装置的1000ml烧杯中加入496.2ml去离子水，称取2.5g阳离子淀粉，常温下搅拌4小时左右，然后加入浓度为1.12％、镁铝比为2的类水滑石分散体系3.81ml，搅拌均匀，得阳离子淀粉浓度为0.5％、类水滑石/阳离子淀粉浓度比为8/93.5的复配体系，用RS75流变仪(Haake Inc.，Germany)在剪切速率为3s^-1下测得其粘度为120mP·s。

实施例4：

在装有搅拌装置的1000ml烧杯中加入496.2ml去离子水，称取5.0g阳离子淀粉，常温下搅拌4小时左右，然后加入浓度为1.12％、镁铝比为2的类水滑石分散体系3.81ml，搅拌均匀，得阳离子淀粉浓度为1.0％、类水滑石/阳离子淀粉浓度比为4/93.5的复配体系，用RS75流变仪(Haake Inc.，Germany)在剪切速率为3s^-1下测得其粘度为277mP·s。

实施例5：

在装有搅拌装置的1000ml烧杯中加入494.2ml去离子水，称取5.0g阳离子淀粉，常温下搅拌4小时左右，然后加入浓度为1.12％、镁铝比为2的类水滑石分散体系5.75ml，搅拌均匀，得阳离子淀粉浓度为1.5％、类水滑石/阳离子淀粉浓度比为4/93.5的复配体系，用RS75流变仪(Haake Inc.，Germany)在剪切速率为3s^-1下测得其粘度为416mP·s。

实施例6：

在装有搅拌装置的1000ml烧杯中加入496.4ml去离子水，称取2.5g阳离子淀粉，常温下搅拌4小时左右，然后加入浓度为1.12％、镁铝比为2的类水滑石分散体系0.95ml，1％AlCl₃溶液2.67ml，搅拌均匀，得阳离子淀粉浓度为0.5％、类水滑石/阳离子淀粉/AlCl₃浓度比为4/93.5/1的复配体系，用RS75流变仪(Haake Inc.，Germany)在剪切速率为3s^-1下测得其粘度为187mP·s。

实施例7：

在装有搅拌装置的1000ml烧杯中加入492.4ml去离子水，称取2.5g阳离子淀粉，常温下搅拌4小时左右，然后加入浓度为1.12％、镁铝比为2的类水滑石分散体系0.95ml，1％AlCl₃溶液6.68ml，搅拌均匀，得阳离子淀粉浓度为0.5％、类水滑石/阳离子淀粉/AlCl₃浓度比为4/93.5/2.5的复配体系，用RS75流变仪(Haake Inc.，Germany)在剪切速率为3s^-1下测得其粘度为246mP·s。

实施例8：

在装有搅拌装置的1000ml烧杯中加入488.4ml去离子水，称取2.5g阳离子淀粉，常温下搅拌4小时左右，然后加入浓度为1.12％、镁铝比为2的类水滑石分散体系0.95ml，1％AlCl₃溶液10.70ml，搅拌均匀，得阳离子淀粉浓度为1.5％、类水滑石/阳离子淀粉/AlCl₃浓度比为4/93.5/4的复配体系，用RS75流变仪(Haake Inc.，Germany)在剪切速率为3s^-1下测得其粘度为201mP·s。

实施例9：

在装有搅拌装置的1000ml烧杯中加入484.7ml去离子水，称取5.0g阳离子淀粉，常温下搅拌4小时左右，然后加入浓度为1.12％、镁铝比为2的类水滑石分散体系1.91ml，1％AlCl₃溶液13.36ml，搅拌均匀，得阳离子淀粉浓度为1.5％、类水滑石/阳离子淀粉/AlCl₃浓度比为4/93.5/2.5的复配体系，用RS75流变仪(Haake Inc.，Germany)在剪切速率为3s^-1下测得其粘度为510mP·s。

实施例10：

在装有搅拌装置的1000ml烧杯中加入476.2ml去离子水，称取7.5g阳离子淀粉，常温下搅拌4小时左右，然后加入浓度为1.12％、镁铝比为2的类水滑石分散体系3.81ml，1％AlCl₃溶液20.04ml，搅拌均匀，得阳离子淀粉浓度为1.5％、类水滑石/阳离子淀粉/AlCl₃浓度比为4/93.5/2.5的复配体系，用RS75流变仪(Haake Inc.，Germany)在剪切速率为3s^-1下测得其粘度为726mP·s。

实施例11：

0.2％部分水解聚丙烯酰胺(PHPA：分子量1700万，水解度28％)溶液的室内模拟驱油实验。实验条件为：钢制岩芯管，长20cm，直径2.7cm；填充沙为胜利孤岛油田地层沙；油为胜利孤岛油田原油，60℃粘度为656mPa·s(10s^-1)；实验用水为人工合成盐水(组成：Mg²⁺-0.0024％，Ca²⁺-0.0073％，Cl^--0.31％，SO₄ ^2--0.0068％，HCO₃ ^--0.044％)；实验温度60℃。用填充沙装填岩芯管，气测渗透率为1665mD；饱和水；饱和油；水驱岩芯至含水率98％，采收率R_W＝43.1％；注入0.3PV(岩芯孔隙体积)驱油体系，后续水驱至含水率98％，采收率R_P1＝12.8％，此为一次聚合物驱采收率；再注入0.3PV驱油体系，后续水驱至含水率98％，采收率R_P2＝6.9％，此为二次聚合物驱采收率。

实施例12：

0.021％类水滑石+0.5％阳离子淀粉复合体的室内模拟一次驱油实验。实验条件同实施例11。气测渗透率为1688mD，水驱采收率R_W＝40.5％；一次聚合物驱采收率R_P1＝13.6％，此驱油体系的驱油效果优于0.2％PHPA体系。

实施例13：

0.021％类水滑石+0.5％阳离子淀粉复合体的室内模拟二次驱油实验。实验条件同实施例11。气测渗透率为1711mD，水驱采收率R_W＝42.8％；0.2％PHPA体系驱采收率R_P1＝12.5％，后续复合体驱采收率R_P2＝8.8％，表明此驱油体系能在PHPA驱后进一步提高采收率。

实施例14：

0.042％类水滑石+1.0％阳离子淀粉复合体的室内模拟驱油实验。实验条件同实施例11。气测渗透率为1696mD，水驱采收率R_W＝41.7％；0.2％PHPA体系驱采收率R_P1＝13.8％，后续复合体驱采收率R_P2＝10.9％，表明此驱油体系能在PHPA驱后进一步提高采收率。

实施例15：

0.021％类水滑石+0.5％阳离子淀粉+0.013％AlCl₃体系的室内模拟驱油实验。实验条件同实施例11。气测渗透率为1670mD，水驱采收率R_W＝42.5％；一次聚合物驱采收率R_P1＝14.9％，此驱油体系的驱油效果优于0.2％PHPA体系。

实施例16：

0.021％类水滑石+0.5％阳离子淀粉+0.013％FeCl₃体系的室内模拟驱油实验。实验条件同实施例11。气测渗透率为1701mD，水驱采收率R_W＝43.5％；0.2％PHPA体系驱采收率R_P1＝13.1％，后续复合体驱采收率R_P2＝9.7％。

实施例17：

0.042％类水滑石+1.0％阳离子淀粉+0.027％Al(NO₃)₃体系的室内模拟驱油实验。实验条件同实施例11。气测渗透率为1693mD，水驱采收率R_W＝41.5％；0.2％PHPA体系驱采收率R_P1＝13.3％，后续复合体驱采收率R_P2＝12.1％。

Claims

1.一种类水滑石-阳离子淀粉复合体驱油体系，其特征在于：所述驱油体系是组分质量比为类水滑石∶阳离子淀粉∶助剂＝(2～10)∶(90～98)∶(0～5)的水溶液，且其质量浓度为0.2～1.5％。

2.如权利要求1所述的驱油体系，其特征在于：所述驱油体系是组分质量比为类水滑石∶阳离子淀粉∶助剂＝4∶93.5∶2.5的水溶液，且其质量浓度为0.5～0.7％。

3.如权利要求1或2所述的驱油体系，其特征在于：所述助剂为AlCl₃、FeCl₃、Al(NO₃)₃或Fe(NO₃)₃。

4.权利要求1所述类水滑石-阳离子淀粉复合体驱油体系的制备方法，其特征在于：按组分质量比分别称取类水滑石、阳离子淀粉和助剂，先在水中搅拌溶解阳离子淀粉，然后搅拌加入类水滑石和助剂，并使驱油体系最终质量浓度为0.2～1.5％即可。