CN102127411A - 一种粘度可调交联聚合物驱油剂及其配制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种粘度可调交联聚合物驱油剂及其制备方法，所述驱油剂中包括聚合物、交联剂、粘度调节剂和配制水，其中配制成的交联聚合物驱油剂中聚合物浓度为500-1000mg/L；交联剂浓度为30-120mg/L；粘度调节剂浓度为0-8mg/L；配制水：pH值在7.5-8.5。其制备方法为，在聚合物溶液中加入交联剂溶液，搅拌均匀，再加入粘度调节剂溶液，搅拌均匀，并通过调节交联剂和交联助剂的用量来调节交联聚合物驱油剂的粘度。通过试验表明，与1200mg/L的聚合物溶液对比样比较，本发明中公开的驱油剂可提高采收率0-5％，而聚合物驱的原料成本可节省10-20％。
Description
技术领域
本发明涉及一种应用在石油领域中的粘度可调交联聚合物驱油剂及其配制方法，
背景技术
目前，在油田生产中已经大规模使用聚合物驱油，提高了原油采收率，但聚合物驱油存在着聚合物耐温、耐盐性差，易受机械剪切等缺点，所以，由于外界因素影响很容易使得聚合物驱油效果变差；另外，如何降低聚合物的使用量，从而降低注入成本也是油田十分关注的问题。
中国专利申请CN 1105417A公开了一种交联聚合物驱油剂及其配制方法，利用交联剂乳酸铬将聚合物变成交联聚合物，从而解决聚合物耐盐性差和易受机械剪切的问题，该专利中聚丙烯酰胺水溶液的浓度最好为800-8000mg/L，交联剂乳酸铬最好用量为300-3000mg/L，该技术方案的缺点为：交联剂的使用量比较大。聚丙烯酰胺用铬类交联剂交联生成的交联聚合物的粘度不好控制，药剂用量控制不当，生成的交联聚合物在短时间内粘度易迅速变的很大，影响交联聚合物溶液的注入以及在地层内的流动，甚至堵塞地层，达不到驱油的目的。
中国专利申请CN 1197101A公开了在聚合物驱油技术中应用交联剂柠檬酸铝来代替部分聚丙烯酰胺，在保证注入粘度不降低并适当增加的情况下，降低聚丙烯酰胺的使用量，从而降低了注入成本，但注入粘度提高的不多，仅提高0-25％，注入成本降低的幅度也不大，仅降低注入成本5％左右。
发明内容
本发明提供了一种粘度可调的交联聚合物驱油剂及其配制方法，其中交联聚合物驱油剂中包括聚合物、交联剂、粘度调节剂和配制水，其中聚合物浓度为500-1000mg/L；交联剂浓度为30-120mg/L；粘度调节剂浓度为0-8mg/L；配制水：pH值在7.5-8.5。
进一步，所述聚合物为聚丙烯酰胺，其分子量范围为20-35×106，水解度为20-35％。
进一步，所述粘度调节剂为柠檬酸铝。
进一步，所述交联剂为乙酸铬。
进一步，在聚合物溶液中加入交联剂溶液，搅拌均匀，再加入粘度调节剂溶液，搅拌均匀，并通过调节交联剂和交联助剂的用量来调节交联聚合物驱油剂的粘度。
进一步，所述加入交联剂溶液后的搅拌时间为0-10分钟。
进一步，所述交联剂溶液的浓度1-5％。
本发明的目的是针对现有交联聚合物驱油剂的不足，提供一种粘度可调交联聚合物驱油剂及其配置方法，可使交联聚合物溶液的粘度在非常大的范围内调整，使交联聚合物驱油剂的适用油藏范围变宽；本发明的另一个目的是大幅度降低聚合物驱油的注入成本。
具体实施方式
本发明中公开了一种粘度可调交联聚合物驱油剂的成分及其配制方法，具体为：在聚合物溶液，通常为聚丙烯酰胺溶液，中加入交联剂溶液，并搅拌均匀，搅拌0-10分钟后，加入粘度调节剂溶液，搅拌均匀，即可得到可调的交联聚合物驱油剂，通过调节交联剂和交联助剂的用量来调节交联聚合物驱油剂的粘度。聚丙烯酰胺的分子量范围为20-35×106，水解度为20-35％，配制成的交联聚合物驱油剂中聚合物浓度为500-1000mg/L。其中，交联剂为乙酸铬，配制成的交联聚合物驱油剂中，交联剂浓度为30-120mg/L。粘度调节剂为柠檬酸铝，配制成的交联聚合物驱油剂中，粘度调节剂浓度为0-8mg/L。配制水：油田处理后污水或清水，pH值在7.5-8.5。
实施例1
先将聚丙烯酰胺配制成5000mg/L的溶液，取一部分用配制水稀释后，加入交联剂的稀溶液，溶液浓度为1-5％。优选的为1％。交联剂浓度越小，与聚丙烯酰胺混合时，越容易快速混合均匀。聚丙烯酰胺溶液和交联剂稀溶液的混合液中聚丙烯酰胺的浓度为800mg/L，交联剂的浓度则为80mg/L，搅拌均匀。在在温度45℃，剪切速率6r/min的条件下下测定交联聚合物溶液的粘度为76.0mpa.s。45℃储存1天后，粘度为54000mpa.s，储存10天后，粘度为2300mpa.s，储存30天后，粘度为308mpa.s。
实施例2
先将聚丙烯酰胺配制成5000mg/L的溶液，再稀释到一定浓度后加入交联剂和粘度调节剂用配制水稀释的稀溶液，其中交联剂溶液浓度为1-5％。优选的为1％。混合后，在混合溶液，即粘度可调交联聚合物驱油剂中，聚丙烯酰胺的浓度为800mg/L，交联剂的浓度为70mg/L，粘度调节剂的浓度为3mg/L。搅拌均匀，在温度45℃，剪切速率6r/min下测定的交联聚合物溶液的粘度为46.8mpa.s，45℃储存1天后，粘度为522mpa.s，储存10天后，粘度为365mpa.s，储存30天后，粘度为296mpa.s。
实施例3
先将聚丙烯酰胺配制成5000mg/L的溶液，再稀释到一定浓度后加入交联剂稀溶液，浓度为1-5％。优选的为1％。搅拌8分钟，再加入粘度调节剂用配制水稀释的稀溶液，混合后，在混合溶液，即粘度可调交联聚合物驱油剂中，聚丙烯酰胺溶液为800mg/L，交联剂溶液的浓度为90mg/L，粘度调节剂的浓度为3mg/L。搅拌均匀，在温度45℃，剪切速率6r/min下测定的交联聚合物溶液的粘度为62.8mpa.s，45℃储存1天后，粘度为2000mpa.s，储存10天后，粘度为1150mpa.s，储存30天后，粘度为820mpa.s。
实施例4
先将聚丙烯酰胺配制成5000mg/L的溶液，再稀释到一定浓度后加入交联剂稀溶液，浓度为1-5％。优选的为1％。搅拌10分钟，再加入粘度调节剂用配制水稀释的稀溶液，混合后，在混合溶液，即粘度可调交联聚合物驱油剂中，聚丙烯酰胺溶液为800mg/L，交联剂溶液的浓度为70mg/L，粘度调节剂的浓度为6mg/L。在温度45℃，剪切速率6r/min下测定的交联聚合物溶液的粘度为42.5mpa.s，45℃储存1天后，粘度为97mpa.s，储存10天后，粘度为160mpa.s，储存30天后，粘度为202mpa.s。
实施例5
先将聚丙烯酰胺配制成5000mg/L的溶液，再稀释到一定浓度后加入交联剂稀溶液，浓度为1-5％。优选的为1％；搅拌3分钟，再加入和粘度调节剂用配制水稀释的稀溶液，搅拌均匀。混合后，在混合溶液，即粘度可调交联聚合物驱油剂中，中聚丙烯酰胺溶液为900mg/L，交联剂溶液的浓度为40mg/L，粘度调节剂的浓度为3mg/L。搅拌均匀，在温度45℃，剪切速率6r/min下测定的交联聚合物溶液的粘度为46.0mpa.s，45℃储存1天后，粘度为252mpa.s，储存7天后，粘度为375mpa.s，储存30天后，粘度为520mpa.s。
实施例6
先将聚丙烯酰胺配制成5000mg/L的溶液，再稀释到一定浓度后加入交联剂和粘度调节剂用配制水稀释的稀溶液，其中交联剂溶液浓度为1-5％。优选的为1％。混合后，在混合溶液，即粘度可调交联聚合物驱油剂中，聚丙烯酰胺溶液为900mg/L，交联剂溶液的浓度为70mg/L，粘度调节剂的浓度为3mg/L，搅拌均匀，在温度45℃，剪切速率6r/min下测定的交联聚合物溶液的粘度为59.3mpa.s，45℃储存1天后，粘度为1250mpa.s，储存10天后，粘度为850mpa.s，储存30天后，粘度为353mpa.s。
众所周知，聚丙烯酰胺聚合物与交联剂、粘度调节剂都能发生交联反应，当聚合物与交联剂单独反应时，生成的交联聚合物粘度大小很难控制，且粘度一般很大，最高粘度可达到聚丙烯酰胺粘度的几千倍，粘度太大，不利于用作驱油剂使用；当聚合物与粘度调节剂单独使用时，生成的交联聚合物粘度比聚丙烯酰胺溶液粘度增大的非常小。所以本发明将交联剂、粘度调节剂共同加入到聚丙烯酰胺聚合物中，使交联剂、粘度调节剂与聚合物发生竞争反应，通过调节聚合物、交联剂、粘度调节剂的用量、交联剂加入后再加入粘度调节剂的时间间隔等，可调节交联聚合物的粘度，其中粘度调节剂的用量对交联聚合物的粘度影响非常大，可显著改变聚合物与交联剂交联后交联聚合物的粘度。
本发明的具体为通过水解阴离子聚丙烯酰胺与乙酸铬、柠檬酸铝都能发生交联反应生成交联聚合物。阴离子聚丙烯酰胺与乙酸铬反应生成的交联聚合物，其粘度一般随着聚丙烯酰胺和交联剂用量的增加而增加，在反应的最初一段时间内粘度增加很快，粘度可变的很大，最高粘度可达到聚丙烯酰胺粘度的几千倍，乙酸铬交联剂的用量范围比较宽；而阴离子聚丙烯酰胺与柠檬酸铬反应生成的可驱油弱凝胶交联聚合物，其粘度一般随着聚丙烯酰胺和柠檬酸铝用量增加而增加，柠檬酸铝交联剂用量范围比较小，超过柠檬酸铝用量范围，阴离子聚丙烯酰胺与柠檬酸铝就生成絮状沉淀物，不能作驱油剂或调剖剂使用，阴离子聚丙烯酰胺与柠檬酸铝反应生成的弱凝胶交联聚合物粘度比聚丙烯酰胺溶液本身的粘度增加的很小，如中国专利CN 1197101A提到的仅增加了0-25％。在聚丙烯酰胺与乙酸铬和柠檬酸铝共同存在的情况下，乙酸铝、柠檬酸铝与聚丙烯酰胺发生竞争反应，交联聚合物的粘度与聚丙烯酰胺的用量、交联剂乙酸铬的用量、粘度调节剂柠檬酸铝的用量、交联剂加入后再加入粘度调节剂的时间间隔等有关，其中粘度调节剂的用量对交联聚合物的粘度影响非常大，可显著改变聚丙烯酰胺与交联剂交联后交联聚合物的粘度。请添加聚合物，交联剂和粘度调节剂之间的反应机理，也就是本发明为何使用该中配方的原因。
本发明的粘度可调交联聚合物驱油剂驱油试验表明，与1200mg/L的聚合物溶液对比样比较，可提高采收率0-5％，而聚合物驱的原料成本可节省10-20％。
Claims (7)
1.一种粘度可调交联聚合物驱油剂，其特征为，所述驱油剂中包括聚合物、交联剂、粘度调节剂和配制水，其中配制成的交联聚合物驱油剂中聚合物浓度为500-1000mg/L；交联剂浓度为30-120mg/L；粘度调节剂浓度为0-8mg/L；配制水：pH值在7.5-8.5。
2.根据权利要求1中所述聚合物驱油剂，其特征为，所述聚合物为聚丙烯酰胺的分子量范围为20-35×106，水解度为20-35％。
3.根据权利要求1中所述聚合物驱油剂，其特征为，所述粘度调节剂为柠檬酸铝。
4.根据权利要求1中所述聚合物驱油剂，其特征为，所述交联剂为乙酸铬。
5.权利要求1中所述聚合物驱油剂的配制方法，其特征为，在聚合物溶液中加入交联剂溶液，搅拌均匀，再加入粘度调节剂溶液，搅拌均匀，并通过调节交联剂和交联助剂的用量来调节交联聚合物驱油剂的粘度。
6.权利要求5中所述聚合物驱油剂的配制方法，其特征为，所述加入交联剂溶液后的搅拌时间为0-10分钟。
7.权利要求5中所述聚合物驱油剂的配制方法，其特征为，所述交联剂溶液的浓度1-5％。
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