CN102181278B - 一种复合驱油剂 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种复合驱油剂。该复合驱油剂由甘脲化合物、疏水缔合聚合物和矿化水组成，所述甘脲化合物为甘脲和四羟甲基甘脲中至少一种；所述甘脲化合物的质量体积浓度为50mg/L-100mg/L；所述疏水缔合聚合物的质量体积浓度为1000mg/L-2000mg/L。本发明提供的复合驱油剂具有一定的稳定性，有利于提高聚合物驱的采收率。
Description
技术领域
本发明涉及一种复合驱油剂，属于石油开采技术领域。
背景技术
疏水缔合水溶性聚合物是聚合物大分子链中引入含有少量疏水基团(＜2％，摩尔分数)的一类水溶性聚合物。该类疏水缔合聚合物的分子链上同时带有亲水主链和疏水侧基，由于疏水基团含量很低，聚合物能够溶解在水中。因而在三次采油、钻井、涂料及药物控制释放等众多科学领域有着广阔的应用前景。聚合物驱提高原油采收率的基本原理是提高驱油效率，主要通过吸附、粘滞作用来实现，在这些作用中，聚合物溶液的粘度是一个非常重要的指标。驱油聚合物AP-P4为丙烯酰胺、丙烯酸、烷基二甲基烯丙基氯化铵共聚物，分子量1.7×106，水解度为18.2％，疏水基含量＜1％，为该类疏水缔合聚合物的一种，目前已广泛应用于国内各大油田，但在现场应用中存在着稳定性问题，容易发生降解，造成粘度损失。在高温下，聚合物溶液会因为氧化作用、热破坏等原因使粘度降低，从而失去使用价值。
发明内容
本发明的目的是提供一种复合驱油剂。
本发明提供的复合驱油剂，由甘脲化合物、疏水缔合聚合物和矿化水组成，所述甘脲化合物为甘脲和四羟甲基甘脲中至少一种；所述甘脲化合物的质量体积浓度为50mg/L-100mg/L；所述疏水缔合聚合物的质量体积浓度为1000mg/L-2000mg/L。
上述的复合驱油剂中，所述甘脲化合物的质量体积浓度具体可为50mg/L或100mg/L；所述疏水缔合聚合物的质量体积浓度具体可为1750mg/L。
上述的复合驱油剂中，所述疏水缔合聚合物AP-P4，其分子量可为1200万-1700万，如1700万。
上述的复合驱油剂中，所述矿化水的总矿化度可为2000mg/L-10000mg/L，如8074mg/L；所述矿化水由NaCl、KCl、CaCl2、MgCl2、Na2SO4、Na2CO3、NaHCO3和水组成；每升所述矿化水中NaCl、KCl、CaCl2、MgCl2、Na2SO4、Na2CO3、NaHCO3的含量分别可为5000-7000mg、20-40mg、300-500mg、200-400mg、20-41mg、70-90mg和600-800mg，如6408.4mg、30.37mg、419mg、324.6mg、36.98mg、84.8mg和769.8mg。
配制上述复合驱油剂时，将所述甘脲化合物加入到所述矿化水中，混合均匀后，再加入所述疏水缔合聚合物干粉搅拌至完全溶解，即可得到所述复合驱油剂。
本发明的复合驱油剂中，所述甘脲化合物与所述疏水缔合聚合物进行复配的增粘机理为：所述甘脲化合物可与所述疏水缔合聚合物通过氢键作用建立起新的空间网络结构，通过这种分子自组装作用实现分子之间的复合，从而实现增粘和稳粘作用。
附图说明
图1为甘脲的核磁共振谱图。
图2为四羟甲基甘脲的核磁共振谱图。
具体实施方式
下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法。
下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。
本发明下述实施例中的驱油聚合物AP-P4购自四川光亚科技股份有限公司，固含量为91.2％，分子量为1700万。
本发明下述实施例中的甘脲是按照以下方法制备的：称取120g(1.998mol)尿素(国药集团化学试剂有限公司)，100mL40％的乙二醛(0.872mol，国药集团化学试剂有限公司)加入到250mL带有搅拌子的单口瓶中，再加入6mL浓盐酸(烟台三和化学试剂有限公司)，然后并置于恒温油浴锅中搅拌至完全溶解，油浴加热至80℃回流至反应完全，反应时间为2小时。反应完成后冷却至室温，并分别用去离子水和丙酮(天津市博迪化工有限公司)多次洗涤固体，抽滤，真空干燥24小时，得到白色粉末固体，产率为84％，其核磁谱图(HNMR)如图1所示。
本发明下述实施例中的四羟甲基甘脲是按照以下方法制备的：称取5.002g上述制备的甘脲，多聚甲醛4.622g(国药集团化学试剂有限公司)，加入到150mL带有搅拌子的单口瓶中，再加入11mL去离子水，然后并置于恒温油浴锅中搅拌至完全溶解，加入5％的氢氧化钠调整pH至11，然后加热到50℃冷凝回流，反应2小时后，反应完成后，抽真空加热除掉剩余的水，将产物用异丙醇多次浸泡洗涤后，抽滤后将所得固体真空干燥24小时，得到白色粉末固体，产率为62％，其核磁谱图(HNMR)如图2所示。
实施例1、复合驱油剂的制备
称取0.025g上述制备的甘脲(简称为gn)加入到含有500mL的8074mg/L矿化水(组成为6408.4mg/L NaCl、30.37mg/L KCl、419mg/L CaCl2、324.6mg/L MgCl2、36.98mg/LNa2SO4、84.8mg/L Na2CO3、769.8mg/L NaHCO3和余量为水)中，搅拌至完全溶解，再称取0.875g AP-P4干粉缓慢加入到上述含有甘脲的模拟矿化水中，搅拌至完全溶解即得复合驱油剂，其中，甘脲的质量体积浓度为50mg/L，AP-P4的质量体积浓度为1750mg/L。
将得到的复合驱油剂用WARING搅拌器1挡剪切20秒模拟该复合驱油剂经过地面注入流程和井底过炮眼的强烈机械剪切后的状态，然后用氮气鼓泡后密封保存即可，再将该复合驱油剂置于温度为65℃的恒温培养箱进行老化，用Brookfield DVII粘度计测量在剪切速率为7.34S-1、测试温度为25℃下不同老化时间下的复合驱油剂的粘度。测试结果如表1所示。
实施例2、复合驱油剂的制备
制备过程同实施例1，不同之处是将甘脲(简称为gn)的质量改为0.05g。制备得到的复合驱油剂中甘脲的质量体积浓度为100mg/L，AP-P4的质量体积浓度为1750mg/L。
将得到的复合驱油剂用WARING搅拌器1挡剪切20秒模拟该复合驱油剂经过地面注入流程和井底过炮眼的强烈机械剪切后的状态，然后用氮气鼓泡后密封保存即可，再将该复合驱油剂置于温度为65℃的恒温培养箱进行老化，用Brookfield DVII粘度计测量在剪切速率为7.34S-1、测试温度为25℃下不同老化时间下的复合驱油剂的粘度。测试结果如表2所示。
实施例3、复合驱油剂的制备
称取0.025g上述制备的四羟甲基甘脲(简称为sgn)加入到含有500mL的8074mg/L矿化水(组成为6408.4mg/L NaCl、30.37mg/L KCl、419mg/L CaCl2、324.6mg/LMgCl2、36.98mg/LNa2SO4、84.8mg/L Na2CO3、769.8mg/L NaHCO3和余量为水)中，搅拌至完全溶解，再称取0.875gAP-P4干粉缓慢加入到上述含有四羟甲基甘脲的模拟矿化水中，搅拌至完全溶解即得复合驱油剂，其中，四羟甲基甘脲的质量体积浓度为50mg/L，AP-P4的质量体积浓度为1750mg/L。
将得到的复合驱油剂用WARING搅拌器1挡剪切20秒模拟该复合驱油剂经过地面注入流程和井底过炮眼的强烈机械剪切后的状态，然后用氮气鼓泡后密封保存即可，再将该复合驱油剂置于温度为65℃的恒温培养箱进行老化，用Brookfield DVII粘度计测量在剪切速率为7.34S-1、测试温度为25℃下不同老化时间下的复合驱油剂的粘度，测试结果如表3所示。
实施例4、复合驱油剂的制备
制备过程同实施例3，不同之处是将四羟甲基甘脲(简称为sgn)的质量改为0.05g，制备得到的复合驱油剂中四羟甲基甘脲的质量体积浓度为100mg/L，AP-P4的质量体积浓度为1750mg/L。
将得到的复合驱油剂用WARING搅拌器1挡剪切20秒模拟该复合驱油剂经过地面注入流程和井底过炮眼的强烈机械剪切后的状态，然后用氮气鼓泡后密封保存即可，再将该复合驱油剂置于温度为65℃的恒温培养箱进行老化，用Brookfield DVII粘度计测量在剪切速率为7.34S-1、测试温度为25℃下不同老化时间下的复合驱油剂的粘度。测试结果如表4所示。
对比例1、驱油剂的制备
称取0.875g AP-P4干粉缓慢加入到含有500mL的8074mg/L模拟矿化水(组成为6408.4mg/L NaCl、30.37mg/L KCl、419mg/L CaCl2、324.6mg/L MgCl2、36.98mg/LNa2SO4、84.8mg/L Na2CO3、769.8mg/L NaHCO3和余量为水)中，搅拌至完全溶解即得驱油剂，其中，甘脲的质量体积浓度为0mg/L，驱油聚合物AP-P4的质量体积浓度为1750mg/L。
将所得驱油剂用WARING搅拌器1挡剪切20秒模拟驱油剂经过地面注入流程和井底过炮眼的强烈机械剪切后的状态，然后用氮气鼓泡后密封保存即为目标液，再将目标液置于温度为65℃的恒温培养箱进行老化，用Brookfield DVII粘度计测量在剪切速率为7.34S-1、测试温度为25℃下不同老化时间下的目标液的粘度，测试结果如表1所示。
对比例2、驱油剂的制备
制备过程同对比例1。其中，甘脲的质量体积浓度为0mg/L，驱油聚合物AP-P4的质量体积浓度为1750mg/L。
将所得驱油剂用WARING搅拌器1挡剪切20秒模拟驱油剂经过地面注入流程和井底过炮眼的强烈机械剪切后的状态，然后用氮气鼓泡后密封保存即为目标液，再将目标液置于温度为65℃的恒温培养箱进行老化，用Brookfield DVII粘度计测量在剪切速率为7.34S-1、测试温度为25℃下不同老化时间下的目标液的粘度，测试结果如表2所示。
对比例3、驱油剂的制备
称取0.875g AP-P4干粉缓慢加入到含有500mL的8074mg/L模拟矿化水8074mg/L矿化水(组成为6408.4mg/L NaCl、30.37mg/L KCl、419mg/L CaCl2、324.6mg/LMgCl2、36.98mg/LNa2SO4、84.8mg/L Na2CO3、769.8mg/L NaHCO3和余量为水)中，搅拌至完全溶解，即得驱油剂，其中，四羟甲基甘脲的质量体积浓度为0mg/L，驱油聚合物AP-P4的质量体积浓度为1750mg/L。
将所得驱油剂用WARING搅拌器1挡剪切20秒模拟驱油剂经过地面注入流程和井底过炮眼的强烈机械剪切后的状态，然后用氮气鼓泡后密封保存即为目标液，再将目标液置于温度为65℃的恒温培养箱进行老化，用Brookfield DVII粘度计测量在剪切速率为7.34S-1、测试温度为25℃下不同老化时间下的目标液的粘度，测试结果如表3所示。
对比例4、驱油剂的制备
制备过程同对比例3。其中，四羟甲基甘脲的质量体积浓度为0mg/L，驱油聚合物AP-P4的质量体积浓度为1750mg/L。
将所得驱油剂用WARING搅拌器1挡剪切20秒模拟驱油剂经过地面注入流程和井底过炮眼的强烈机械剪切后的状态，然后用氮气鼓泡后密封保存即为目标液，再将目标液置于温度为65℃的恒温培养箱进行老化，用Brookfield DVII粘度计测量在剪切速率为7.34S-1、测试温度为25℃下不同老化时间下的目标液的粘度，测试结果如表4所示。
表1实施例1的复合驱油剂和对比例1的驱油剂的表观粘度与老化时间的对应关系表
表2实施例2的复合驱油剂和对比例2的驱油剂的表观粘度与老化时间的对应关系表
表3实施例3的复合驱油剂和对比例3的驱油剂的表观粘度与老化时间的对应关系表
表4实施例4的复合驱油剂和对比例4的驱油剂的表观粘度与老化时间的对应关系表
由表1-表4可知，甘脲和/或四羟甲基甘脲使复合驱油剂的粘度有明显的改善，起到了增粘和稳粘的效果。
Claims (1)
1.一种复合驱油剂，由甘脲化合物、疏水缔合聚合物和矿化水组成，所述甘脲化合物为甘脲和四羟甲基甘脲中至少一种；所述甘脲化合物的质量体积浓度为50mg/L-100mg/L；所述疏水缔合聚合物的质量体积浓度为1000mg/L-2000mg/L；所述疏水缔合聚合物为AP-P4；所述矿化水的总矿化度为2000mg/L-10000mg/L；所述矿化水由NaCl、KCl、CaCl2、MgCl2、Na2SO4、Na2CO3、NaHCO3和水组成。
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