CN102533239B

CN102533239B - 一种疏水缔合聚合物-二乙醇酰胺的二元复合驱体系

Info

Publication number: CN102533239B
Application number: CN 201110328209
Authority: CN
Inventors: 张新民; 郭拥军; 付春燕; 胡俊; 李华兵; 郭爱民
Original assignee: SICHUAN GUANGYA POLYMER CHEMICAL CO Ltd; Southwest Petroleum University
Current assignee: SICHUAN GUANGYA POLYMER CHEMICAL CO Ltd; Southwest Petroleum University
Priority date: 2012-02-02
Filing date: 2012-02-02
Publication date: 2013-08-14
Anticipated expiration: 2032-02-02
Also published as: CN102533239A

Abstract

本发明一种疏水缔合聚合物-二乙醇酰胺的二元复合驱体系，其特征在于：主要成分和含量按质量百分比为，疏水缔合聚合物：0.08～0.20％，二乙醇酰胺：0.05～0.30％，水：99.50～99.87％，该驱油体系可根据需要调节溶液粘度，能有效控制流度比，能使油水界面张力达到10^-3mN/m超低值，可以大幅度提高采收率，同时由于本体系无碱的加入因此对油层、井筒、管线无损坏。本发明可大幅度降低聚合物用量，降低驱油体系成本，有利于油田大规模推广。

Description

一种疏水缔合聚合物-二乙醇酰胺的二元复合驱体系

技术领域

本发明涉及一种在三次采油中的复合驱体系，尤其涉及在三次采油中应用的疏水缔合聚合物-二乙醇酰胺的二元复合驱体系。

背景技术

地层中的原油经过一次、二次采油后仍有大部分原油未能采出。室内实验和矿场试验表明，以聚合物/碱/表面活性剂复配为主剂的三元复合驱在水驱基础上可以进一步提高采收率20％以上，是目前三次采油比较成熟的技术。但三元复合驱也存在大量问题。由于高浓度碱的使用，使地层水中丰富的钙镁离子容易与驱油体系中的碱反应产生沉淀，导致采油井井筒结垢严重；并且强碱容易造成原油乳化使采出液破乳困难；碱还会加快聚合物的降解使驱油体系的粘度大幅度下降，流度控制能力减弱。因此采用弱碱三元复合驱或无碱二元复合驱消除强碱的不利影响成为复合驱技术发展的方向。

目前的二元复合驱油体系中主要采用部分水解聚丙烯酰胺作为增稠剂，但常规部分水解聚丙烯酰胺存在增粘能力较弱，高分子量产品注入性和抗剪切性能较差、不抗温、不抗盐、使用浓度高不经济等缺点。

发明内容

本发明的目的在于为了克服现有技术的不足而提供一种无碱、廉价的抗温、耐盐、稳定性好、能控制流度比、降低油水界面张力达到10^-3mN/m且具有良好驱油能力的一种疏水缔合聚合物-二乙醇酰胺的二元复合驱体系。

本发明的技术方案如下：

一种用于三次采油用疏水缔合聚合物-二乙醇酰胺二元复合驱体系，主要成分和含量按质量百分比为：

疏水缔合聚合物：0.08～0.20％，

二乙醇酰胺： 0.05～0.30％，

水： 99.50～99.87％。

所述的缔合聚合物是指由去离子水、丙烯酰胺、疏水单体、助剂、复合引发体系组成的聚合体系进行绝热聚合，再经水解、干燥和粉碎，得到聚合物。

所述聚合体系中，丙烯酰胺相对于整个聚合体系的质量浓度为25％，疏水单体为十六烷基二甲基烯丙基氯化铵，其摩尔浓度为丙烯酰胺的0.6％，助剂碳酸钠质量浓度为丙烯酰胺的0.5％，无水硫酸钠质量浓度为丙烯酰胺的0.02％；引发剂过硫酸钾质量浓度为丙烯酰胺的0.04％，亚硫酸氢钠浓度为丙烯酰胺的0.04％；引发温度为0℃，绝热聚合反应时间6h。聚合反应完成后，取出胶体，加氢氧化钠在95℃水解3小时，氢氧化钠质量为丙烯酰胺质量的12％，造粒、干燥得到白色或微黄色的聚合物产品。

所述的二乙醇酰胺为已经工业化的棕榈油二乙醇酰胺，活性物含量大于80％。

所述驱油体系溶液配制用水是普通水，也可以是经过处理的油田回注污水。

该驱油体系可根据需要调节溶液粘度，能有效控制流度比，能使油水界面张力达到10^-3mN/m超低值，可以大幅度提高采收率，同时由于本体系无碱的加入因此对油层、井筒、管线无损坏。

本发明的特点是：

(1)本发明采用疏水缔合聚合物作为增粘剂，疏水缔合聚合物具有良好的增粘性、抗温耐盐性、抗机械剪切性，可大幅降低聚合物用量，达到相同溶液粘度时聚合物用量降低30％以上。

(2)本发明应用的疏水缔合聚合物与二乙醇酰胺具有良好的配伍性，二乙醇酰胺浓度为0.05-0.3％的条件下具有较高的界面活性，可使油水界面张力达到10^-3mN/m，该表面活性剂易得，价格低，用量低，综合成本低。

(3)本发明具有良好的老化稳定性。

(4)本发明在多孔介质中具有较好的传导性；能建立较高的阻力系数和残余阻力系数。

(5)通过驱油实验表明本发明可以在水驱基础上继续提高采收率20％以上。

(6)本发明由于未加入碱因此可以避免碱带来结垢问题。

附图说明

图1为二元复合体系粘度、界面张力随时间变化曲线；

图2为注入压力与注入PV数关系曲线；

图3为驱油效率曲线；

图4为二元复合驱替过程曲线。

具体实施方式

下面结合实例对本发明进行进一步描述

实施例1

主要成分和含量按质量百分比为：

疏水缔合聚合物：0.08％

表面活性剂： 0.05～0.30％，

实验条件

缔合聚合物溶液配制温度：25℃

溶解时间：2h

测试温度：45℃，

水：大庆四厂注聚站污水

油：大庆四厂油

实验仪器：500型旋转滴界面张力仪布氏粘度计

表一2小时平衡界面张力

二乙醇酰胺浓度/％	0.05	0.10	0.15	0.20	0.25	0.30
							界面张力/mN/m	0.002939	0.003714	0.003315	0.002532	0.002956	0.002166

实施例2

主要成分和含量按质量百分比为：

疏水缔合聚合物：0.15％

表面活性剂： 0.05～0.30％，

实验条件同实施例1。

表二2小时平衡界面张力

二乙醇酰胺浓度/％	0.05	0.10	0.15	0.20	0.25	0.30
							界面张力/mN/m	0.003744	0.003574	0.003607	0.002319	0.002503	0.002319

实施例3

主要成分和含量按质量百分比为：

疏水缔合聚合物：0.20％

表面活性剂： 0.05～0.30％，

实验条件同实施例1。

表三2小时平衡界面张力

二乙醇酰胺浓度/％	0.05	0.10	0.15	0.20	0.25	0.30
							界面张力/mN/m	0.005641	0.004471	0.004485	0.003216	0.002643	0.002218

复合驱体系降低油水界面张力可以提高洗油效率，从表1-3中可知疏水缔合聚合物与二乙醇酰胺具有良好的配伍性，在二乙醇酰胺浓度为0.05-0.3质量百分比的条件下具有较高的界面活性，可使油水界面张力达到10^-3mN/m。

对本发明在复合驱中的应用做详细描述。

实验条件同实施例1。

一、二元驱油体系的增粘性能

复合驱体系中聚合物主要是增加溶液粘度，从而控制流度比，提高后续注入水波及体积。聚合物具有良好的增粘性，可以保证控制流度的同时大幅度降低聚合物用量，因此降低复合驱成本。二元体系增粘性见表4。疏水缔合聚合物二元体系与分子量为2500万部分水解聚丙烯酰胺二元体系相比，达到50mPa.s相同粘度时可降低聚合物用量30％，溶液粘度达到100mPa.s时用量降低35％。

表四二元复合驱体系增粘性

注：(1)体系1#为分子量为2500万部分水解聚丙烯酰胺二元复合驱体系

(2)体系2#为疏水缔合聚合物二元复合驱体系

(3)二元复合驱体系中二乙醇酰胺浓度为0.3％

二、二元驱油体系的老化稳定性能

复合驱体系在驱油过程中需在油层经历几个月或几年，因此稳定性是考察复合驱体系的重要指标之一。配制疏水缔合聚合物浓度0.1％、二乙醇酰胺浓度0.3％的二元复合驱体系，充氮除氧后密封放入45℃烘箱内，不定期取出测试体系溶液的粘度及油水界面张力见图1。实验结果表明在45℃条件下，老化90天，体系的粘度保留率达到80％以上，界面张力仍然能保持10^-3mN/m超低界面张力，表现出较好的稳定性能。

三、二元驱油体系的注入性能

复合驱体系能否注入地层中是该体系是否能提高原油采收率的先提条件。配制疏水缔合聚合物浓度0.1％、二乙醇酰胺浓度0.3％的二元复合驱体系，在长10cm有效渗透率为267mD的人造岩心多孔介质中进行注入性评价。结果表明，疏水缔合聚合物二元复合驱体系在有效渗透率为267mD的孔隙介质中具有良好的注入性。建立的阻力系数和残余阻力系数分别为548.7和75.8。见图2。

四、二元驱油体系的驱油性能

实验室采用大庆四厂注聚站污水配制化学剂溶液，其中一元疏水缔合聚合物溶液浓度0.1％；二元复合驱溶液中0.3％表面活性剂和0.1％的疏水缔合聚合物；一元、二元复合体系粘度达到60mPa.s。

室内驱油实验方案如下：

1)水驱含水98％以上→转注0.3PV化学剂驱段塞(二元复合或一元聚合物)→水驱含水至98％以上。

2)水驱含水98％以上→转注0.3PV一元聚合物溶液→水驱含水至98％以上→转注0.3PV二元复合体系→水驱含水至98％以上。

实验结果二元复合驱工作液可以在水驱的基础上提高采收率20％以上，比单独聚合物驱提高8％以上，可在聚驱的基础上提高14％以上。

表五岩心驱油实验数据表

Claims

1.一种疏水缔合聚合物-二乙醇酰胺的二元复合驱体系，其特征在于：主要成分和含量按质量百分比如下

疏水缔合聚合物： 0.08～0.20％

二乙醇酰胺： 0.05～0.30％

水： 99.50～99.87％

其中缔合聚合物是由去离子水、丙烯酰胺、疏水单体、助剂、复合引发体系组成的聚合体系进行绝热聚合，再经水解、干燥和粉碎，得到聚合物；聚合体系中，丙烯酰胺相对于整个聚合体系的质量浓度为25％，疏水单体为十六烷基二甲基烯丙基氯化铵，其摩尔浓度为丙烯酰胺的0.6％，助剂碳酸钠质量浓度为丙烯酰胺的0.5％，无水硫酸钠质量浓度为丙烯酰胺的0.02％；引发剂过硫酸钾质量浓度为丙烯酰胺的0.04％，亚硫酸氢钠浓度为丙烯酰胺的0.04％；引发温度为0℃，绝热聚合反应时间6h，聚合反应完成后，取出胶体，加氢氧化钠在95℃水解3小时，氢氧化钠质量为丙烯酰胺质量的12％，造粒、干燥得到白色或微黄色的聚合物产品。

2.根据权利要求1所述的一种疏水缔合聚合物-二乙醇酰胺的二元复合驱体系，其特征在于：所述的二乙醇酰胺为已经工业化的棕榈油二乙醇酰胺，活性物含量大于80％。

3.根据权利要求1所述的一种疏水缔合聚合物-二乙醇酰胺的二元复合驱体系，其特征在于：所述驱油体系溶液配制用水是普通水，也可以是经过处理的油田回注污水。