CN104341602B - 一种提高磺化聚丙烯酰胺溶液粘度的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及的是提高磺化聚丙烯酰胺溶液粘度的方法，这种提高磺化聚丙烯酰胺溶液粘度的方法：在磺化聚丙酰胺溶液的浓度为1000‑3000mg/L，温度为80─95℃，矿化度为100000─200000mg/L，二价金属离子浓度为500─2000mg/L的条件下，向磺化聚丙烯酰胺溶液中添加钙镁离子复配络合剂，降低溶液中Ca2+和Mg2+浓度，使得磺化聚丙烯酰胺溶液粘度提高25─95.8%，复配络合剂添加量为：0.1─10g/L，复配络合剂由有机络合剂与无机络合剂复配组成。本发明通过添加一种Ca2+和Mg2+离子复配络合剂，减少Ca2+和Mg2+与磺化聚丙烯酰胺的作用，从而提高其粘度，在不改变驱油条件下，更有效地实现提高磺化聚丙烯酰胺溶液的驱油目的。

Description

一种提高磺化聚丙烯酰胺溶液粘度的方法
技术领域
本发明涉及油田采油领域中驱油用的聚合物聚丙烯酰胺，具体涉及一种提高磺化聚丙烯酰胺溶液粘度的方法。
背景技术
随着我国国民经济的迅速发展，原油需求量日益增大，保持和增加原油产量对我国能源战略发展具有重要的意义。化学驱是目前一种最有效的三次采油方式，大庆油田、胜利油田利用化学驱分别连续10年和5年增产原油1000万吨和170万吨，我国也因此成为世界上最大的应用化学驱进行三次采油的国家。目前常用的驱油用聚合物为聚丙烯酰胺，其通过改变驱油体系粘度提高原油采收率，但是由于其抗温耐盐较差，在高温高矿化度油藏条件下，聚丙烯酰胺容易发生絮凝和降解，驱油效果会变得很差。因此，开发耐温抗盐性好的磺化聚丙烯酰胺对于提高高温高矿化度油藏原油采收率具有十分重要的意义。
中国专利CN1814637A公开了一种新型耐温耐盐共聚物，其适用于驱油温度低于65℃，总矿化度低于10000mg/L的油藏，这种聚合物相比传统的聚合物耐温抗盐性能较好，但温度过高时，驱油效果明显不佳。
近年来，有关聚合物的研究主要集中在引发体系和聚合物合成等的方面进行改进等，研究发现即使对于抗温耐盐性较好的磺化聚丙烯酰胺在较高二价金属离子浓度条件下，其粘度的保留率下降较大。
发明内容
本发明的目的是提供一种提高磺化聚丙烯酰胺溶液粘度的方法，这种提高磺化聚丙烯酰胺溶液粘度的方法用于解决目前在高温高矿化度油藏条件下，聚丙烯酰胺容易发生絮凝和降解，驱油效果不好的问题。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：这种提高磺化聚丙烯酰胺溶液粘度的方法：在磺化聚丙酰胺溶液的浓度为1000-3000mg/L，温度为80─95℃，矿化度为100000─200000mg/L，二价金属离子浓度为500─2000mg/L的条件下，向磺化聚丙烯酰胺溶液中添加钙镁离子复配络合剂，降低溶液中Ca2+和Mg2+浓度，使得磺化聚丙烯酰胺溶液粘度提高25─95.8%，复配络合剂添加量为：0.1─10g/L，复配络合剂由有机络合剂与无机络合剂复配组成。
上述方案中有机络合剂与无机络合剂的质量比为：0.1:10─10:1；有机络合剂为葡萄糖酸钠、ATMP.Na4、HEDP.Na4、乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺中的至少一种，无机络合剂为草酸钾、丁二酸钠、三聚磷酸钠中的至少一种。
本发明具有以下有益效果：
1、本发明提出了一种适合高温，高矿化度和高二价金属离子浓度条件提高磺化聚丙烯酰胺溶液有效粘度的新方法，即添加一种Ca2+和Mg2+离子复配络合剂，减少Ca2+和Mg2+与磺化聚丙烯酰胺的作用，从而提高其粘度。该复配络合剂在该油藏条件下与Ca2+和Mg2+反应后不会产生沉淀或有微量絮凝，基本不改变驱油条件，且有利于提高驱油效果，从而更有效地实现提高磺化聚丙烯酰胺溶液的驱油目的。
2、本发明该发明从根本上解决了Ca2+和Mg2+对磺化聚丙烯酰胺溶液粘度的影响，减少聚合物分子与Ca2+和Mg2+金属离子之间作用，提高聚合物粘度。
3、本发明的原料来源广泛，价格低廉。
4、由于无机络合剂效果较差，有机络合剂成本较高，本发明通过有机络合剂和无机络合剂复配协同作用，并且通过选定的有机络合剂与无机络合剂，以及有机络合剂与无机络合剂的配比，上述各条件结合起来，共同作用，实现较好地提高磺化聚丙烯酰胺的粘度，同时还大大降低络合剂的成本。
具体实施方式
下面对本发明作进一步的说明。
实施例1：
这种提高磺化聚丙烯酰胺溶液粘度的方法：在磺化聚丙酰胺溶液的浓度为1000-3000mg/L，温度为90℃，矿化度为200000mg/L，二价金属离子浓度Ca2+为1000pp、Mg2+为500ppmmg/L的条件下，向磺化聚丙烯酰胺溶液中添加Ca2+和Mg2+离子复配络合剂，复配络合剂添加量为：2g/L，复配络合剂由三乙醇胺和三聚磷酸钠复配组成，三乙醇胺和三聚磷酸钠质量比为2:3，加入Ca2+和Mg2+离子复配络合剂后，磺化聚丙烯酰胺溶液粘度提高25─95.8%。
实验1：含Ca2+和Mg2+的模拟水进行实验：
（1） 参照青海油藏的地下条件，按模拟盐水配制方法（胡博仲，《聚合物驱采油工程》，石油工程出版社，2004，235-235），配制Ca2+为1000pp、Mg2+为500ppm、矿化度为200000ppm的高矿化度模拟水。
（2）称取质量比为2:3的三乙醇胺和三聚磷酸钠，复配络合剂的投加量是2g/L，投加到模拟水中，搅拌30min，静置2h。
（3）将磺化聚丙烯酰胺加入到步骤(2)所得水中和空白模拟水中，用氮气吹扫，90℃下保温，3d后溶解完全测定粘度。由表1可以看出，未投加复配络合剂的磺化聚丙烯酰胺的3d后得粘度是19.2 mPa.s，投加复配络合剂的磺化聚丙烯酰胺粘度达到27.5 mPa.s，与未投加复配处理剂的磺化聚丙烯酰胺相比，粘度提高了43.2%。
表1 复配络合剂对SPAM粘度的影响（单位：mPa.s）
项目名称 初始粘度
磺化聚丙烯酰胺 19.2
磺化聚丙烯酰胺+三乙醇胺+三聚磷酸钠 27.5
实施例2：
这种提高磺化聚丙烯酰胺溶液粘度的方法：在磺化聚丙酰胺溶液的浓度为1000-3000mg/L，温度为90℃，矿化度为150000mg/L，Ca2+为1400pp、Mg2+为100ppm的条件下，向磺化聚丙烯酰胺溶液中添加Ca2+和Mg2+离子复配络合剂，复配络合剂添加量为：4g/L；复配络合剂由葡萄糖酸钠和草酸钾复配组成，葡萄糖酸钠和草酸钾质量比为2:1，加入Ca2+和Mg2+离子复配络合剂后，磺化聚丙烯酰胺溶液粘度提高25─95.8%。
实验2：含Ca2+和Mg2+的模拟水进行实验：
(1)参照青海油藏的地下条件，按模拟盐水配制方法（胡博仲，《聚合物驱采油工程》，石油工程出版社，2004，235-235），配制Ca2+为1400pp、Mg2+为100ppm、矿化度为150000ppm的高矿化度模拟水。
(2)称取质量比为2:1的葡萄酸钠和草酸钾，复配络合剂的添加量是4g/L，投加到模拟水中，搅拌30min，静置2h。
(3)将磺化聚丙烯酰胺加入到步骤(2)所得水中和空白模拟水中，用氮气吹扫，90℃下保温，3d后溶解完全测定粘度。由表2可以看出，未投加复配络合剂的磺化聚丙烯酰胺的3d后的粘度是19.2 mPa.s，投加复配络合剂剂的磺化聚丙烯酰胺粘度达到26.1 mPa.s，与未投加复配处理剂的磺化聚丙烯酰胺相比，其粘度提高了36%。
表2 复配络合剂对SPAM粘度的影响（单位：mPa.s）
项目名称 初始粘度
磺化聚丙烯酰胺 19.2
磺化聚丙烯酰胺+葡萄糖酸钠+草酸钾 26.1
实施例3：
这种提高磺化聚丙烯酰胺溶液粘度的方法：在磺化聚丙酰胺溶液的浓度为3000mg/L，温度为80℃，矿化度为100000mg/L，二价金属离子浓度为2000mg/L的条件下，向磺化聚丙烯酰胺溶液中添加Ca2+和Mg2+离子复配络合剂，复配络合剂添加量为： 10g/L；复配络合剂由HEDP.Na4与丁二酸钠复配组成，HEDP.Na4与丁二酸钠的质量比为：0.1:10；加入Ca2+和Mg2+离子复配络合剂后，磺化聚丙烯酰胺溶液粘度提高85%。
实施例4：
这种提高磺化聚丙烯酰胺溶液粘度的方法：在磺化聚丙酰胺溶液的浓度为1000mg/L，温度为95℃，矿化度为200000mg/L，二价金属离子浓度为2000mg/L的条件下，向磺化聚丙烯酰胺溶液中添加Ca2+和Mg2+离子复配络合剂，复配络合剂添加量为：0.5g/L；复配络合剂由HEDP.Na4与丁二酸钠复配组成，HEDP.Na4与丁二酸钠的质量比为：10: 1；加入Ca2 +和Mg2+离子复配络合剂后，磺化聚丙烯酰胺溶液粘度提高95%。
本发明通过加入复配络合剂，调控油藏的二价金属离子浓度，降低二价离子对磺化聚丙烯酰胺溶液粘度的影响，提高驱油效率。
本发明是在高温，高盐，高矿化度条件下通过加入复配络合剂，通过调控二价金属离子浓度提高油田采出水回用配制磺化聚丙烯酰胺溶液粘度。
本发明从根本上解决了Ca2+和Mg2+对聚合物粘度的影响，减少磺化聚合物分子与Ca2+和Mg2+金属离子之间絮凝作用，提高聚合物粘度，从而更有效的实现提高磺化聚丙烯酰胺溶液的驱油目的。

Claims (2)

1.一种提高磺化聚丙烯酰胺溶液粘度的方法，其特征在于：这种提高磺化聚丙烯酰胺溶液粘度的方法：在磺化聚丙酰胺溶液的浓度为1000-3000mg/L，温度为80─95℃，矿化度为100000─200000mg/L，二价金属离子浓度为500─2000mg/L的油藏条件下，向磺化聚丙烯酰胺溶液中添加钙镁离子复配络合剂，降低溶液中Ca2+和Mg2+浓度，使得磺化聚丙烯酰胺溶液粘度提高25─95.8%，复配络合剂添加量为：0.1─10g/L，复配络合剂由草酸钾、丁二酸钠、三聚磷酸钠中的至少一种和有机络合剂复配组成，有机络合剂为葡萄糖酸钠、ATMP.Na4、HEDP.Na4、乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺中的至少一种。
2.根据权利要求1所述的提高磺化聚丙烯酰胺溶液粘度的方法，其特征在于：所述的草酸钾、丁二酸钠、三聚磷酸钠中的至少一种的质量与有机络合剂的质量之比为0.1：10--10：1。
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