CN104513654A - 一种改进剂及驱油剂组合物和驱油剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于驱油剂的改进剂，该改进剂含有乙二醛、甘油、螯合剂和多价金属盐，其中，乙二醛、甘油、螯合剂与以多价金属离子计的多价金属盐的含量的摩尔比为0.1-5：0.1-15：0.1-5：1。本发明还提供了一种驱油剂组合物，该驱油剂组合物含有聚丙烯酰胺类聚合物和本发明提供的用于驱油剂的改进剂。本发明还提供了一种制备驱油剂的方法，该方法包括：将聚丙烯酰胺类聚合物溶于水中，并将得到的聚合物驱油剂原液与本发明提供的用于驱油剂的改进剂混合。本发明还提供了一种应用本发明提供的制备驱油剂的方法获得的驱油剂。本发明提供的驱油剂能够同时实现分子量大和耐温的效果，且具有较高的粘度。

Description

一种改进剂及驱油剂组合物和驱油剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及油田化学领域，具体地，涉及一种用于驱油剂的改进剂、一种驱油剂组合物、一种驱油剂及其制备方法。

背景技术

丙烯酰胺聚合物是目前用于油田三次采油的主要驱油聚合物，其水溶液对于温度较低的I类油藏具有很好的驱油效果，能够极大的提高石油采收率。但是对于温度和矿化度较高的II、III类油藏，常规丙烯酰胺聚合物水溶液作为驱油剂在高矿化度及高温度下不能获得很好的驱油效果。目前可工业化的改进方式是将2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸（AMPS）与丙烯酰胺共聚合，以提高产品的耐温、耐盐性能。然而，由于新单体的引进导致的聚合体系竞聚率的差别，很难获得与均聚物同样水平聚合度的产品。产品提高了耐温、耐盐性能，但降低了分子量，表观上，粘度提高有限。

在没有有效手段进一步改进共聚物分子量的情况下，科研工作者想到了外加交联剂的方法。即，将交联剂与聚合物水溶液驱油剂一同注入地层，使驱油剂在地层运移工程中交联增稠。该方法存在以下缺陷：1、由于地层条件复杂，存在滤失、色谱分离、非均质等问题，无法确定交联剂的添加量；2、为了尽可能使交联剂与聚合物分散均匀而不产生局部过度交联，现有交联剂交联时间过长；3、即使采用延时3天的交联剂体系，还会出现不可预见的过交联堵井事故。总体来说，采用地层中原位交联的方式，受到地层各种复杂条件的限制。目前，还不能得到同时实现分子量大和耐温的效果，且具有较高粘度的驱油剂。

发明内容

本发明的目的是克服现有的驱油剂不能同时实现分子量大和耐温并具有较高粘度的缺陷，提供一种能够同时实现高分子量和耐温的效果，且具有较高粘度的驱油剂。

本发明提供了一种用于驱油剂的改进剂，该改进剂含有乙二醛、甘油、螯合剂和多价金属盐，其中，乙二醛、甘油、螯合剂与以多价金属离子计的多价金属盐的含量的摩尔比为0.1-5：0.1-15：0.1-5：1。

另一方面，本发明还提供了一种驱油剂组合物，该驱油剂组合物含有聚丙烯酰胺类聚合物和改进剂，所述改进剂为本发明提供的用于驱油剂的改进剂。

另一方面，本发明还提供了一种驱油剂的制备方法，该方法包括：将聚丙烯酰胺类聚合物溶于水中，并将得到的聚合物驱油剂原液与改进剂混合，所述改进剂为本发明提供的用于驱油剂的改进剂。

另一方面，本发明还提供了一种驱油剂，该驱油剂由本发明所提供的方法制备得到。

本发明提供的驱油剂通过配合使用聚丙烯酰胺类聚合物驱油剂原液和本发明提供的改进剂而获得，该改进剂含有特定摩尔比的乙二醛、甘油、螯合剂和多价金属盐等物质。在常温下本发明提供的驱油剂具有与现有技术相当的流变性能；但在地层温度下，随着温度的升高，本发明提供的驱油剂的粘度上升。因此，本发明提供的驱油剂能够同时实现分子量大和耐温的效果，且在较高的温度下具有较高的粘度。

本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是10000mg/L矿化度下，1500mg/L聚合物驱油剂原液和加入了改进剂的驱油剂组合物的表观粘度随时间变化的图，其中，

C3-25表示25℃下，实施例2中C3的表观粘度；

C3-85表示85℃下，实施例2中C3的表观粘度；

B3-25表示25℃下，实施例2中B3的表观粘度；

B3-85表示85℃下，实施例2中B3的表观粘度；

B3-90表示90℃下，实施例2中B3的表观粘度；

B3-95表示95℃下，实施例2中B3的表观粘度。

图2是实施例2中的B3经过95℃恒温测试后，倾倒样品的照片。

具体实施方式

以下对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

本发明提供了一种用于驱油剂的改进剂，该改进剂含有乙二醛、甘油、螯合剂和多价金属盐，其中，乙二醛、甘油、螯合剂与以多价金属离子计的多价金属盐的含量的摩尔比可以为0.1-5：0.1-15：0.1-5：1。优选为，乙二醛、甘油、螯合剂与以多价金属离子计的多价金属盐的含量的摩尔比为1-4：5-10：2-4：1，进一步优选为2-3：7-8：2.5-3.5：1。

根据本发明所述的改进剂，其中，所述螯合剂可以为多烯多胺有机酸盐中的一种或多种，优选为多烯多胺的羧酸盐和磷酸盐中的一种或多种。

具体地，所述螯合剂可以为乙二胺四羧酸盐、二乙烯三胺五羧酸盐、二胺四甲叉磷酸盐中的一种或多种。

根据本发明所述的改进剂，其中，所述多价金属盐可以为水溶性金属盐，且其中的金属离子为三价以上；优选地，所述多价金属盐为水溶性铝盐、水溶性铬盐、水溶性锆盐和水溶性钛盐中的一种或多种，更优选为氯化铝、偏铝酸钠、硫酸铝钾、氯化铬、氯化锆和氯化钛中的一种或多种。

根据本发明所述的改进剂，其中，对所述乙二醛和甘油并没有特别的限定，例如可以为工业级的乙二醛和甘油产品，也可以为分析纯的乙二醛和甘油产品。

本发明还提供了一种驱油剂组合物，该驱油剂组合物含有聚丙烯酰胺类聚合物和改进剂，所述改进剂为本发明提供的用于驱油剂的改进剂。

根据本发明所述的驱油剂组合物，其中，相对于100重量份的所述聚丙烯酰胺类聚合物，所述改进剂的含量可以为0.1-15重量份，优选为2-10重量份。

根据本发明所述的驱油剂组合物，其中，对本发明所述的聚丙烯酰胺类聚合物没有特别的限定，例如可以为阴离子聚丙烯酰胺、丙烯酰胺/丙烯酸共聚物、丙烯酰胺/2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸钠共聚物、丙烯酰胺/N,N-二甲基丙烯酰胺共聚物和丙烯酰胺/乙烯基吡咯烷酮共聚物中的一种或多种。

本发明还提供了一种制备驱油剂的方法，该方法包括：将聚丙烯酰胺类聚合物溶于水中，并将得到的聚合物驱油剂原液与改进剂混合，所述改进剂为本发明提供的用于驱油剂的改进剂。

本发明还提供了一种制备驱油剂的方法，该方法包括以下步骤：

（1）将乙二醛、甘油、螯合剂和多价金属盐与水混配，制成改进剂的水溶液；

（2）将聚丙烯酰胺类聚合物溶于水中，得到聚合物驱油剂原液；

（3）将步骤（1）得到的改进剂与步骤（2）得到的聚合物驱油剂原液混合。

其中，本发明对步骤（1）所述的将乙二醛、甘油、螯合剂和多价金属盐与水混配的方式没有特别的限定，只要能够使得乙二醛、甘油、螯合剂和多价金属盐与水以所述比例同时存在即可。

其中，本发明对所述将聚丙烯酰胺类聚合物溶于水中的水量并没有特别的限定，只要能够充分溶解所述聚丙烯酰胺类聚合物即可。

本发明还提供了一种驱油剂，该驱油剂通过本发明所述制备驱油剂的方法制备得到。

根据本发明的优选的实施方式，本发明的驱油剂可以通过如下步骤获得：

（1）以多价金属离子的摩尔含量计，将乙二醛、甘油、螯合剂与多价金属盐以摩尔比为0.1-5：0.1-15：0.1-5：1混合均匀，用适量水溶解所得的混合物，以形成改进剂的水溶液；

（2）将聚丙烯酰胺类聚合物溶于适量水配制成聚合物驱油剂原液；

（3）将0.1-15重量份的步骤（1）得到的改进剂的水溶液与100重量份的步骤（2）得到的聚合物驱油剂原液混合，即可得到本发明所述的驱油剂。

本发明提供的驱油剂，在常温下与未改性的产品具有相同的流变性能；在地层温度下，本发明提供的驱油剂中的螯合物迅速活化，能够增大聚合物分子量，驱油剂随着温度的升高粘度上升。同时又不会产生交联，消除了阻塞地层的隐患。

以下将通过实施例对本发明进行详细描述。

除非特别说明，以下实施例中所使用的试剂均可以通过商购得到。为了简化操作并有利于工业生产，本发明使用工业纯化学原料。

以下实施例中所使用的阴离子聚丙烯酰胺的牌号为CA-75-3（来自宝莫生物化工股份有限公司），丙烯酰胺/丙烯酸共聚物的牌号为FP1630（来自爱森中国絮凝剂有限公司），丙烯酰胺/2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸钠共聚物的牌号为BC-T-1（来自中国石化北京化工研究院），丙烯酰胺/乙烯基吡咯烷酮共聚物中AM/NPV的摩尔比为3:1，分子量为1200万，丙烯酰胺/N,N-二甲基丙烯酰胺共聚物中AM/DMAM的摩尔比为3:1共聚物，分子量为1500万。

实施例1

本实施例用于说明本发明提供的用于驱油剂的改进剂。

A1-A5五种用于驱油剂的改进剂，所述改进剂中含有的各成分及含量如表1所示。

表1

实施例2

本实施例用于说明本发明提供的驱油剂组合物及其制备方法。

室温下，分别用10000mg/L矿化度的模拟地层水和如下表2所示的聚丙烯酰胺类聚合物配制1500mg/L的聚合物驱油剂原液600ml。取300ml上述共聚物水溶液，相应地加入实施例1所得用于驱油剂的改进剂A1-A5，搅拌5分钟，得到编号为B1-B5的驱油剂组合物。记剩余的300ml聚合物驱油剂原液分别为C1-C5。

表2

测试例

本测试例用于测试不同温度下驱油剂组合物B1-B5和聚合物驱油剂原液C1-C5的表观粘度。

本测试例中所使用的粘度仪为Brookfield DV-III型旋转粘度仪，ULA转子，转速为6RPM，切变速率为7.341S^-1。

在不同温度下，取驱油剂组合物B3和聚合物驱油剂原液C3两种物质进行恒温剪切表观粘度测试。所得数据如图1所示。

由图1可知，常温（25℃）下，驱油剂组合物B3和聚合物驱油剂原液C3的表观粘度几乎相同。高温下，B3的表观粘度明显优于C3，并且随着温度升高，表观粘度上升，与常规聚合物溶液的粘温特性相反。

倾倒95℃下的驱油剂组合物B3，照片如图2所示，可见高温剪切后，液体仍为均匀可流动流体，不结块，不交联。

驱油剂组合物B1、B2、B4和B5及聚合物驱油剂原液C1、C2、C4和C5的表观粘度结果与驱油剂组合物B3和聚合物驱油剂原液C3的结果基本一致。以上结果充分证明本发明提供的驱油剂组合物具有耐温的效果，且在较高温度下具有较好的表观粘度，克服了现有技术中的驱油剂在高温下表观粘度急剧下降的缺陷。

以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (10)

1.一种用于驱油剂的改进剂，其特征在于，该改进剂含有乙二醛、甘油、螯合剂和多价金属盐，其中，乙二醛、甘油、螯合剂与以多价金属离子计的多价金属盐的含量的摩尔比为0.1-5：0.1-15：0.1-5：1。

2.根据权利要求1所述的改进剂，其中，乙二醛、甘油、螯合剂与以多价金属离子计的多价金属盐的含量的摩尔比为1-4：5-10：2-4：1，优选为2-3：7-8：2.5-3.5：1。

3.根据权利要求1或2所述的改进剂，其中，所述螯合剂为多烯多胺有机酸盐中的一种或多种，优选为多烯多胺的羧酸盐和磷酸盐中的一种或多种。

4.根据权利要求1或2所述的改进剂，其中，所述多价金属盐为水溶性金属盐，且其中的金属离子为三价以上；优选地，所述多价金属盐为水溶性铝盐、水溶性铬盐、水溶性锆盐和水溶性钛盐中的一种或多种，更优选为氯化铝、偏铝酸钠、硫酸铝钾、氯化铬、氯化锆和氯化钛中的一种或多种。

5.一种驱油剂组合物，该驱油剂组合物含有聚丙烯酰胺类聚合物和改进剂，其特征在于，所述改进剂为权利要求1-4中任意一项所述的用于驱油剂的改进剂。

6.根据权利要求5所述的驱油剂组合物，其中，相对于100重量份的所述聚丙烯酰胺类聚合物，所述改进剂的含量为0.1-15重量份，优选为2-10重量份。

7.根据权利要求5或6所述的驱油剂组合物，其中，所述聚丙烯酰胺类聚合物为阴离子聚丙烯酰胺、丙烯酰胺/丙烯酸共聚物、丙烯酰胺/2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸钠共聚物、丙烯酰胺/N,N-二甲基丙烯酰胺共聚物和丙烯酰胺/乙烯基吡咯烷酮共聚物中的一种或多种。

8.一种制备驱油剂的方法，该方法包括：将聚丙烯酰胺类聚合物溶于水中，并将得到的溶液与改进剂混合，其特征在于，所述改进剂为权利要求1-4中任意一项所述的用于驱油剂的改进剂。

9.一种制备驱油剂的方法，该方法包括以下步骤：

（1）将乙二醛、甘油、螯合剂和多价金属盐与水混配，制成改进剂的水溶液；

（2）将聚丙烯酰胺类聚合物溶于水中，得到聚合物驱油剂原液；

（3）将步骤（1）得到的改进剂与步骤（2）得到的聚合物驱油剂原液混合。

10.由权利要求8或9所述的方法制备的驱油剂。