CN105086978B - 一种粘度稳定剂及其应用 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种粘度稳定剂及其应用，该粘度稳定剂包括8～15wt％的含‑SH的抗氧化剂、0.3～5wt％的环氧硅烷类交联剂、1～5wt％的金属离子络合剂与余量的水。与现有技术相比，本发明粘度稳定剂中含‑SH的抗氧化剂可直接使氧自由基还原，抑制或减缓引发阶段自由基的形成，环氧硅烷类交联剂可与水性体系中的氨基、羧基、羟基进行反应，金属离子络合剂可有效的络合溶液中高阶金属离子、消除金属离子引起的聚合物卷曲，三种成分相互作用，可减小油田污水配制的聚合物溶液的粘度损失，并可改善其稳定性，进而达到提高驱油效率的目的。

Description

一种粘度稳定剂及其应用
技术领域
本发明属于稳定剂技术领域，尤其涉及一种粘度稳定剂及其应用。
背景技术
聚合物驱是一种向油藏中注入水溶性聚合物溶液的驱油方法，通过提高注入水的粘度，改善流度比，进而有效提高驱替相波及区域，降低含油饱和度来提高原油采收率。目前这一技术在我国取得了长足的发展，以聚合物驱提高原油采收率技术在油田也应用较为广泛。
由于聚合物驱主要通过聚合物的吸附、粘滞作用来提高驱油效率，因此聚合物溶液的粘度是一个非常重要的衡量指标。对于聚合物溶液的粘度研究主要集中在交联剂、杀菌剂、除氧剂等的研究上，对配制和注入工艺参数及其设备的优化也很重要。可用作水溶性聚合物交联剂的材料按其与官能团的反应性可分为三类：能与水溶性聚合物中酰胺基团反应的有机醛类交联剂；能与聚合物中羧酸基团作用的有机过渡金属交联剂；能与水溶性高分子中羧基反应的有机金属交联剂和有机硼交联剂。
但是在实践中的剪切降解、热降解和氧化降解等使聚合物粘度下降严重，另外，我国淡水资源十分匮乏，目前使用沉降、气浮、过滤、絮凝、阻垢等手段处理油田污水的效果很不理想且处理费用较高，因此，近年来，利用采油污水配注聚合物备受关注，其对于节省淡水资源，减少污水外排，增加聚合物驱的效果具有重大的意义。
但是，采油污水中较高的含盐量和某些化学成分如大量的金属离子、溶解氧、细菌和杂质聚合物溶液的粘度影响较大。现场试验也证明，利用采油污水配注驱油聚合物较水源井配注粘度损失很大。
因此，针对影响聚合物降解以及污水聚合物溶液初始粘度和稳定性的主要因素，从消除或降低对聚合物溶液影响的角度，解决聚合物溶液在聚合物驱环境中的粘度损失而影响驱油效果的问题，开发一种新的粘度稳定剂具有重要的意义。
发明内容
有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种具有较好的稳定效果的粘度稳定剂及其应用。
本发明提供了一种粘度稳定剂，包括：
含-SH的抗氧化剂 8～15wt％；
环氧硅烷类交联剂 0.3～5wt％；
金属离子络合剂 1～5wt％；
余量的水。
优选的，所述含-SH的抗氧化剂选自巯基苯并噻唑钠、β-巯基乙胺与2-巯基咪唑啉中的一种或多种。
优选的，所述环氧硅烷类交联剂选自环氧丙基甲基二乙氧基硅烷、环氧丙基三甲氧基硅烷、β-(3,4-环氧环己基)乙基三乙氧基硅烷与β-(3,4-环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷中的一种或多种。
优选的，所述金属离子络合剂选自羟基乙叉二膦酸、氨基三亚甲基膦酸、乙二胺四亚甲基膦酸钠、二乙烯三胺五亚甲基膦酸七钠、山梨醇、二巯基丙醇与二巯基丁二酸钠中的一种或多种。
本发明还提供了一种粘度稳定剂在聚合物驱三次采油中的应用。
本发明还提供了一种粘度稳定剂的使用方法，包括：将粘度稳定剂与聚合物溶液混合后，用于三次采油；
所述粘度稳定剂包括：
含-SH的抗氧化剂 8～15wt％；
环氧硅烷类交联剂 0.3～5wt％；
金属离子络合剂 1～5wt％；
余量的水。
优选的，所述粘度稳定剂的用量为聚合物溶液质量的0.005％～0.1％。
优选的，所述聚合物溶液中的聚合物为聚丙烯酰胺类驱油聚合物。
优选的，所述聚合物溶液中包含油田污水。
本发明提供了一种粘度稳定剂及其应用，该粘度稳定剂包括8～15wt％的含-SH的抗氧化剂、0.3～5wt％的环氧硅烷类交联剂、1～5wt％的金属离子络合剂与余量的水。与现有技术相比，本发明粘度稳定剂中含-SH的抗氧化剂可直接使氧自由基还原，抑制或减缓引发阶段自由基的形成，环氧硅烷类交联剂可与水性体系中的氨基、羧基、羟基进行反应，金属离子络合剂可有效的络合溶液中高阶金属离子、消除金属离子引起的聚合物卷曲，三种成分相互作用，可减小油田污水配制的聚合物溶液的粘度损失，并可改善其稳定性，进而达到提高驱油效率的目的。
实验表明，采用本发明粘度稳定剂可使聚合物水溶液的粘度保留率高达127.6％。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供了一种粘度稳定剂，包括：
含-SH的抗氧化剂 8～15wt％；
环氧硅烷类交联剂 0.3～5wt％；
金属离子络合剂 1～5wt％；
余量的水。
其中，本发明对所有原料的来源并没有特殊的限制，为市售即可。
所述含-SH的抗氧化剂的含量优选为10～15wt％，更优选为10～12wt％；所述含-SH的抗氧化剂为本领域技术人员熟知的含-SH的抗氧化剂即可，并无特殊的限制，本发明中优选为巯基苯并噻唑钠、β-巯基乙胺与2-巯基咪唑啉中的一种或多种。抗氧化剂可在不同阶段终止氧化连锁反应，含-SH的抗氧化剂可直接使氧自由基还原，抑制或减缓引发阶段自由基的形成，此种预防型抗氧化剂在阻止聚合物粘度损失方面比链断裂型抗氧剂更有效。
所述环氧硅烷类交联剂的含量优选为0.5～5wt％，更优选为1～4wt％，再优选为1～3wt％；所述环氧硅烷类交联剂的种类为本领域技术人员熟知的环氧硅烷类交联剂即可，并无特殊的限制，本发明中优选为环氧丙基甲基二氧基硅烷、环氧丙基三甲氧基硅烷、β-(3,4-环氧环己基)乙基三乙氧基硅烷与β-(3,4-环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷中的一种或多种。
所述金属离子络合剂的含量优选为2～5wt％，更优选为3～5wt％；所述金属络合剂的种类为本领域技术人员熟知的金属络合剂即可，并无特殊的限制，本发明中优选为羟基乙叉二膦酸、氨基三亚甲基膦酸、乙二胺四亚甲基膦酸钠、二乙烯三胺五亚甲基膦酸七钠、山梨醇、二巯基丙醇与二巯基丁二酸钠中的一种或多种。金属络合剂能有效的络合溶液中高阶金属离子，消除金属离子引起的聚合物卷曲，使聚合物体系的粘度稳定。
本发明粘度稳定剂除上述成分之外为水。
本发明粘度稳定剂中含-SH的抗氧化剂可直接使氧自由基还原，抑制或减缓引发阶段自由基的形成，环氧硅烷类交联剂可与水性体系中的氨基、羧基、羟基进行反应，金属离子络合剂可有效的络合溶液中高阶金属离子、消除金属离子引起的聚合物卷曲，三种成分相互作用，可减小油田污水配制的聚合物溶液的粘度损失，并可改善其稳定性，进而达到提高驱油效率的目的。
本发明还提供了一种上述粘度稳定剂在聚合物驱三次采用中的应用。
本发明还提供了一种上述粘度稳定剂的使用方法，包括：将粘度稳定剂与聚合物溶液混合后，用于三次采油；
所述粘度稳定剂包括：
含-SH的抗氧化剂 8～15wt％；
环氧硅烷类交联剂 0.3～5wt％；
金属离子络合剂 1～5wt％；
余量的水。
其中，所述含-SH的抗氧化剂、环氧硅烷类交联剂、金属离子络合剂与水均同上所述，在此不再赘述。
所述粘度稳定剂优选现配现用；其优选采用混拌工艺制成。
所述聚合物溶液为本领域技术人员熟知的可用于聚合物驱三次采油所用的聚合物溶液即可，并无特殊的限制，本发明优选聚合物为聚丙烯酰胺类驱油聚合物，更优选为聚丙烯酰胺；聚合物溶液可为水配制的，也可为油田污水配制的，并无特殊的限制。
所述粘度稳定剂的用量优选为聚合物溶液质量的0.005％～0.1％，更优选为0.01％～0.1％，再优选为0.03％～0.1％，最优选为0.03％～0.08％。
为了进一步说明本发明，以下结合实施例对本发明提供的一种粘度稳定剂及其应用进行详细描述。
以下实施例中所用的试剂均为市售。
实施例1
粘度稳定剂为：巯基苯并噻唑钠10wt％、环氧丙基甲基二乙氧基硅烷2wt％、金属离子络合剂乙二胺四亚甲基膦酸钠5wt％与余量的水。
实验聚合物选用聚丙烯酰胺(HPAM，法国爱森公司3640C)，配制用模拟水矿化度为7000mg/L(其中Ca2+与Mg2+浓度之和为50mg/L)，采用上述原料配制得到的聚合物浓度为2000mg/L。
将粘度稳定剂按照表1中的用量100～300mg/L加入到聚合物溶液中，在85℃条件下恒温180d后，测试其粘度，得到结果见表1。
表1实施例1粘度测试结果
由表1可知，与未加入粘度稳定剂的空白聚合物溶液相比，粘度稳定剂的加入明显的改善了聚合物溶液粘度的稳定性，180d后的粘度保留率均在50％以上。
实施例2
粘度稳定剂为：巯基苯并噻唑钠10wt％、环氧丙基三甲氧基硅烷5wt％、金属离子络合剂山梨醇4wt％与余量的水。
实验聚合物聚丙烯酰胺(HPAM，法国爱森公司3640C)，配制用水分别为平台水源井水、JZ9-3W平台生产污水处理最后一级用水与JZ9-3CEPD平台生产污水处理最后一级用水；采用上述原料分别配置1200mg/L与1500mg/L的聚合物溶液。
将粘度稳定剂按照表2中的用量100～300mg/L加入到聚合物溶液中，在57℃条件下恒温180d后，测试其粘度，得到结果见表2。
表2实施例2粘度测试结果
由表2可知，平台水源井水、JZ9-3W平台生产污水处理最后一级用水与JZ9-3CEPD平台生产污水处理最后一级用水配制的浓度为1200mg/L的聚合物溶液，随着粘度稳定剂加入的量增多保留率增大，以加入量300mg/L为最佳，且180d后的粘度高于1500mg/L的聚合物溶液的粘度，粘度保留率也较高，说明粘度稳定剂对于用油田污水配制的聚合物溶液起到了良好的粘度稳定效果。
实施例3
粘度稳定剂为：巯基苯并噻唑钠12wt％、环氧丙基甲基二乙氧基硅烷2.5wt％、金属离子络合剂二乙烯三胺五亚甲基膦酸七钠4wt％与余量的水。
在平台水源井水中加入5mg/L的Fe2+，用其配制聚丙烯酰胺聚合物(HPAM，法国爱森公司3640C)溶液浓度分别为1200mg/L与1500mg/L。
将粘度稳定剂按照表3中的用量加至1200mg/L聚合物溶液中，1500mg/L的聚合物溶液作为空白对照，在60℃烘箱放置，测试其粘度，得到结果见表3。
表3实施例3粘度测试结果
由表3可知，浓度为1200mg/L的聚合物溶液在加入粘度稳定剂后的粘度保留率得到了大大地提高，粘度稳定剂的加入量大于100mg/L后，60d后的粘度保留率高于空白对照1500mg/L聚合物溶液，粘度稳定剂加入量大于200mg/L时60d后的粘度已高于空白对照1500mg/L聚合物溶液的粘度。结合表2和表3数据表明，稳定剂的加入对Fe2+起到了抑制作用，很大程度上消除了Fe2+对聚合物粘度的影响。

Claims (6)

1.一种粘度稳定剂，其特征在于，包括：
含-SH的抗氧化剂 8～15wt％；
环氧硅烷类交联剂 0.3～5wt％；
金属离子络合剂 1～5wt％；
余量的水；
所述环氧硅烷类交联剂选自环氧丙基甲基二乙氧基硅烷、环氧丙基三甲氧基硅烷、β-(3,4-环氧环己基)乙基三乙氧基硅烷与β-(3,4-环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷中的一种或多种；
所述含-SH的抗氧化剂选自巯基苯并噻唑钠、β-巯基乙胺与2-巯基咪唑啉中的一种或多种；
所述金属离子络合剂选自羟基乙叉二膦酸、氨基三亚甲基膦酸、乙二胺四亚甲基膦酸钠、二乙烯三胺五亚甲基膦酸七钠、山梨醇、二巯基丙醇与二巯基丁二酸钠中的一种或多种。
2.权利要求1中任意一项所述的粘度稳定剂在聚合物驱三次采油中的应用。
3.一种粘度稳定剂的使用方法，其特征在于，包括：将粘度稳定剂与聚合物溶液混合后，用于三次采油；
所述粘度稳定剂包括：
含-SH的抗氧化剂 8～15wt％；
环氧硅烷类交联剂 0.3～5wt％；
金属离子络合剂 1～5wt％；
余量的水；
所述环氧硅烷类交联剂选自环氧丙基甲基二乙氧基硅烷、环氧丙基三甲氧基硅烷、β-(3,4-环氧环己基)乙基三乙氧基硅烷与β-(3,4-环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷中的一种或多种；
所述含-SH的抗氧化剂选自巯基苯并噻唑钠、β-巯基乙胺与2-巯基咪唑啉中的一种或多种；
所述金属离子络合剂选自羟基乙叉二膦酸、氨基三亚甲基膦酸、乙二胺四亚甲基膦酸钠、二乙烯三胺五亚甲基膦酸七钠、山梨醇、二巯基丙醇与二巯基丁二酸钠中的一种或多种。
4.根据权利要求3所述的使用方法，其特征在于，所述粘度稳定剂的用量为聚合物溶液质量的0.005％～0.1％。
5.根据权利要求3所述的使用方法，其特征在于，所述聚合物溶液中的聚合物为聚丙烯酰胺类驱油聚合物。
6.根据权利要求3所述的使用方法，其特征在于，所述聚合物溶液中包含油田污水。
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