CN106318359A - 一种驱油剂体系 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及化学剂合成、评价、油田开发等领域，公开了一种驱油剂体系，其中，所述驱油剂体系为在水的存在下，将部分水解聚丙烯酰胺、水溶性酚醛树脂、活化剂、水溶性碳酸盐以及分散剂混合均匀后得到，以1重量份所述部分水解聚丙烯酰胺为基准，所述水溶性酚醛树脂的含量为0.05-0.2重量份，所述活化剂的含量为0.1-1重量份，所述水溶性碳酸盐的含量为2-6重量份，并根据水质中Ca2+、Mg2+的含量，确定水溶性碳酸盐与油藏中Ca2+、Mg2+的综合摩尔比分别为0.7-0.9:1，所述分散剂的含量为2-6重量份。应用本发明所述驱油体系在高钙镁条件下能够有效保持或提高聚合物溶液的驱油效果。

Description

一种驱油剂体系
技术领域
本发明属于油田开发用化学品，涉及化学剂合成、评价、油田开发等领域，具体地，本发明涉及一种驱油剂体系。
背景技术
在三次采油过程中，采用加入聚合物、表面活性剂等化学驱油剂的方法，可使采收效率提高到80％以上。目前，常用的聚合物驱油剂主要有两类：一是以黄胞胶为代表的生物聚合物。黄胞胶具有一定的抗盐耐剪切性能，但是由于地层的高温会导致该生物聚合物发生热氧化降解，因此，采油地层温度一般不宜高于60℃。另外一类常用的驱油剂是以聚丙烯酰胺(PAM)以及部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)为代表的合成聚合物。但是，单纯使用HPAM时，它的耐温抗盐性能不理想，油藏条件下的极限使用温度为75℃，有盐存在时粘度剧烈下降，二价金属离子还会使其产生沉淀而丧失粘度。另外，HPAM在剪切作用下会发生分子链断裂，导致其增粘能力下降。特别是，高钙镁油藏地层水中的Ca2+、Mg2+含量很高，易与聚合物溶液中的羧基发生络合反应，从而降低聚合物溶液的粘度，无法满足高硬度油藏聚合物驱油的要求。因此，研发出一种在高钙镁油藏条件下有效保持或提高聚合物溶液驱油能力的聚合物溶液具有非常重要的现实意义。
发明内容
本发明的目的是克服上述缺陷，提供一种驱油剂体系，特别是能够适用于高钙镁油藏的驱油剂体系，应用该驱油体系在高钙镁条件下能够有效保持或提高聚合物溶液的驱油效果。
本发明的发明人通过大量的研究与实验后发现，将特定组成的部分水解聚丙烯酰胺与水溶性的酚醛树脂、交联活化剂、水溶性碳酸盐以及分散剂混合后能够形成稳定的颗粒悬浮驱油体系，在高钙镁油藏条件下能够有效保持或提高聚合物溶液的驱油能力。
为了实现上述目的，本发明提供一种驱油剂体系，其中，所述驱油剂体系为在水的存在下，将部分水解聚丙烯酰胺、水溶性酚醛树脂、活化剂、水溶性碳酸盐以及分散剂混合均匀后得到，以1重量份所述部分水解聚丙烯酰胺为基准，所述水溶性酚醛树脂的含量为0.05-0.2重量份，所述活化剂的含量为0.1-1重量份，所述水溶性碳酸盐的含量为2-6重量份，所述分散剂的含量为2-6重量份。
本发明通过形成驱油剂体系的各组分的合理配比，在矿化度25000mg/L，硬度1500mg/L模拟地层水条件下，温度为70℃的油藏条件下得到的颗粒悬浮驱油体系，充分发挥各组分的协同作用，热稳定180天后，用布氏粘度计DV-Ш测得驱油体系的粘度介于50-150mPa·s。由此说明本发明提供的驱油剂体系具有较佳的表观粘度，更优异的耐温和抗盐性能，特别适用于作为高钙镁油藏三次采油的驱油剂，可以大大提高三次采油的采收率。
本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
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。
本发明提供的驱油剂体系为在水的存在下，将部分水解聚丙烯酰胺、水溶性酚醛树脂、活化剂、水溶性碳酸盐以及分散剂混合均匀后得到，以1重量份所述部分水解聚丙烯酰胺为基准，所述水溶性酚醛树脂的含量为0.05-0.2重量份，所述活化剂的含量为0.1-1重量份，所述水溶性碳酸盐的含量为2-6重量份，所述分散剂的含量为2-6重量份。
按照本发明，优选情况下，所述部分水解聚丙烯酰胺的粘均分子量为1000万-2900万，更优选为1500万-2600万，水解度为5-25％，更优选为10-20％。
按照本发明，所述水溶性酚醛树脂的结构主要由羟甲基含量和分子量决定，其数均分子量优选为177-900，更优选为350-550，羟甲基含量优选为20％-55％，更优选为45-55％。
按照本发明，所述水溶性碳酸盐能够起到将高钙镁油藏中的Ca2+、Mg2+沉淀从而提高所述驱油剂体系的抗盐性能，进而保证所述驱油剂体系在高钙镁油藏条件下的良好驱油效果。因此，所述水溶性碳酸盐的含量可以根据高钙镁油藏中Ca2+、Mg2+的含量而确定，并根据水溶性碳酸盐的含量来确定本发明所述驱油剂体系中其他组分的含量，优选情况下，所述水溶性碳酸盐与油藏中Ca2+、Mg2+的综合摩尔比分别为0.7-0.9:1。所述综合摩尔比即水溶性碳酸盐与Ca2+、Mg2+的总量的摩尔比。所述水溶性碳酸盐可以是本领域技术人员公知的各种能够使Ca2+、Mg2+从油藏中沉淀的水溶性碳酸盐，优选为碳酸钠。
按照本发明，由于部分水解聚丙烯酰胺用作聚合物驱油剂的耐温性、耐盐性、抗剪切性能比较差，而水溶性酚醛树脂与部分水解聚丙烯酰胺的交联在一定条件下可以形成弱凝胶，从而提高这类聚合物的粘度、耐温性以及耐盐性和抗剪切性能。因此，按照本发明，所述活化剂可以是本领域技术人员公知的用于部分水解聚丙烯酰胺和水溶性酚醛树脂交联形成HPAM/水溶性酚醛树脂交联体系的各种活化剂，优选情况下，所述活化剂选自乌洛托品、间苯二酚和草酸铵中的一种或多种，更优选为上述三者的混合物，其中，乌洛托品、间苯二酚和草酸铵的质量比为3-5：2-4：1。
按照本发明，为了使驱油剂体系中的HPAM/水溶性酚醛树脂交联体系分散的更为均匀，以形成均一的颗粒悬浮体系，优选情况下，所述分散剂选自2-膦酸丁烷-1,2,4-三羧酸、氨基三亚甲基膦酸和马来酸酐-丙烯酸共聚物中的一种或多种，更优选为2-膦酸丁烷-1,2,4-三羧酸。
按照本发明，特别是，由部分水解聚丙烯酰胺、活化剂(乌洛托品、间苯二酚和草酸)与水溶性酚醛树脂形成的HPAM/水溶性酚醛树脂交联体系与水溶性碳酸盐碳酸钠、分散剂2-膦酸丁烷-1,2,4-三羧酸形成的驱油剂体系对于在高钙镁油藏条件下的驱油效果更佳。
按照本发明，将部分水解聚丙烯酰胺、水溶性酚醛树脂、活化剂、水溶性碳酸盐以及分散剂混合时各组分的混合顺序的可选择范围较宽，优选情况下，为了保证驱油剂体系的更佳驱油效果，所述混合方法包括：将部分水解聚丙烯酰胺溶解于水中，并在搅拌下与水溶性酚醛树脂、活化剂、水溶性碳酸盐以及分散剂混合均匀。
按照本发明，所述驱油剂体系中各组分的混合温度和混合时间没有特别限定，只要使得各组分充分混合均匀形成均一的悬浮颗粒驱油剂体系即可。优选情况下，所述混合的温度为60-75℃，所述混合的时间为8-24小时。
下面将通过具体实施例对本发明进行进一步的详细描述。
下述实施例中驱油剂体系的表观粘度通过布氏粘度计(DV-Ш)在转速恒为6转/分，温度为60-70℃的条件下测定得到，其中，测试条件包括：矿化度为25000mg/L，硬度为1500mg/L高硬度模拟地层水。下述实施例中，所述活化剂为质量比为4：3：1的乌洛托品、间苯二酚和草酸铵的混合物。
下述实施例中，部分水解聚丙烯酰胺的粘均分子量为2000万，水解度为18％(购自爱森(中国)絮凝剂有限公司，牌号为FP1630)。水溶性酚醛树脂的数均分子量为459，羟甲基含量49％。
实施例1
本实施例用于说明本发明提供的驱油剂体系的制备。
将部分水解聚丙烯酰胺溶解于模拟地层水(钙离子重量0.12质量％，镁离子重量0.03质量％，钠离子重量0.81质量％)中，配制质量浓度为0.05重量％的溶液，同时加入水溶性酚醛树脂0.005重量％，活化剂0.01重量％，碳酸钠0.3重量％(碳酸钠与钙、镁离子的综合摩尔比为0.8)，2-膦酸丁烷-1,2,4-三羧酸0.2重量％搅拌分散，装入抽滤瓶中抽空除氧后至氧含量约为0.1mg/L，导入50ml安瓿瓶中，用酒精喷灯密封，将密封好的实验样品放入70℃烘箱中，模拟油藏条件下驱油体系的形成过程。经过180天后，用布氏粘度计测得驱油体系的粘度51.5mPa·s。
实施例2
本实施例用于说明本发明提供的驱油剂体系的制备。
将部分水解聚丙烯酰胺溶解于模拟地层水中(钙离子重量0.15质量％，镁离子重量0质量％，钠离子重量0.81质量％)，配制质量浓度为0.05重量％的溶液，同时加入水溶性酚醛树脂0.005重量％，活化剂0.05重量％，碳酸钠0.3重量％(碳酸钠与钙、镁离子的综合摩尔比为0.83)，2-膦酸丁烷-1,2,4-三羧酸0.2重量％搅拌分散，装入抽滤瓶中抽空除氧后至氧含量约为0.1mg/L，导入50ml安瓿瓶中，用酒精喷灯密封，将密封好的实验样品放入70℃烘箱中，模拟油藏条件下驱油体系的形成过程。经过180天后，用布氏粘度计测得驱油体系的粘度80.4mPa·s。
实施例3
将部分水解聚丙烯酰胺溶解于模拟地层水中(钙离子重量0.12质量％，镁离子重量0质量％，钠离子重量1.22质量％)，配制质量浓度为0.05重量％的溶液，同时加入水溶性酚醛树脂0.01重量％，活化剂0.01重量％，碳酸钠0.3重量％(碳酸钠与钙、镁离子的综合摩尔比为0.9)，2-膦酸丁烷-1,2,4-三羧酸0.2重量％搅拌分散，装入抽滤瓶中抽空除氧后至氧含量约为0.1mg/L，导入50ml安瓿瓶中，用酒精喷灯密封，将密封好的实验样品放入70℃烘箱中，模拟油藏条件下驱油体系的形成过程。经过180天后，用布氏粘度计测得驱油体系的粘度84.6mPa·s。
实施例4
将部分水解聚丙烯酰胺溶解于模拟地层水中(钙离子重量0.12质量％，镁离子重量0.03质量％，钠离子重量0.81质量％)，配制质量浓度为0.05重量％的溶液，同时加入可溶性的酚醛树脂0.01重量％，活化剂0.05重量％，碳酸钠0.3重量％(碳酸钠与钙、镁离子的综合摩尔比为0.8)，2-膦酸丁烷-1,2,4-三羧酸0.2重量％搅拌分散，装入抽滤瓶中抽空除氧后至氧含量约为0.1mg/L，导入50ml安瓿瓶中，用酒精喷灯密封，将密封好的实验样品放入70℃烘箱中，模拟油藏条件下驱油体系的形成过程。经过180天后，用布氏粘度计测得驱油体系的粘度106.8mPa·s。
实施例5
将部分水解聚丙烯酰胺溶解于模拟地层水中(钙离子重量0.15质量％，镁离子重量0质量％，钠离子重量0.81质量％)，配制质量浓度为0.1重量％的溶液，同时加入水溶性酚醛树脂0.005重量％，活化剂0.01％，碳酸钠0.3重量％(碳酸钠与钙、镁离子的综合摩尔比为0.83)，2-膦酸丁烷-1,2,4-三羧酸0.2重量％搅拌分散，装入抽滤瓶中抽空除氧后至氧含量约为0.1mg/L，导入50ml安瓿瓶中，用酒精喷灯密封，将密封好的实验样品放入70℃烘箱中，模拟油藏条件下驱油体系的形成过程。经过180天后，用布氏粘度计测得驱油体系的粘度78.5mPa·s。
实施例6
将部分水解聚丙烯酰胺溶解于模拟地层水中(钙离子重量0.12质量％，镁离子重量0质量％，钠离子重量1.22质量％)，配制质量浓度为0.1重量％的溶液，同时加入水溶性酚醛树脂0.005重量％，活化剂0.05重量％，碳酸钠0.3重量％(碳酸钠与钙、镁离子的综合摩尔比为0.9)，2-膦酸丁烷-1,2,4-三羧酸0.2重量％搅拌分散，装入抽滤瓶中抽空除氧后至氧含量约为0.1mg/L，导入50ml安瓿瓶中，用酒精喷灯密封，将密封好的实验样品放入70℃烘箱中，模拟油藏条件下驱油体系的形成过程。经过180天后，用布氏粘度计测得驱油体系的粘度115.3mPa·s。
实施例7
将部分水解聚丙烯酰胺溶解于模拟地层水中(钙离子重量0.12质量％，镁离子重量0质量％，钠离子重量1.22质量％)，配制质量浓度为0.1重量％的溶液，同时加入水溶性酚醛树脂0.01重量％，活化剂0.01重量％，碳酸钠0.3重量％(碳酸钠与钙、镁离子的综合摩尔比为0.9)，2-膦酸丁烷-1,2,4-三羧酸0.2重量％搅拌分散，装入抽滤瓶中抽空除氧后至氧含量约为0.1mg/L，导入50ml安瓿瓶中，用酒精喷灯密封，将密封好的实验样品放入70℃烘箱中，模拟油藏条件下驱油体系的形成过程。经过180天后，用布氏粘度计测得驱油体系的粘度128.2mPa·s。
实施例8
将部分水解聚丙烯酰胺溶解于模拟地层水中(钙离子重量0.12质量％，镁离子重量0质量％，钠离子重量1.22质量％)，配制质量浓度为0.1重量％的溶液，同时加入水溶性酚醛树脂0.01重量％，活化剂0.05重量％，碳酸钠0.3重量％(碳酸钠与钙、镁离子的综合摩尔比为0.9)，2-膦酸丁烷-1,2,4-三羧酸0.2重量％搅拌分散，装入抽滤瓶中抽空除氧后至氧含量约为0.1mg/L，导入50ml安瓿瓶中，用酒精喷灯密封，将密封好的实验样品放入70℃烘箱中，模拟油藏条件下驱油体系的形成过程。经过180天后，用布氏粘度计测得驱油体系的粘度145.8mPa·s。
从上述实施例的效果数据可以看出，经过180天后，本发明提供的驱油剂体系的表观粘度均可以达到51.5mPa·s以上，更优异的可以达到145.8mPa·s。由此可见，本发明提供的驱油剂体系在经历长时间的驱油过程后仍然具有很好的耐热、抗盐性，高钙镁油藏条件下能够有效保持或提高聚合物溶液的驱油效果。

Claims (10)

1.一种驱油剂体系，其特征在于，所述驱油剂体系为在水的存在下，将部分水解聚丙烯酰胺、水溶性酚醛树脂、活化剂、水溶性碳酸盐以及分散剂混合均匀后得到，以1重量份所述部分水解聚丙烯酰胺为基准，所述水溶性酚醛树脂的含量为0.05-0.2重量份，所述活化剂的含量为0.1-1重量份，所述水溶性碳酸盐的含量为2-6重量份，所述分散剂的含量为2-6重量份。
2.根据权利要求1所述的驱油剂体系，其中，所述水溶性碳酸盐与油藏中Ca2+、Mg2+的综合摩尔比分别为0.7-0.9:1。
3.根据权利要求1或2所述的驱油剂体系，其中，所述部分水解聚丙烯酰胺的粘均分子量为1000万-2900万，水解度为水解度为5-25％。
4.根据权利要求3所述的驱油剂体系，其中，所述部分水解聚丙烯酰胺的粘均分子量为1500万-2600万，水解度为10-20％。
5.根据权利要求1或2所述的驱油剂体系，其中，所述水溶性酚醛树脂的数均分子量为177-900，羟甲基含量为20％-55％。
6.根据权利要求5所述的驱油剂体系，其中，所述水溶性酚醛树脂的分子量为数均分子量为350-550，羟甲基含量45-55％。
7.根据权利要求1或2所述的驱油剂体系，其中，所述活化剂选自乌洛托品、间苯二酚和草酸铵中的一种或多种，优选为上述三者的混合物，其中，乌洛托品、间苯二酚和草酸铵的质量比为3-5：2-4：1。
8.根据权利要求1或2所述的驱油剂体系，其中，所述分散剂选自2-膦酸丁烷-1,2,4-三羧酸、氨基三亚甲基膦酸和马来酸酐-丙烯酸共聚物中的一种或多种，优选为2-膦酸丁烷-1,2,4-三羧酸。
9.根据权利要求1或2所述的驱油剂体系，其中，所述水溶性碳酸盐为碳酸钠。
10.根据权利要求1或2所述的驱油剂体系，其中，在水的存在下，将部分水解聚丙烯酰胺、水溶性酚醛树脂、活化剂、水溶性碳酸盐以及分散剂混合的方法包括：将部分水解聚丙烯酰胺溶解于水中，并在搅拌下与水溶性酚醛树脂、活化剂、水溶性碳酸盐以及分散剂混合均匀，混合的温度为60-75℃。
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