CN107254303A - 一种耐温抗盐聚合物驱油剂 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种耐温抗盐聚合物驱油剂,属于油田化学剂技术领域。本发明先将无水乙醇、聚乙二醇等混合搅拌后依次加入钛酸正丁酯和乳酸,加热、冷却后得出料物,接着将出料物过滤、焙烧、粉碎收集过筛颗粒,得添加颗粒,将其与乙烯基三甲基硅烷和甲基丙烯酸酯混合,搅拌预热并加入双氧水,搅拌反应后,收集得到改性物,最后将改性物与蒸馏水、丙烯酰胺等混合,升温后再加入无水乙醇,搅拌出料后对其过滤、洗涤、干燥即可得耐温抗盐聚合物驱油剂。本发明所得的耐温抗盐聚合物驱油剂疏水性能好,大大增强了聚合物链的疏水作用,且不易发生卷曲,粘度效果增强,同时水溶性好,在高温水溶液中不易水解,提高了聚合物溶液的抗盐性。
Description
技术领域
本发明公开了一种耐温抗盐聚合物驱油剂,属于油田化学剂技术领域。
背景技术
目前,聚合物驱技术是油田开发提高采收率的主要技术,在技术和经济上都是成功的,得到了广泛的应用,具有广阔的应用前景。
现阶段油气开采中,水溶性聚合物的稳定性要求越来越高,稳定性包括剪切稳定性、化学稳定性、热稳定性、生物稳定性和长效稳定性等。具体而言,水溶性聚合物在高矿化度、高温、高剪切及不同pH值影响下,能够保持一定的粘度。这也是目前聚合物驱油剂开发着重考虑的一个方面。在化学驱提高采收率技术中,聚合物驱占据了重要的地位,随着技术日益成熟,其应用的油藏环境也由以前条件较好的一类油藏,逐渐向油藏条件较为恶劣的二、三类油藏转变,而聚合物主剂是聚合物驱在二、三类油藏中获得成功的重要因素。
目前常用于强化石油开采的聚合物驱油剂的工业产品部分水解聚丙烯酰胺,它依赖于高分子量和聚合物分子链上的离子和强极性侧基的排斥作用而达到增粘效果。但是,高分子量聚合物当受到较大的拉伸和剪切应力时,易于发生机械降解而丧失粘度,在低渗透率岩层中注入聚合物时尤为明显。水溶液中的阳离子,尤其是二价离子,会屏蔽聚合物中的离子基团,使聚合物分子链卷曲,流体力学体积减小甚至沉淀,从而使增粘性大大降低。当地层深度达2000米时,油层温度较高,聚丙烯酰胺中的酰胺基在高温水溶液中易水解,使聚合物溶液的抗盐性急剧下降。因此,亟待寻找一种在具有较大的拉伸和剪切力时,不易发生机械降解,同时疏水性能、水溶性及抗盐性好的驱油剂。
发明内容
本发明所要解决的技术问题:针对目前聚合物驱油剂在受到较大的拉伸和剪切应力时,易发生机械降解而丧失粘度,疏水性能不好,同时水溶性不好,在高温水溶液中易水解,使聚合物溶液抗盐性降低的缺陷。提供了一种耐温抗盐聚合物驱油剂。
为解决上述技术问题,本发明采用如下所述的技术方案是:
本发明的耐温抗盐聚合物驱油剂,包括按重量份数的原料:60~70份蒸馏水、30~35份丙烯酰胺、22~24份N,N-二甲基酰胺、17~24份改性物、12~19份乙烯基吡啶及2~3份过硫酸钾。
所述改性物的制备为:将添加颗粒、乙烯基三甲基硅烷及甲基丙烯酸酯放入容器中搅拌均匀,并将容器置于80~90℃中搅拌预热,再加入双氧水,对容器抽真空至真空度为0.02~0.06MPa,进行反应,冷却至室温,收集反应器中的混合物,即可。
所述添加颗粒、乙烯基三甲基硅烷、甲基丙烯酸酯及双氧水的质量比为2:2:5:2~2:2:7:2。
所述添加颗粒的制备,包括如下制备步骤:
a.按重量份数计,取30~35份无水乙醇、13~18份聚乙二醇、10~15份十二烷基苯磺酸钠、6~13份硅酸钠及4~7份碳酸钙,放入反应釜中,设定温度为60~70℃,搅拌均匀,再依次加入13~18份钛酸正丁酯、7~12份乳酸,升温至110~115℃,保温18~22h;
b.在保温结束后冷却至室温,进行出料,收集出料物,并将出料物置于10~15℃中静置,进行过滤,收集滤饼,将滤饼进行焙烧,冷却至室温,收集焙烧物,粉碎,过筛,收集过筛颗粒,即可得添加颗粒。
所述步骤b中焙烧温度为460~490℃,焙烧时间为2~4h。
本发明耐温抗盐聚合物驱油剂的制备方法,包括如下制备步骤:
(1)按照重量份数的配比进行取料;
(2)将蒸馏水、丙烯酰胺、N,N-二甲基酰胺、改性物、乙烯基吡啶及过硫酸钾,放入反应釜中,使用氮气保护,搅拌混合,升温至60~65℃,搅拌反应3~5h,冷却至室温,再加入丙烯酰胺等质量的无水乙醇,搅拌后出料,并对出料物进行过滤,使用无水乙醇洗涤过滤物,将洗涤后的过滤物干燥,收集干燥物,即可得耐温抗盐聚合物驱油剂。
本发明与其他方法相比,有益技术效果是:
(1)本发明利用硅酸钠、聚乙二醇作为基料,制备出含有介孔二氧化硅的过筛颗粒,同时利用表面活性剂十二烷基苯磺酸钠对其改性,增加疏水性能,再使用偶联剂及甲基丙烯酸酯对其孔隙进行进一步改性,同时负载疏水性单体,增加了疏水性能,再在聚丙烯酰胺合成过程中与改性后的颗粒混合,引入乙烯基吡啶进行改性,提高了机械性能;
(2)本发明所得的耐温抗盐聚合物驱油剂具有良好的化学稳定性和抗吸附性,同时有明显的增粘性以及较强的抗剪切性;
(3)本发明所得的耐温抗盐聚合物驱油剂疏水性能好,同时水溶性好,在高温水溶液中不易水解,提高了聚合物溶液的抗盐性。
具体实施方式
添加颗粒的制备:a.按重量份数计,取30~35份无水乙醇、13~18份聚乙二醇、10~15份十二烷基苯磺酸钠、6~13份硅酸钠及4~7份碳酸钙,放入反应釜中,设定温度为60~70℃,以160r/min搅拌30~40min,再依次加入13~18份钛酸正丁酯、7~12份乳酸,升温至110~115℃,保温18~22h;
b.在保温结束后冷却至室温,进行出料,收集出料物,并将出料物置于10~15℃中静置2~3h,进行过滤,收集滤饼,将滤饼放入马弗炉中,设定温度为460~490℃,保温焙烧2~4h,自然冷却至室温,收集焙烧物,入粉碎机中进行粉碎,过300目筛,收集过筛颗粒,即可得添加颗粒。
所述改性物的制备为:按质量比2:2:5~2:2:7,将添加颗粒、乙烯基三甲基硅烷及甲基丙烯酸酯放入带有搅拌器、温度计及蒸馏装置的三口烧瓶中,并将三口烧瓶置于油浴锅中,设定温度为80~90℃,搅拌预热20~25min,再加入乙烯基三甲基硅烷等质量的质量分数为20%的双氧水,对三口烧瓶进行抽真空至真空度为0.02~0.06MPa,以200r/min搅拌反应20~23h,自然冷却至室温,收集三口烧瓶中的混合物,即可。
本发明的耐温抗盐聚合物驱油剂,包括按重量份数的原料:60~70份蒸馏水、30~35份丙烯酰胺、22~24份N,N-二甲基酰胺、17~24份改性物、12~19份乙烯基吡啶及2~3份过硫酸钾。
本发明耐温抗盐聚合物驱油剂的制备方法,包括如下制备步骤:
(1)按照重量份数的配比进行取料;
(2)将蒸馏水、丙烯酰胺、N,N-二甲基酰胺、改性物、乙烯基吡啶及过硫酸钾,放入反应釜中,使,使用氮气保护,以200r/min搅拌10~15min,升温至60~65℃,搅拌反应3~5h,自然冷却至室温,再加入丙烯酰胺等质量的无水乙醇,搅拌10~15min后出料,并对出料物进行过滤,使用过滤液体积1~2倍的无水乙醇洗涤过滤物,将洗涤后的过滤物将洗涤后的过滤物放入50℃干燥箱中干燥2~3h,收集干燥物,即可得耐温抗盐聚合物驱油剂。
实例1
添加颗粒的制备:a.按重量份数计,取35份无水乙醇、18份聚乙二醇、15份十二烷基苯磺酸钠、13份硅酸钠及7份碳酸钙,放入反应釜中,设定温度为70℃,以160r/min搅拌40min,再依次加入18份钛酸正丁酯、12份乳酸,升温至115℃,保温18~22h;
b.在保温结束后冷却至室温,进行出料,收集出料物,并将出料物置于15℃中静置3h,进行过滤,收集滤饼,将滤饼放入马弗炉中,设定温度为490℃,保温焙烧4h,自然冷却至室温,收集焙烧物,入粉碎机中进行粉碎,过300目筛,收集过筛颗粒,即可得添加颗粒。
所述改性物的制备为:按质量比2:2:7,将添加颗粒、乙烯基三甲基硅烷及甲基丙烯酸酯放入带有搅拌器、温度计及蒸馏装置的三口烧瓶中,并将三口烧瓶置于油浴锅中,设定温度为90℃,搅拌预热25min,再加入乙烯基三甲基硅烷等质量的质量分数为20%的双氧水,对三口烧瓶进行抽真空至真空度为0.06MPa,以200r/min搅拌反应23h,自然冷却至室温,收集三口烧瓶中的混合物,即可。
本发明的耐温抗盐聚合物驱油剂,包括按重量份数的原料:70份蒸馏水、35份丙烯酰胺、24份N,N-二甲基酰胺、24份改性物、19份乙烯基吡啶及3份过硫酸钾。
本发明耐温抗盐聚合物驱油剂的制备方法,包括如下制备步骤:
(1)按照重量份数的配比进行取料;
(2)将蒸馏水、丙烯酰胺、N,N-二甲基酰胺、改性物、乙烯基吡啶及过硫酸钾,放入反应釜中,使,使用氮气保护,以200r/min搅拌15min,升温至65℃,搅拌反应5h,自然冷却至室温,再加入丙烯酰胺等质量的无水乙醇,搅拌15min后出料,并对出料物进行过滤,使用过滤液体积2倍的无水乙醇洗涤过滤物,将洗涤后的过滤物将洗涤后的过滤物放入50℃干燥箱中干燥3h,收集干燥物,即可得耐温抗盐聚合物驱油剂。
实例2
添加颗粒的制备:a.按重量份数计,取35份无水乙醇、18份聚乙二醇、15份十二烷基苯磺酸钠、13份硅酸钠及7份碳酸钙,放入反应釜中,设定温度为70℃,以160r/min搅拌40min,再依次加入18份钛酸正丁酯、12份乳酸,升温至115℃,保温18~22h;
b.在保温结束后冷却至室温,进行出料,收集出料物,并将出料物置于15℃中静置3h,进行过滤,收集滤饼,将滤饼放入马弗炉中,设定温度为490℃,保温焙烧4h,自然冷却至室温,收集焙烧物,入粉碎机中进行粉碎,过300目筛,收集过筛颗粒,即可得添加颗粒。
所述改性物的制备为:按质量比2:2:7,将添加颗粒、乙烯基三甲基硅烷及甲基丙烯酸酯放入带有搅拌器、温度计及蒸馏装置的三口烧瓶中,并将三口烧瓶置于油浴锅中,设定温度为90℃,搅拌预热25min,再加入乙烯基三甲基硅烷等质量的质量分数为20%的双氧水,对三口烧瓶进行抽真空至真空度为0.06MPa,以200r/min搅拌反应23h,自然冷却至室温,收集三口烧瓶中的混合物,即可。
本发明的耐温抗盐聚合物驱油剂,包括按重量份数的原料:60份蒸馏水、30份丙烯酰胺、22份N,N-二甲基酰胺、17份改性物、12份乙烯基吡啶及2份过硫酸钾。
本发明耐温抗盐聚合物驱油剂的制备方法,包括如下制备步骤:
(1)按照重量份数的配比进行取料;
(2)将蒸馏水、丙烯酰胺、N,N-二甲基酰胺、改性物、乙烯基吡啶及过硫酸钾,放入反应釜中,使,使用氮气保护,以200r/min搅拌15min,升温至65℃,搅拌反应5h,自然冷却至室温,再加入丙烯酰胺等质量的无水乙醇,搅拌15min后出料,并对出料物进行过滤,使用过滤液体积2倍的无水乙醇洗涤过滤物,将洗涤后的过滤物将洗涤后的过滤物放入50℃干燥箱中干燥3h,收集干燥物,即可得耐温抗盐聚合物驱油剂。
实例3
添加颗粒的制备:a.按重量份数计,取35份无水乙醇、18份聚乙二醇、15份十二烷基苯磺酸钠、13份硅酸钠及7份碳酸钙,放入反应釜中,设定温度为70℃,以160r/min搅拌40min,再依次加入18份钛酸正丁酯、12份乳酸,升温至115℃,保温18~22h;
b.在保温结束后冷却至室温,进行出料,收集出料物,并将出料物置于15℃中静置3h,进行过滤,收集滤饼,将滤饼放入马弗炉中,设定温度为490℃,保温焙烧4h,自然冷却至室温,收集焙烧物,入粉碎机中进行粉碎,过300目筛,收集过筛颗粒,即可得添加颗粒。
所述改性物的制备为:按质量比2:2:7,将添加颗粒、乙烯基三甲基硅烷及甲基丙烯酸酯放入带有搅拌器、温度计及蒸馏装置的三口烧瓶中,并将三口烧瓶置于油浴锅中,设定温度为90℃,搅拌预热25min,再加入乙烯基三甲基硅烷等质量的质量分数为20%的双氧水,对三口烧瓶进行抽真空至真空度为0.06MPa,以200r/min搅拌反应23h,自然冷却至室温,收集三口烧瓶中的混合物,即可。
本发明的耐温抗盐聚合物驱油剂,包括按重量份数的原料:65份蒸馏水、32份丙烯酰胺、23份N,N-二甲基酰胺、22份改性物、17份乙烯基吡啶及3份过硫酸钾。
本发明耐温抗盐聚合物驱油剂的制备方法,包括如下制备步骤:
(1)按照重量份数的配比进行取料;
(2)将蒸馏水、丙烯酰胺、N,N-二甲基酰胺、改性物、乙烯基吡啶及过硫酸钾,放入反应釜中,使,使用氮气保护,以200r/min搅拌15min,升温至65℃,搅拌反应5h,自然冷却至室温,再加入丙烯酰胺等质量的无水乙醇,搅拌15min后出料,并对出料物进行过滤,使用过滤液体积2倍的无水乙醇洗涤过滤物,将洗涤后的过滤物将洗涤后的过滤物放入50℃干燥箱中干燥3h,收集干燥物,即可得耐温抗盐聚合物驱油剂。
对照例:市售失水山梨醇脂肪酸酯S-20
1.抗盐性能测试:
将实例及对照例的驱油剂用不同的无机盐含量的盐水配制成质量分数为0.3%的盐水驱油溶液,并对其的抗盐能力进行测定,其测定结果如表1。
表1
NaCl浓度(mg/L) | 0 | 1000 | 2000 | 3000 | 4000 | 5000 | 6000 |
实例1表面张力10-3 N/m | 24.5 | 26.5 | 26.6 | 26.7 | 26.8 | 26.9 | 27.0 |
实例2表面张力10-3 N/m | 23.5 | 25.1 | 25.3 | 25.4 | 25.5 | 25.6 | 25.7 |
实例3表面张力10-3 N/m | 25.1 | 26.2 | 26.3 | 26.5 | 26.6 | 26.7 | 26.8 |
对照例表面张力10-3 N/m | 27.8 | 29.4 | 31.2 | 34.6 | 38.9 | 42.5 | 43.6 |
由表1可知,本发明制备的驱油剂随着NaCl浓度的升高,表面张力变化较小,体现了其具有较好的抗盐性能。
2.耐温性能测试:
将模拟地层水与实例及对照例配成浓度为2000mg/L的溶液,在剪切速率7.34s-1,不同温度下测试其粘度,测试结果如表2。
表2
其中模拟地层水的离子组成:
由表2可知,本发明制备的驱油剂随着温度的升高,其粘度变化不大,体现了其具有较高的耐温性能。
Claims (6)
1.一种耐温抗盐聚合物驱油剂,其特征在于,包括按重量份数的原料:60~70份蒸馏水、30~35份丙烯酰胺、22~24份N,N-二甲基酰胺、17~24份改性物、12~19份乙烯基吡啶及2~3份过硫酸钾。
2.根据权利要求1所述的耐温抗盐聚合物驱油剂,其特征在于,所述改性物的制备为:将添加颗粒、乙烯基三甲基硅烷及甲基丙烯酸酯放入容器中搅拌均匀,并将容器置于80~90℃中搅拌预热,再加入双氧水,对容器抽真空至真空度为0.02~0.06MPa,进行反应,冷却至室温,收集反应器中的混合物,即可。
3.根据权利要求2所述的耐温抗盐聚合物驱油剂,其特征在于,所述添加颗粒、乙烯基三甲基硅烷、甲基丙烯酸酯及双氧水的质量比为2:2:5:2~2:2:7:2。
4.根据权利要求2或3所述的耐温抗盐聚合物驱油剂,其特征在于,所述添加颗粒的制备,包括如下制备步骤:
a.按重量份数计,取30~35份无水乙醇、13~18份聚乙二醇、10~15份十二烷基苯磺酸钠、6~13份硅酸钠及4~7份碳酸钙,放入反应釜中,设定温度为60~70℃,搅拌均匀,再依次加入13~18份钛酸正丁酯、7~12份乳酸,升温至110~115℃,保温18~22h;
b.在保温结束后冷却至室温,进行出料,收集出料物,并将出料物置于10~15℃中静置,进行过滤,收集滤饼,将滤饼进行焙烧,冷却至室温,收集焙烧物,粉碎,过筛,收集过筛颗粒,即可得添加颗粒。
5.根据权利要求4所述的耐温抗盐聚合物驱油剂,其特征在于,所述步骤b中焙烧温度为460~490℃,焙烧时间为2~4h。
6.一种如权利要求1所述耐温抗盐聚合物驱油剂的制备方法,其特征在于,包括如下制备步骤:
(1)按照重量份数的配比进行取料;
(2)将蒸馏水、丙烯酰胺、N,N-二甲基酰胺、改性物、乙烯基吡啶及过硫酸钾,放入反应釜中,使用氮气保护,搅拌混合,升温至60~65℃,搅拌反应3~5h,冷却至室温,再加入丙烯酰胺等质量的无水乙醇,搅拌后出料,并对出料物进行过滤,使用无水乙醇洗涤过滤物,将洗涤后的过滤物干燥,收集干燥物,即可得耐温抗盐聚合物驱油剂。
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