CN108341911A

CN108341911A - 一种多功能聚合物驱油剂及其制备方法和应用

Info

Publication number: CN108341911A
Application number: CN201710324752.7A
Authority: CN
Inventors: 纪振云; 周洋
Original assignee: XINJIANG HUAYOU TECHNOLOGY SERVICE Co Ltd
Current assignee: XINJIANG HUAYOU TECHNOLOGY SERVICE Co Ltd
Priority date: 2017-05-10
Filing date: 2017-05-10
Publication date: 2018-07-31
Anticipated expiration: 2037-05-10
Also published as: CN108341911B

Abstract

本发明提供一种多功能聚合物驱油剂的制备方法，是以全氟辛基乙基丙烯酸酯为疏水单体,加入乳化剂、引发剂和水，与丙烯酰胺、2‑丙烯酰胺基‑2‑甲基丙磺酸、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵一起形成溶液，并通过自由基胶束共聚法制备而成。本发明还提供应用该方法制备得到的驱油剂及其应用。本发明的多功能聚合物驱油剂可以作为一种油田注水井调剖与油层洗油、驱油、降低原油粘度为一体的多功能聚合物。其在水溶液中存在强烈的分子间疏水缔合作用，抗盐、抗剪切、耐高温，其配制工艺简单，调剖强度高、有效期长，驱油性能良好。

Description

一种多功能聚合物驱油剂及其制备方法和应用

技术领域

本发明涉及油田区域内油井三次采油工艺，具体涉及油田提高采收率所用多功能聚合物驱油剂及其制备方法和应用。

背景技术

国内大部分油田已处于高含水开发期。国内大多数油田总的采出程度不超过30%,储层剩余油资源总量非常大。因此，探索改善高含水期油田水驱效果、提高采收率的新方法十分迫切。目前在大庆、胜利、大港等油田应用较广的聚合物驱油技术较好地改善了水驱效果，提高了原油采收率。但是由于聚合物在注入过程中受机械、射孔孔喉及地层的剪切而降解，有效粘度降低，难以形成有效的驱油段塞，削弱了驱油效果。因此急需研发一种抗温、抗盐、抗剪切能力强的驱油剂以改善三次采油驱替效率，提高油井采收率。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有的缺陷，提供了一种针对油田三次采油技术的多功能聚合驱油剂，同时提供了其制备方法和应用。

本发明的第一个目的是提供一种多功能聚合物驱油剂的制备方法，是以全氟辛基乙基丙烯酸酯为疏水单体,加入乳化剂、引发剂和水，与丙烯酰胺、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵一起形成溶液，并通过自由基胶束共聚法制备而成。

作为优选，所述自由基胶束共聚法的反应温度为50-60℃，共聚时间为6-8h。

作为进一步优选，所述自由基胶束共聚法的反应温度为50℃，共聚时间为8h。

作为优选，所述全氟辛基乙基丙烯酸酯FM在溶液中的质量分数为0.1-0.5%；所述AMPS在溶液中的质量分数为5-25%；所述DMC在溶液中的质量分数为5-15%；所述AM在溶液中的质量分数为2-3%；所述氨水在溶液中的质量分数为1-3%；所述引发剂K₂S₂O₈在溶液中的质量分数为0.1-0.3%。

作为优选，所述乳化剂与全氟辛基乙基丙烯酸酯的质量比为50-100：1。

作为优选，所述乳化剂为OP-10。

作为优选，所述全氟辛基乙基丙烯酸酯FM在溶液中的质量分数为0.3%；所述AMPS在溶液中的质量分数为20%；所述DMC在溶液中的质量分数为10%；所述AM在溶液中的质量分数为2.5%；所述氨水在溶液中的质量分数为2%；所述引发剂K₂S₂O₈在溶液中的质量分数为0.2%；所述乳化剂与全氟辛基乙基丙烯酸酯的质量比为50：1。

本发明的第二个目的是提供一种多功能聚合物驱油剂，其为应用权利要求1-6任一所述的方法得到的。

本发明的第三个目的是提供上述驱油剂在油田注水井调剖与油层洗油、驱油、抗盐、降低原油粘度中的应用。

作为优选，当所述驱油剂的质量百分比为0.2-0.4%时，具有良好的降低原油粘度的效果。

作为优选，当所述驱油剂的质量百分比为0.8-1.0%时，具有良好的驱油效果。

本发明的多功能聚合物驱油剂的特点及有益效果为：

1、所得聚合物驱油剂集调剖、驱油、降粘等功能一体化；

2、聚合物驱油剂抗温、抗剪切、抗盐性能良好；

3、聚合物驱油剂对原油的降粘率能达到80%；

4、聚合物驱油剂提高采收率能达到10%。

本发明的多功能聚合物驱油剂可以作为一种油田注水井调剖与油层洗油、驱油、降低原油粘度为一体的多功能聚合物。其在水溶液中存在强烈的分子间疏水缔合作用，抗盐、抗剪切、耐高温，其配制工艺简单，调剖强度高、有效期长，驱油性能良好。

附图说明

附图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，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为本发明的多功能聚合驱油剂溶液粘度随时间变化的曲线；

图2为本发明的多功能聚合驱油剂溶液粘度随氯化钠浓度变化的曲线；

图3为本发明的多功能聚合驱油剂溶液抗剪切性能评价曲线。

具体实施方式

以下的实施例便于更好地理解本发明，但并不限定本发明。下述实施例中的实验方法，如无特殊说明，均为常规方法。下述实施例中所用的试验材料，如无特殊说明，均为市售。

试剂：全氟辛基乙基丙烯酸酯(FM)，分析纯，阜新恒通氟化学有限公司产品；2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)，分析纯，北京瑞博龙石油科技发展有限公司产品；甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DMC)，分析纯，无锡新宇化工有限公司产品；氨水，质量分数为25.0%，分析纯，西安三浦精细化工厂产品；丙烯酰胺(AM)、无水乙醇，分析纯，天津市科密欧化学试剂有限公司产品；过硫酸钾(K₂S₂O₈)，分析纯，天津市化学试剂六厂产品；亚硫酸氢钠(NaHSO₃)，分析纯，天津市登峰化学品有限公司产品；乳化剂(OP-10)，分析纯，浙江东越化工有限公司产品；超高相对分子质量聚丙烯酰胺(HPAM)，相对分子质量为3500万，分析纯，天津化工研究设计院产品；去离子水。

本发明的多功能聚合驱油剂通过自由基胶束共聚法制成，具体制备方法为：

将一定量的乳化剂OP-10和疏水单体FM溶于去离子水中，倒入三口烧瓶，通氮驱氧30-60min；搅拌升温，加入AM、DMC、AMPS和氨水，再加入引发剂K₂S₂O₈引发聚合，反应温度为50-60℃，共聚反应时间为6-8h（无需搅拌），得到胶状共聚物(FPAM)，用无水乙醇沉淀、洗涤2～3次，沉淀物在真空干燥箱中(80℃)干燥，然后放入保干器中备用。

其中，乳化剂(OP-10)与全氟辛基乙基丙烯酸酯（FM）的质量比为5-25：1；

全氟辛基乙基丙烯酸酯FM在溶液中的质量分数为0.1-0.5%；

AMPS在溶液中的质量分数为5-25%；

DMC在溶液中的质量分数为5-15%；

AM在溶液中的质量分数为2-3%；

氨水在溶液中的质量分数为1-3%；

引发剂K₂S₂O₈在溶液中的质量分数为0.1-0.3%。

实施例1

本发明的多功能聚合驱油剂的制备方法为：

将一定量的乳化剂OP-10和疏水单体FM溶于去离子水中，倒入三口烧瓶，通氮驱氧30min；搅拌升温，加入AM、DMC、AMPS和氨水，再加入引发剂K₂S₂O₈引发聚合，反应温度为50℃，共聚反应时间为8h（无需搅拌），得到胶状共聚物(FPAM)，用无水乙醇沉淀、洗涤3次，沉淀物在真空干燥箱中(80℃)干燥，然后放入保干器中备用。表1为本发明的多功能聚合驱油剂的具体配方。

表1

综合对比上述实验，应用配方4制得的多功能聚合物驱油剂性能最佳。

实施例2 本发明的多功能聚合驱油剂的增粘性能评价

我们将应用配方4制备的浓度为1500mg/l和2500mg/l的多功能聚合驱油剂置于50℃恒温水浴箱中，每天记录驱油剂溶液粘度随时间的关系曲线。实验结果如图1所示。

由图1可以看出，多功能聚合驱油剂浓度为1500mg/l和2500mg/l时，多功能聚合驱油剂粘度随时间的变化，粘度变化不大，说明该驱油剂溶液具有较好的稳定性，不会在地层降解。

实施例3 本发明的多功能聚合驱油剂的抗盐性能评价

用w(NaCl)分别为0、3%、6%、9%、12%的盐水将应用配方4制备的本发明的多功能聚合物驱油剂和未改性的水解型聚丙烯酰胺(HPAM)分别配制成水溶液，多功能聚合物驱油剂和水解型聚丙烯酰胺的质量分数均为0.1%。溶解2h后，在温度20℃、剪切速率1850s^-1下测定其表观黏度，结果参见图2。

从图2可知，随着盐水含量的增加，未改性HPAM的表观黏度呈下降趋势，特别是w(NaCl)为6%～9%范围内，表观黏度下降很快，当w(NaCl)为9%时，表观黏度降至8mPa·s。随着盐水含量的增加，多功能聚合物驱油剂的表观黏度先下降后上升，然后维持在16～18mPa·s范围；当w(NaCl)为6%时, 多功能聚合物驱油剂的表观黏度降至最低值。由此说明FPAM的抗盐性能比HPAM好。这是因为FPAM中存在氟碳烷基长链，具有疏水缔合力，同时含有阴离子磺酸基，使其抗盐性能明显提高。

实施例4 本发明的多功能聚合驱油剂的抗剪切性能评价

聚合物驱油过程中，要在无氧条件下经过一定的剪切降解。用油田污水（矿化度5383mg/L）分别配制应用配方4制备制备的多功能聚合物驱油剂（10203-III）、炼化抗盐3500万聚丙烯酰胺溶液，浓度为1000mg/L，剪切条件为20000转/分，时间30秒，剪切后溶液于45℃密封在安培瓶中存放，定期检测粘度。结果参见图3。

总体看，经过剧烈剪切后的多功能聚合物驱油剂粘度一开始下降，然后又慢慢上升，最后缓慢下降。比聚丙烯酰胺抗剪切性能好。

实施例5 本发明的多功能聚合驱油剂的降粘性能评价

针对含水原油（30%）进行粘度测试，本发明的应用配方4制备的多功能聚合物驱油剂质量百分比为0.2-0.4%时，降粘率达到80%。具体参见表2。

表2 降粘性能评价

实施例6 本发明的多功能聚合驱油剂的驱替效率评价

本发明的应用配方4制备的多功能聚合物驱油剂和聚丙烯酰胺水溶液的驱油实验结果列于表3。

由表3可以看出，在聚合物质量浓度均为1.0g/L、聚合物溶液注入量均为0.38L的条件下，耐盐能力较差的聚丙烯酰胺的污水溶液与清水溶液相比，其表观黏度和提高采收率幅度明显较低；而本发明的多功能聚合物驱油剂污水溶液的表观黏度和提高采收率幅度又显著高于聚丙烯酰胺清水溶液；在表观黏度和相同注入量条件下，质量浓度为0.8g/L的本发明的多功能聚合物驱油剂污水溶液的提高采收率的幅度与质量浓度1.0g/L的聚丙烯酰胺清水溶液相近。

表3

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种多功能聚合物驱油剂的制备方法，其特征在于：是以全氟辛基乙基丙烯酸酯为疏水单体,加入乳化剂、引发剂和水，与丙烯酰胺、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵一起形成溶液，并通过自由基胶束共聚法制备而成。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述自由基胶束共聚法的反应温度为50-60℃，共聚时间为6-8h；作为优选，所述自由基胶束共聚法的反应温度为50℃，共聚时间为8h。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述全氟辛基乙基丙烯酸酯FM在溶液中的质量分数为0.1-0.5%；所述AMPS在溶液中的质量分数为5-25%；所述DMC在溶液中的质量分数为5-15%；所述AM在溶液中的质量分数为2-3%；所述氨水在溶液中的质量分数为1-3%；所述引发剂K₂S₂O₈在溶液中的质量分数为0.1-0.3%。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述乳化剂与全氟辛基乙基丙烯酸酯的质量比为50-100：1。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：所述乳化剂为OP-10。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于：所述全氟辛基乙基丙烯酸酯FM在溶液中的质量分数为0.3%；所述AMPS在溶液中的质量分数为20%；所述DMC在溶液中的质量分数为10%；所述AM在溶液中的质量分数为2.5%；所述氨水在溶液中的质量分数为2%；所述引发剂K₂S₂O₈在溶液中的质量分数为0.2%；所述乳化剂与全氟辛基乙基丙烯酸酯的质量比为50：1。

7.一种多功能聚合物驱油剂，其为应用权利要求1-6任一所述的方法得到的。

8.权利要求7所述的驱油剂在油田注水井调剖与油层洗油、驱油、抗盐、降低原油粘度中的应用。

9.根据权利要求8所述的应用，其特征在于：当所述驱油剂的质量百分比为0.2-0.4%时，具有良好的降低原油粘度的效果。

10.根据权利要求8所述的应用，其特征在于：当所述驱油剂的质量百分比为0.8-1.0%时，具有良好的驱油效果。