CN109575901A - 无毒高温油藏深部聚合物弱凝胶调驱体系及其制备方法 - Google Patents

无毒高温油藏深部聚合物弱凝胶调驱体系及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种无毒高温油藏深部聚合物弱凝胶调驱体系及其制备方法，以聚合物弱凝胶调驱体系的重量计，该聚合物弱凝胶调驱体系包括：聚合物0.1‑0.4wt％、主交联剂0.05‑0.3wt％、辅助交联剂0.05‑0.5wt％、PH调节剂0.1～0.5wt％，余量为水；其中，所述聚合物为聚丙烯酰胺基聚合物。本发明的聚合物弱凝胶调驱体系注入油藏后在高温作用下发生一定的交联反应，体系粘度大幅度提高，有利于提高聚合物体系的扩大波及体积的能力，从而能大幅度提高原油采收率。

Description

无毒高温油藏深部聚合物弱凝胶调驱体系及其制备方法
技术领域
本发明属于化学驱油剂领域，更具体地，涉及一种无毒高温油藏深部聚合物弱凝胶调驱体系及其制备方法。
背景技术
聚合物弱凝胶调驱体系是一种由低浓度聚合物和交联剂形成的凝胶体系，体系中聚合物分子与交联剂分子形成分子间连接的三维网络结构，其体系的粘度比聚合物溶液大，但又比强凝胶体系弱很多，粘度一般在10～103mPa·s之间，因此该体系在油藏深部既具有流动性，又有较强的流体转向能力，从而具有深部调剖和驱油的双重作用。
交联剂是聚合物弱凝胶调驱体系中的关键成分，主要有三类：①能与聚合物分子中羧酸基团作用的过渡金属有机交联剂(如有机铬、柠檬酸铝等)。过渡金属(如有机铬、有机铝、有机锆等)经过水合、水解、羟桥等作用后，与聚合物中的羧基作用，有效交联后形成交联；②能与水溶性聚合物分子中酰胺基团作用的有机树脂交联剂(如甲醛、水溶性酚醛树脂等)。该类交联剂主要是甲醛或水溶性酚醛树脂与聚合物中的酰胺基反应，在高温油藏条件下形成热稳定性较好的三维网络凝胶；③前两种按一定比例复合而成的交联剂。过渡金属有机交联聚合物驱油体系成胶时间快，成胶强度较高，但高温老化后易破胶缩水；醛类交联聚合物驱油体系成胶时间缓慢，热稳定性好；将这两类交联体系有效复合，可得到成胶时间可控，成胶强度高，热稳定性较好的交联聚合物驱油体系。
但是目前现有弱凝胶体系的交联剂具有一定的局限性，有机金属离子交联剂只能用于中低温油藏，酚醛类交联剂只能用于高温油藏，并且铬离子以及苯酚和甲醛都有毒性，苯酚和甲醛还具有刺激性气味。
发明内容
本发明的目的是提供一种无毒高温油藏深部聚合物弱凝胶调驱体系，克服目前弱凝胶体系有毒的缺点。
为了实现上述目的，本发明的一方面提供一种无毒高温油藏深部聚合物弱凝胶调驱体系，以聚合物弱凝胶调驱体系的重量计，该聚合物弱凝胶调驱体系包括：聚合物0.1-0.4wt％、主交联剂0.05-0.3wt％、辅助交联剂0.05-0.5wt％、PH调节剂0.1-0.5wt％，余量为水；其中，所述聚合物为聚丙烯酰胺基聚合物。
本发明的另一方面提供一种所述的无毒高温油藏深部聚合物弱凝胶调驱体系的制备方法，该制备方法包括：
(1)将主交联剂和聚合物与水混合均匀，获得聚合物溶液；
(2)向所述聚合物溶液中加入辅助交联剂和PH调节剂，搅拌均匀直至完全溶解，获得聚合物弱凝胶调驱体系。
本发明的技术方案具有如下优点：
(1)本发明的聚合物弱凝胶调驱体系注入油藏后在高温作用下发生一定的交联反应，体系粘度大幅度提高，有利于提高聚合物体系的扩大波及体积的能力，从而能大幅度提高原油采收率；
(2)本发明的聚合物弱凝胶调驱体系不含有毒性物质，无毒、环保。
本发明的其它特征和优点将在随后具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
通过结合附图对本发明示例性实施方式进行更详细的描述，本发明的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显。
图1示出了本发明实施例1的聚合物溶液和聚合物弱凝胶调驱体系在85℃恒温箱中的粘度变化图。
图2示出了本发明实施例2的聚合物溶液和聚合物弱凝胶调驱体系在85℃恒温箱中的粘度变化图。
具体实施方式
下面将更详细地描述本发明的优选实施方式。虽然以下描述了本发明的优选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了使本发明更加透彻和完整，并且能够将本发明的范围完整地传达给本领域的技术人员。
本发明的一方面提供一种无毒高温油藏深部聚合物弱凝胶调驱体系，以聚合物弱凝胶调驱体系的重量计，该聚合物弱凝胶调驱体系包括：聚合物0.1-0.4wt％、主交联剂0.05-0.3wt％、辅助交联剂0.05-0.5wt％、PH调节剂0.1-0.5wt％，余量为水；其中，所述聚合物为聚丙烯酰胺基聚合物。
本发明的弱交联体系在后续注入水的驱动下会缓慢的整体向前运移，从而具有深部调剖和驱油的双重作用，驱替残留在油藏孔隙中的原油，从而降低采油井产出液的含水率、提高原油产量。
根据本发明，优选地，所述聚丙烯酰胺基聚合物为疏水缔合聚合物、梳型聚合物、抗盐聚合物、或多元共聚聚合物。
根据本发明，优选地，所述聚丙烯酰胺基聚合物具有支链，且支链上含有磺酸基、羧酸基、酰胺基和季胺基中的至少一种。
根据本发明，优选地，所述主交联剂为钙离子、镁离子和钡离子中的至少一种。
根据本发明，优选地，所述辅助交联剂为氨基三亚甲基膦酸、乙二胺四甲叉膦酸(钠)、羟基乙叉二膦酸、二乙烯三胺五甲叉膦酸、2-膦酸丁烷-1,2,4-三羧酸、多元醇磷酸酯、2-羟基膦酰基乙酸、己二胺四甲叉膦酸、多氨基多醚基甲叉膦酸和双1,6亚己基三胺五甲叉膦酸中的至少一种。
根据本发明，优选地，所述PH调节剂为氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、乙醇胺、乙二胺、二甲胺、三甲胺和三乙胺中的至少一种。
根据本发明，优选地，所述水为油田实际注入水。所述油田实际注入水的矿化度为5-50g/L。本发明的另一方面提供一种所述的无毒高温油藏深部聚合物弱凝胶调驱体系的制备方法，该制备方法包括：
(1)将主交联剂和聚合物与水混合均匀，获得聚合物溶液；
(2)向所述聚合物溶液中加入辅助交联剂和PH调节剂，搅拌均匀直至完全溶解，获得聚合物弱凝胶调驱体系。
根据本发明，优选地，所述步骤(1)的条件包括：混合搅拌速度为400-700转/分，混合时间为0.5-3h。
以下通过实施例进一步说明本发明：
以下实施例所用的含N-乙烯基吡咯烷酮单体的聚丙烯酰胺基聚合物购自法国SNF公司，牌号为C1205。
实施例1
本实例用于油藏水驱后三次采油聚合物驱。本实施例的聚合物弱凝胶调驱体系的制备方法如下：
(1)向水中加入主交联剂和聚合物，配制2000mg/L的聚合物溶液，其中，混合搅拌速度为600转/分，混合时间为2h；
(2)向聚合物溶液中加入辅助交联剂H和PH调节剂，搅拌均匀直至完全溶解，获得聚合物弱凝胶调驱体系；
本实施例所用的各物质和用量见表1。
实施例2
本实例用于油藏水驱后三次采油聚合物驱。本实施例的聚合物弱凝胶调驱体系的制备方法如下：
(1)向水中加入主交联剂和聚合物，配制2000mg/L的聚合物溶液；
(2)向聚合物溶液中加入辅助交联剂B和PH调节剂，搅拌均匀直至完全溶解，获得聚合物弱凝胶调驱体系；
本实施例所用的各物质和用量见表1。
表1
测试例
将实施例1-2制备的聚合物溶液和聚合物弱凝胶调驱体系放置到85℃的恒温烘箱中长期老化，定期检测粘度。具体检测结果见表2和表3。
表2实施例1检测结果
表3实施例2检测结果
通过检测结果可知，如表2-3和图1-2所示，实施例1-2中的聚合物溶液随时间的变化，粘度未发生改变；而实施例1中的聚合物弱凝胶调驱体系的粘度随时间的变化而逐渐增大，实施例2中的聚合物弱凝胶调驱体系的粘度随时间的变化先逐渐增大，达到最大值后，随着时间的变化略微下降。实施例1和实施例2的曲线变化趋势的不同，主要由于辅助交联剂的差异造成的，应用中可以根据地层的差异进行选择使用。
以上已经描述了本发明的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。

Claims (10)

1.一种无毒高温油藏深部聚合物弱凝胶调驱体系，其特征在于，以聚合物弱凝胶调驱体系的重量计，该聚合物弱凝胶调驱体系包括：聚合物0.1-0.4wt％、主交联剂0.05-0.3wt％、辅助交联剂0.05-0.5wt％、PH调节剂0.1-0.5wt％，余量为水；其中，所述聚合物为聚丙烯酰胺基聚合物。
2.根据权利要求1所述的无毒高温油藏深部聚合物弱凝胶调驱体系，其中，所述聚丙烯酰胺基聚合物为疏水缔合聚合物、梳型聚合物、抗盐聚合物或多元共聚聚合物。
3.根据权利要求1所述的无毒高温油藏深部聚合物弱凝胶调驱体系，其中，所述聚丙烯酰胺基聚合物具有支链，且支链上含有磺酸基、羧酸基、酰胺基和季胺基中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的无毒高温油藏深部聚合物弱凝胶调驱体系，其中，所述主交联剂为钙离子、镁离子和钡离子中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的无毒高温油藏深部聚合物弱凝胶调驱体系，其中，所述辅助交联剂为氨基三亚甲基膦酸、乙二胺四甲叉膦酸(钠)、羟基乙叉二膦酸、二乙烯三胺五甲叉膦酸、2-膦酸丁烷-1,2,4-三羧酸、多元醇磷酸酯、2-羟基膦酰基乙酸、己二胺四甲叉膦酸、多氨基多醚基甲叉膦酸和双1,6亚己基三胺五甲叉膦酸中的至少一种。
6.根据权利要求1所述的无毒高温油藏深部聚合物弱凝胶调驱体系，其中，所述PH调节剂为氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、乙醇胺、乙二胺、二甲胺、三甲胺和三乙胺中的至少一种。
7.根据权利要求1所述的无毒高温油藏深部聚合物弱凝胶调驱体系，其中，所述水为油田实际注入水。
8.根据权利要求7所述的无毒高温油藏深部聚合物弱凝胶调驱体系，其中，所述油田实际注入水的矿化度为5-50g/L。
9.权利要求1-8中任意一项所述的无毒高温油藏深部聚合物弱凝胶调驱体系的制备方法，其特征在于，该制备方法包括：
(1)将主交联剂和聚合物与水混合均匀，获得聚合物溶液；
(2)向所述聚合物溶液中加入辅助交联剂和PH调节剂，搅拌均匀直至完全溶解，获得聚合物弱凝胶调驱体系。
10.根据权利要求9所述的无毒高温油藏深部聚合物弱凝胶调驱体系的制备方法，其中，所述步骤(1)的条件包括：混合搅拌速度为400-700转/分，混合时间为0.5-3h。
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