CN110483688A - 一种聚合物微球调驱剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种聚合物微球调驱剂,包括以下重量份的原料:丙烯酰胺21‑25份、阴离子表面活性剂5‑8份、交联剂0.5‑1.2份、乳化剂5‑8份、过硫酸铵1.5‑2份、过硫酸钾0.1‑0.5份、油150‑250份和去离子水100‑280份;将油和乳化剂搅拌均匀成为连续油相;将丙烯酰胺、阴离子表面活性剂、交联剂、部分过硫酸铵溶于去离子水中,形成水相;制备过硫酸钾溶液和过硫酸铵溶液;将水相加入油相中,低温加入过硫酸铵溶液,高温过硫酸钾溶液,恒温反应自然冷却至室温即得。本发明提供了一种聚合物微球调驱剂,通过上述几种材料组合反应,能够合成与其孔喉尺度匹配凝胶延展性好的聚合物凝胶微球,大大提高了石油的采收率。
Description
技术领域
本发明涉及油田用驱油剂技术领域,更具体的说是涉及一种聚合物微球调驱剂及其制备方法。
背景技术
石油作为极其重要的能源和化工原料,世界范围内的需求持续增长,尤其在我国,一方面国民经济发展对石油需求量的增长速度比以往任何时候都大,另一方面,我国的各主力油田均已进入高含水或特高含水开采期,开采难度增大,产量递减幅度加大,而且后备储量严重不足,石油的供求矛盾日益突出。缓解石油供求之间日益突出的矛盾有两条有效的途径:一是寻找新的原油地质储量;二是提高现有地质储量中的可采储量,即提高采收率。
寻找新的油田、补充后备储量是原油增产和稳产最直接、最有效的途径,多年以来,各油田在开发过程中也不断加大勘探力度,找到新的储量,但是石油是一种不可再生资源,它的总地质储量是一定的,而且我国陆上石油资源的勘探程度已经很高,新增地质储量的难度越来越大,潜力越来越少,在有限的原油地质储量中,其可开采储量是一个变量。石油作为一种流体矿藏,具有独特的开采方式,在各种矿物中石油的采收率是比较低的,在目前技术水平下,石油的采收率平均约在30-60%之间,提高采收率问题自油田发现至开采结束,自始至终的贯穿于整个开发全过程。对于我国油田而言,开发层系多,层间和层内非均质严重,进入高含水和特高含水期后,注入流体波及系数小,采收率低。
因此,如何提供一种提高采收率的聚合物微球调驱剂是本领域技术人员亟需解决的问题。
发明内容
有鉴于此,本发明提供了一种聚合物微球调驱剂,在极大程度上提高了石油的采收率。
为了达到上述目的,本发明采用如下技术方案:
一种聚合物微球调驱剂,包括以下重量份的原料:丙烯酰胺21-25份、阴离子表面活性剂5-8份、交联剂0.5-1.2份、乳化剂5-8份、过硫酸铵1.5-2份、过硫酸钾0.1-0.5份、油150-250份和去离子水100-280份。
优选的,在上述一种聚合物微球调驱剂中,所述阴离子表面活性剂为4-乙烯基苯磺酸盐、β-烯丙基磺酸盐中的一种或者二者的混合物。
上述技术方案的有益效果是:经过实验研究发现,并不是任意的阴离子表面活性剂都能够达到相应的技术效果,即使是同属于磺酸盐类的表面活性剂2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸盐,其最终得到的调驱剂采收率也并不理想。
优选的,在上述一种聚合物微球调驱剂中,所述交联剂为N,N-亚甲基双丙烯酰胺。
上述技术方案的有益效果是:N,N-亚甲基双丙烯酰胺对丙烯酰胺的聚合物起到交联的作用。
优选的,在上述一种聚合物微球调驱剂中,所述油为矿物油、白油或者植物油。
优选的,在上述一种聚合物微球调驱剂中,所述乳化剂为山梨醇酐单油酸酯。
上述技术方案的有益效果是:乳化剂起到乳化原油、分散的作用,但是经过大量的实验研究发现,配合上述各种组分,当乳化剂选用山梨醇酐单油酸酯时,采收率才能达到68%以上,选用其他乳化剂均不能达到类似的技术效果。
本发明还公开了一种聚合物微球调驱剂的制备方法,包括以下步骤:
(1)将油和乳化剂加入反应釜中,搅拌均匀,成为连续油相;
(2)将丙烯酰胺、阴离子表面活性剂、交联剂、部分过硫酸铵溶于去离子水中,搅拌均匀,调节pH值为6-8,形成水相;
(3)将过硫酸钾、剩余过硫酸铵分别溶解于去离子水中形成过硫酸钾溶液和过硫酸铵溶液;
(4)在搅拌条件下将水相加入油相中,升温至30-35℃滴加过硫酸铵溶液,滴加完毕后保持恒温状态15-30min,然后将温度缓慢升温至75-80℃,加入过硫酸钾溶液,恒温反应90-110min,自然冷却至室温,即得。
优选的,在上述一种聚合物微球调驱剂的制备方法中,步骤(4)中搅拌速率为9000-10000转/分钟。
上述技术方案的有益效果:通过上述的高速搅拌,能够显著提高调驱剂的耐高温及抗剪切性能
优选的,在上述一种聚合物微球调驱剂的制备方法中,步骤(2)中加入过硫酸铵总量的30-50%。
上述技术方案的有益效果是:过硫酸铵作为丙烯酰胺聚合时的助聚剂,通过分批次加入的方式能够使得丙烯酰胺更好的实现聚合,提高采收率。
经由上述的技术方案可知,与现有技术相比,本发明公开提供了一种聚合物微球调驱剂,通过上述几种材料组合反应,能够合成与其孔喉尺度匹配凝胶延展性好的聚合物凝胶微球;
聚合物微球通过丙烯酰胺、N,N-亚甲基双丙烯酰胺、阴离子表面活性剂与过硫酸铵的参与,使聚合物凝胶微球的凝胶延展性达到极致,使得水相与油相更好的结合以获得更好的空间稳定性,不容易产生聚并;
通过过硫酸钾的添加以及过硫酸铵的二次加入,避免了聚合不稳定及聚合物微球在高温下剧烈运动造成相互碰撞,孔喉尺度聚合物微球可在岩心中运移,并有很高的阻力系数和残余阻力系数,阻止聚合物溶液在高渗孔道中流窜的能力;孔喉尺度聚合物微球对油层的非均质性有很好的适应性,可显著扩大注入水波及体积,降低油井含水率,增加原油产量。
具体实施方式
下面将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。
实施例1
一种聚合物微球调驱剂,其组成为丙烯酰胺21g、4-乙烯基苯磺酸盐5g、N,N-亚甲基双丙烯酰胺0.5g、山梨醇酐单油酸酯5g、过硫酸铵1.5g、过硫酸钾0.1g、植物油150g和去离子水100g。
上述聚合物微球调驱剂的制备方法包括以下步骤:
(1)将油和乳化剂加入反应釜中,搅拌均匀,成为连续油相;
(2)将丙烯酰胺、阴离子表面活性剂、交联剂、30%过硫酸铵溶于去离子水中,搅拌均匀,调节pH值为6-8,形成水相;
(3)将过硫酸钾、剩余过硫酸铵分别溶解于去离子水中形成过硫酸钾溶液和过硫酸铵溶液;
(4)在9000-10000转/分钟的搅拌条件下将水相加入油相中,升温至30-35℃滴加过硫酸铵溶液,滴加完毕后保持恒温状态15-30min,然后将温度缓慢升温至75-80℃,加入过硫酸钾溶液,恒温反应90-110min,自然冷却至室温,即得。
实施例2
实施例2与实施例1的区别点在于:聚合物微球调驱剂的组成为丙烯酰胺25g、β-烯丙基磺酸盐8g、N,N-亚甲基双丙烯酰胺1.2g、山梨醇酐单油酸酯8g、过硫酸铵2g、过硫酸钾0.5g、植物油250g和去离子水280g。
实施例3
实施例3与实施例1的区别点在于:步骤(2)将丙烯酰胺、阴离子表面活性剂、交联剂、50%过硫酸铵溶于去离子水中,搅拌均匀,调节pH值为6-8,形成水相。
实施例4
实施例4与实施例1的区别点在于:聚合物微球调驱剂的组成为丙烯酰胺23g、β-烯丙基磺酸盐3g、4-乙烯基苯磺酸盐3g、N,N-亚甲基双丙烯酰胺0.8g、山梨醇酐单油酸酯6g、过硫酸铵0.8g、过硫酸钾0.25g、植物油200g和去离子水200g。
实施例5
实施例5与实施例1的区别点在于:步骤(4)在9000-10000转/分钟的搅拌条件下将水相加入油相中,升温至30-35℃滴加过硫酸钾溶液,滴加完毕后保持恒温状态15-30min,然后将温度缓慢升温至75-80℃,加入过硫酸铵溶液,恒温反应90-110min,自然冷却至室温,即得。
实施例6
实施例6与实施例1的区别点在于:步骤(4)在9000-10000转/分钟的搅拌条件下将水相加入油相中,升温至30-35℃同时滴加过硫酸钾和过硫酸铵溶液,滴加完毕后保持恒温状态15-30min,然后将温度缓慢升温至75-80℃,恒温反应90-110min,自然冷却至室温,即得。
对比例1
对比例1与实施例1的区别点在于:聚合物微球调驱剂的制备方法包括以下步骤:
(1)将油和乳化剂加入反应釜中,搅拌均匀,成为连续油相;
(2)将丙烯酰胺、阴离子表面活性剂、交联剂、全部过硫酸铵溶于去离子水中,搅拌均匀,调节pH值为6-8,形成水相;
(3)将过硫酸钾溶解于去离子水中形成过硫酸钾溶液;
(4)在9000-10000转/分钟的搅拌条件下将水相加入油相中,保持恒温状态15-30min,然后将温度缓慢升温至75-80℃,加入过硫酸钾溶液,恒温反应90-110min,自然冷却至室温,即得。
对比例2
对比例2与实施例1的区别点在于:
聚合物微球调驱剂的组成为丙烯酰胺25g、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸盐8g、N,N-亚甲基双丙烯酰胺1.2g、山梨醇酐单油酸酯8g、过硫酸铵2g、过硫酸钾0.5g、植物油250g和去离子水280g。
对比例3
对比例1与实施例1的区别点在于:聚合物微球调驱剂的制备方法包括以下步骤:
(1)将油和乳化剂加入反应釜中,搅拌均匀,成为连续油相;
(2)将丙烯酰胺、阴离子表面活性剂、交联剂、30%过硫酸铵溶于去离子水中,搅拌均匀,调节pH值为6-8,形成水相;
(3)将过硫酸钾、剩余过硫酸铵分别溶解于去离子水中形成过硫酸钾溶液和过硫酸铵溶液;
(4)在9000-10000转/分钟的搅拌条件下将水相加入油相中,升温至30-35℃滴加过硫酸钾溶液,滴加完毕后保持恒温状态15-30min,然后将温度缓慢升温至75-80℃,加入过硫酸铵溶液,恒温反应90-110min,自然冷却至室温,即得。
上述实施例1-6及对比例1-3制备得到的聚合物微球调驱剂在聚驱后岩心中调驱实验的实验数据如下:
通过上述实施例及对比例可知,不论是物质组分的选取、添加量的变化。还是制备过程中物质的添加顺序,反应环境发生变化均对最终的采收率结果产生较大的影响,本发明提供的聚合物微球调驱剂在提高石油采收率方面达到了显著的技术效果。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述,每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处,各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言,由于其与实施例公开的方法相对应,所以描述的比较简单,相关之处参见方法部分说明即可。
对所公开的实施例的上述说明,使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的,本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下,在其它实施例中实现。因此,本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例,而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (8)
1.一种聚合物微球调驱剂,其特征在于,包括以下重量份的原料:丙烯酰胺21-25份、阴离子表面活性剂5-8份、交联剂0.5-1.2份、乳化剂5-8份、过硫酸铵1.5-2份、过硫酸钾0.1-0.5份、油150-250份和去离子水100-280份。
2.根据权利要求1所述的一种聚合物微球调驱剂,其特征在于,所述阴离子表面活性剂为4-乙烯基苯磺酸盐、β-烯丙基磺酸盐中的一种或者二者的混合物。
3.根据权利要求1所述的一种聚合物微球调驱剂,其特征在于,所述交联剂为N,N-亚甲基双丙烯酰胺。
4.根据权利要求1所述的一种聚合物微球调驱剂,其特征在于,所述油为矿物油、白油或者植物油。
5.根据权利要求1所述的一种聚合物微球调驱剂,其特征在于,所述乳化剂为山梨醇酐单油酸酯。
6.一种根据权利要求1-5任一项所述的聚合物微球调驱剂的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)将油和乳化剂加入反应釜中,搅拌均匀,成为连续油相;
(2)将丙烯酰胺、阴离子表面活性剂、交联剂、部分过硫酸铵溶于去离子水中,搅拌均匀,调节pH值为6-8,形成水相;
(3)将过硫酸钾、剩余过硫酸铵分别溶解于去离子水中形成过硫酸钾溶液和过硫酸铵溶液;
(4)在搅拌条件下将水相加入油相中,升温至30-35℃滴加过硫酸铵溶液,滴加完毕后保持恒温状态15-30min,然后将温度缓慢升温至75-80℃,加入过硫酸钾溶液,恒温反应90-110min,自然冷却至室温,即得。
7.根据权利要求6所述的一种聚合物微球调驱剂的制备方法,其特征在于,步骤(4)中搅拌速率为9000-10000转/分钟。
8.根据权利要求6所述的一种聚合物微球调驱剂的制备方法,其特征在于,步骤(2)中加入过硫酸铵总量的30-50%。
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