CN111073625B - 一种调驱剂及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本申请提供了一种调驱剂，其由原料反应得到，所述原料包括耐盐聚合物、交联剂、稳定剂和水。还提供了其制备方法，包括如下步骤：1)将耐盐聚合物加入到水中，使其充分溶解，然后加入交联剂，在加入稳定剂，在90℃至110℃的条件下反应6小时至8小时，得到冻胶；2)将所述冻胶制粒，得到调驱剂颗粒分散液。

Description

一种调驱剂及其制备方法
技术领域
本申请提供了一种调驱剂及其制备方法。
背景技术
国内外碎屑岩油藏调驱工艺目前已处于相对完善阶段，相继发展形成了碱驱、活性水驱、胶束驱、乳状液驱、气体混相驱、复合驱等以提高洗油效率、扩大波及为主要机理的提高原油采收率方法。
塔河油田碎屑岩河道砂油藏平面非均质性较强，横向分布变化较快；河道中心砂体厚、物性好，向边部砂体尖灭，物性变差，油藏中间高渗边缘低渗，注入水易沿河道中央高渗段水窜，注入水波及面较窄，河道两翼剩余油难动用。在前期试验中使用了聚合物微球颗粒调驱工艺，但增效较差，未能有效解决河道砂井组注水窜进的难题。主要是由于目前常用颗粒调驱剂：如水膨体、聚合物微球等体系，均存在耐温抗盐能力有限，有效期短等问题，在塔河高温(＞110℃)、高盐(＞2×105mg/L)条件下，极易降解。因此，需要开发出一种耐温抗盐能够在地层中具备变形通过能力的调驱剂，同时设计一种能够在线注入的撬装装置，以便生产的调驱剂随注入水携带运移至油藏深部调剖，进而实现高渗条带微观液流转向目标。
发明内容
为了克服现有技术的缺陷，本申请之一提供了一种调驱剂，其由原料反应得到，所述原料包括耐盐聚合物、交联剂、稳定剂和水。
在一个具体实施方式中，所述耐盐聚合物选自AM/AMPS二元共聚物和/或AMPS/NVP/AA/AM四元共聚物。例如，AM/AMPS二元共聚物由丙烯酰胺和2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸二种单体按摩尔比6：4共聚反应形成分子量为800万，水解度为25％的如式I的共聚物，其中，式I中的m和n为不同结构单元的数均聚合度。
Figure BDA0001836888850000011
在一个具体实施方式中，所述AM/AMPS二元共聚物的相对分子量为600万至1000万，水解度为15％至35％。
在一个具体实施方式中，所述AMPS/NVP/AA/AM四元共聚物的相对分子量为600万至900万，水解度为3％至5％。例如，AMPS/NVP/AA/AM四元共聚物由2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、N-乙烯基-2-吡咯烷酮、丙烯酸和丙烯酰胺等四种单体按摩尔比1：1：1：2共聚反应形成分子量为900万，水解度为3％的如式II的共聚物，其中，式II中的x、y、z和w为不同结构单元的数均聚合度。
Figure BDA0001836888850000021
在一个具体实施方式中，所述交联剂选自醋酸锆、乙酸铬、酚醛树脂预聚体中的至少一种。
在一个具体实施方式中，所述稳定剂选自亚硫酸钠和/或多聚磷酸钠。
在一个具体实施方式中，以质量百分比计，耐盐聚合物0.2％至0.4％；交联剂0.3％至0.5％；稳定剂0.02％至0.03％；以及余量的水。
在一个具体实施方式中，所述调驱剂的粒度为0.1至2μm。
在本申请中使用的水，可以为矿化度1×105至2.1×105mg/L的水。例如模拟地层水或净化后地层水。
本申请之二提供了根据本申请之一中任意一项所述的调驱剂的制备方法，其包括如下步骤：
1)将耐盐聚合物加入到水中，使其充分溶解，然后加入交联剂，在加入稳定剂，在90℃至110℃的条件下反应6小时至8小时，得到冻胶；
2)将所述冻胶制粒。
在一个具体实施方式中，在步骤2)中，通过流量计控制将35至80℃下的冻胶和水输送至胶体磨进行剪切研磨，制得含有粒状的所述调驱剂的分散液。
在一个具体实施方式中，耐盐聚合物在40℃至50℃下充分溶解。
本申请的有益效果：
本申请提供的调驱剂能够适用于高温高矿化度碎屑岩河道砂油藏的深部调驱，能够耐矿化度2.1×105mg/L，耐温120℃，调驱分散液颗粒粒径0.1至2μm可控，初始粘度≤20mPa·s，易注入；膨胀性好：室内10天膨胀可达30倍以上；可通过颗粒膨胀和聚集，达到封堵孔喉，实现深部液流转向的目的，从而扩大注水波及体系，提高注水效率。另外配套在线注入，设备投入少，成本低。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明，但本发明实施例仅为示例性的说明，该实施方式无论在任何情况下均不构成对本发明的限定。
本申请使用的原材料如无特别说明，均可市售获得。
酚醛树脂预聚体购自济南大晖化工有限公司。
耐盐聚合物AM/AMPS二元共聚物购自山东宝莫生物化工有限公司。
耐盐聚合物AMPS/NVP/AA/AM四元共聚物购自天津恒之信科技有限责任公司。
实施例1
以质量百分比计，AM/AMPS二元共聚物耐盐聚合物0.3％；酚醛树脂预聚体交联剂0.4％；亚硫酸钠稳定剂0.02％；矿化度为2.1×105mg/L的地层水99.28％。其中，AM/AMPS二元共聚物的相对分子量为600万，水解度为15％。
将地层水加入到容器中，然后缓慢加入AM/AMPS二元共聚物，搅拌升温至50℃，使其溶解充分，上然后再加入酚醛树脂预聚体，以及亚硫酸钠，继续升温至100℃，反应7小时，制得冻胶。然后在冻胶温度降至60℃时通过流量计控制按冻胶与水1：1的质量比，输送至高速剪切装置，调整设备的转速为3000rpm，循环5次，得到磨圆度较高的软弹颗粒调驱剂。其中，调驱剂以颗粒状分散于水中，形成调驱剂颗粒分散液。
耐温抗盐性评价：将调驱剂颗粒分散液与矿化度2.1×105mg/L地层水按1:1的质量比混合均匀后装入安瓿瓶中熔烧封口，放进120℃恒温箱中，每隔一定时间观察颗粒变化及降解情况，分析调驱剂分散液颗粒的耐温性和抗盐性。
以Zetasizer Nano S动态光散射仪测定颗粒调驱剂的粒径。测定时，将ZetasizerNano S动态光散射仪的散射角设置为173°，入射光波长设置为633nm，测定调驱剂颗粒的粒径。将制备好的调驱剂颗粒分散液中的颗粒直接用于测定得到的粒径为初始粒径。
以Brookfield DV-II粘度计测定调驱剂颗粒的初始粘度。取调驱剂颗粒分散液18至20mL注入25℃恒温套筒内15min后，开启粘度计记录粘度值。
稳定性检测：将调驱剂颗粒分散液与矿化度2.1×105mg/L地层水按1:1的质量比混合均匀后分装至多个安瓿瓶中熔烧封口，放进120℃的恒温箱中，在测定的前期阶段每隔1小时取出1个安瓿瓶中部分样品，用上述Zetasizer Nano S动态光散射仪测试调驱剂颗粒粒径，待确定出开始膨胀时间后每隔24h进行测定。由于调驱剂颗粒具有水化膨胀的性能，因此根据膨胀倍数评价调驱剂颗粒在120℃高温下及2.1×105mg/L矿化度的水中的不同时间膨胀倍数以及颗粒降解情况。
膨胀倍数的计算公式如下：E＝(D2－D1)/D1，式中：E为膨胀倍率；D2为颗粒水化膨胀后的中值粒径；D1为颗粒水化膨胀前的中值粒径。
各测定指标见表1。
实施例2
以质量百分比计，AM/AMPS二元共聚物耐盐聚合物0.2％；乙酸铬交联剂0.3％；亚硫酸钠稳定剂0.02％；矿化度为2.1×105mg/L的地层水99.48％。其中，AM/AMPS二元共聚物的相对分子量为1000万，水解度为25％。
将地层水加入到容器中，然后缓慢加入AM/AMPS二元共聚物，搅拌升温至40℃，使其溶解充分，然后再加入乙酸铬，以及亚硫酸钠，继续升温至90℃，反应6小时，制得冻胶。然后在冻胶温度降至70℃时通过流量计控制按冻胶与水1：1的质量比，输送至高速剪切装置，调整设备的转速为3000rpm，循环4次，得到磨圆度较高的软弹颗粒调驱剂。其中，调驱剂以颗粒状分散于水中，形成调驱剂颗粒分散液。其他同实施例1。
各测定指标见表1。
实施例3
以质量百分比计，AM/AMPS二元共聚物耐盐聚合物0.4％；乙酸铬交联剂0.3％；亚硫酸钠稳定剂0.02％；矿化度为2.1×105mg/L的地层水99.28％。其中，AM/AMPS二元共聚物的相对分子量为1000万，水解度为35％。
将地层水加入到容器中，然后缓慢加入AM/AMPS二元共聚物，搅拌升温至40℃，使其溶解充分，然后再加入乙酸铬，以及亚硫酸钠，继续升温至90℃，反应6小时，制得冻胶。然后在冻胶温度降至70℃时通过流量计控制按冻胶与水1：1的质量比，输送至高速剪切装置，调整设备的转速为3000rpm，循环4次，得到磨圆度较高的软弹颗粒调驱剂。其中，调驱剂以颗粒状分散于水中，形成调驱剂颗粒分散液。其他同实施例1。
各测定指标见表1。
实施例4
以质量百分比计，AMPS/NVP/AA/AM四元共聚物耐盐聚合物0.4％；醋酸锆交联剂0.5％；多聚磷酸钠稳定剂0.03％；矿化度为2.1×105mg/L的地层水99.07％。其中，AMPS/NVP/AA/AM四元共聚物的相对分子量为600万，水解度为3％。
将地层水加入到容器中，然后缓慢加入AMPS/NVP/AA/AM四元共聚物，搅拌升温至45℃，使其溶解充分，然后再加入醋酸锆，以及多聚磷酸钠，继续升温至110℃，反应8小时，制得冻胶。然后在冻胶温度降至80℃时通过流量计控制按冻胶与水1：1的质量比，输送至高速剪切装置，调整设备的转速为3000rpm，循环4次，得到磨圆度较高的软弹颗粒调驱剂。其中，调驱剂以颗粒状分散于水中，形成调驱剂颗粒分散液。其他同实施例1。
各测定指标见表1。
实施例5
以质量百分比计，AMPS/NVP/AA/AM四元共聚物耐盐聚合物0.3％；醋酸锆交联剂0.4％；多聚磷酸钠稳定剂0.02％；矿化度为2.1×105mg/L的地层水99.28％。其中，AMPS/NVP/AA/AM四元共聚物的相对分子量为800万，水解度为4％。
将地层水加入到容器中，然后缓慢加入AMPS/NVP/AA/AM四元共聚物，搅拌升温至50℃，使其溶解充分，然后再加入醋酸锆，以及多聚磷酸钠，继续升温至100℃，反应8小时，制得冻胶。然后在冻胶温度降至35℃时通过流量计控制按冻胶与水1：1的质量比，输送至高速剪切装置，调整设备的转速为3000rpm，循环3次，得到磨圆度较高的软弹颗粒调驱剂。其中，调驱剂以颗粒状分散于水中，形成调驱剂颗粒分散液。
其他同实施例1。
各测定指标见表1。
实施例6
以质量百分比计，AM/AMPS二元共聚物耐盐聚合物0.3％；乙酸铬交联剂0.3％；亚硫酸钠稳定剂0.02％；矿化度1×105mg/L模拟地层水99.28％。其中，AM/AMPS二元共聚物的相对分子量为1000万，水解度为25％。
将矿化度1×105mg/L模拟地层水加入到容器中，然后缓慢加入AM/AMPS二元共聚物，搅拌升温至50℃，使其溶解充分，然后再加入乙酸铬，以及亚硫酸钠，继续升温至100℃，反应8小时，制得冻胶。然后在冻胶温度降至70℃时通过流量计控制按冻胶与水1：1的质量比，输送至高速剪切装置，调整设备的转速为3000rpm，循环3次，得到磨圆度较高的软弹颗粒调驱剂。其中，调驱剂以颗粒状分散于水中，形成调驱剂颗粒分散液。
其他同实施例1。
各测定指标见表1。
实施例7
以质量百分比计，AMPS/NVP/AA/AM四元共聚物耐盐聚合物0.4％；醋酸锆交联剂0.4％；多聚磷酸钠稳定剂0.02％；矿化度1.5×105mg/L模拟地层水99.18％。其中，AMPS/NVP/AA/AM四元共聚物的相对分子量为900万，水解度为5％。
将矿化度1.5×105mg/L模拟地层水水加入到容器中，然后缓慢加入AMPS/NVP/AA/AM四元共聚物，搅拌升温至45℃，使其溶解充分，然后再加入醋酸锆，以及多聚磷酸钠，继续升温至90℃，反应8小时，制得冻胶。然后在冻胶温度降至60℃时通过流量计控制按冻胶与水1：1的质量比，输送至高速剪切装置，调整设备的转速为3000rpm，循环4次，得到磨圆度较高的软弹颗粒调驱剂。其中，调驱剂以颗粒状分散于水中，形成调驱剂颗粒分散液。
其他同实施例1。
各测定指标见表1。
实施例8
以质量百分比计，AM/AMPS二元共聚物耐盐聚合物0.3％；酚醛树脂预聚体交联剂0.5％；亚硫酸钠稳定剂0.03％；2.1×105mg/L模拟地层水99.07％。其中，AM/AMPS二元共聚物的相对分子量为800万，水解度为20％
将矿化度2.1×105mg/L模拟地层水加入到容器中，然后缓慢加入AM/AMPS二元共聚物，搅拌升温至50℃，使其溶解充分，然后再加入酚醛树脂预聚体，以及亚硫酸钠，继续升温至110℃，反应7小时，制得冻胶。然后在冻胶温度降至60℃时通过流量计控制按冻胶与水1：1的质量比，输送至高速剪切装置，调整设备的转速为3000rpm，循环3次，得到磨圆度较高的软弹颗粒调驱剂。其中，调驱剂以颗粒状分散于水中，形成调驱剂颗粒分散液。
对比例1
选用市售获得的初始粒径为0.595μm聚合物微球，该聚合物微球是由丙烯酰胺、丙烯酸等亲水单体与苯乙烯、丙烯腈等疏水单体经过反相乳液聚合产生的稳定体系，按实施例的检测方法进行检测。
各测定指标见表1。
对比例2
选用市售获得的初始粒径为1.24μm聚合物微球，该聚合物微球是由丙烯酰胺、丙烯酸等亲水单体与苯乙烯、丙烯腈等疏水单体经过反相乳液聚合产生的稳定体系，按实施例的检测方法进行检测。
各测定指标见表1。
表1颗粒性能评价数据表
Figure BDA0001836888850000071
从表1中可以看出，实施例1至8的调驱剂颗粒与对比例1和2的聚合物微球的性能相比，在膨胀倍数小及热稳定性方面均有大幅的提高。
虽然本申请已经参照具体实施方式进行了描述，但是本领域的技术人员应该理解在没有脱离本申请的真正的精神和范围的情况下，可以进行的各种改变。此外，可以对本申请的主体、精神和范围进行多种改变以适应特定的情形、材料、材料组合物和方法。所有的这些改变均包括在本申请的权利要求的范围内。

Claims (3)

1.一种调驱剂，其由原料反应得到，所述原料包括耐盐聚合物、交联剂、稳定剂和水；
所述耐盐聚合物选自AM/AMPS二元共聚物和/或AMPS/NVP/AA/AM四元共聚物；
所述AM/AMPS二元共聚物由丙烯酰胺和2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸二种单体按摩尔比6：4共聚反应得到，所述AM/AMPS二元共聚物的相对分子量为600万至1000万，水解度为15%至35%；
所述AMPS/NVP/AA/AM四元共聚物由2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、N-乙烯基-2-吡咯烷酮、丙烯酸和丙烯酰胺等四种单体按摩尔比1：1：1：2共聚反应得到，所述AMPS/NVP/AA/AM四元共聚物的相对分子量为600万至900万，水解度为3%至5%；
所述交联剂选自醋酸锆、乙酸铬、酚醛树脂预聚体中的至少一种；
所述稳定剂选自亚硫酸钠和/或多聚磷酸钠；
以质量百分比计，耐盐聚合物0.2%至0.4%；交联剂0.3%至0.5%；稳定剂0.02%至0.03%；以及余量的水；
所述调驱剂的粒度为0.1至2 μm。
2.根据权利要求1所述的调驱剂的制备方法，其包括如下步骤：
1）将耐盐聚合物加入到水中，使其充分溶解，然后加入交联剂，再 加入稳定剂，在90°C至110°C的条件下反应6小时至8小时，得到冻胶；
2）将所述冻胶制粒。
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，在步骤2）中，通过流量计控制将35至80° C下的冻胶和水输送至胶体磨进行剪切研磨，制得含有粒状的所述调驱剂的分散液。
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