CN114853935B - 一种增强co2与原油互溶、降低原油黏度的驱油添加剂及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及原油开采技术领域，提出了一种增强CO2与原油互溶、降低原油黏度的驱油添加剂及其制备方法，所述驱油添加剂为由1‑丙烯酰氧基‑2‑吡咯烷酮、丙烯酰胺、4‑乙烯基苯甲酸甲酯三种单体经聚合反应得到的三元聚合物。通过上述技术方案，解决了现有技术中采用油溶性降黏剂与CO2复合吞吐的方法存在油溶性降黏剂费用高、用量大且对CO2在稠油中的溶解度提升不明显的问题。

Description

一种增强CO2与原油互溶、降低原油黏度的驱油添加剂及其制 备方法
技术领域
本发明涉及原油开采技术领域，具体的，涉及一种增强CO2与原油互溶、降低原油黏度的驱油添加剂及其制备方法。
背景技术
稠油是指地层原油黏度大于50mP·s、原油相对密度大于0.92的原油，我国稠油油藏分布广泛，埋藏深度一般在10m-2000m之间，因其黏度高、密度大、流动性差，导致油田的采收率很低。
应用CO2开发技术可以有效的提高油气采收率，对于稠油而言，CO2溶解在原油中，可以降低原油黏度从而增强原油的流动性，但是，CO2在稠油中的溶解度小，CO2单独作业与稠油开发，效果并不显著。即使采用油溶性降黏剂与CO2复合吞吐的方法，也存在油溶性降黏剂费用高、用量大且对CO2在稠油中的溶解度提升不明显的问题，因此，有必要开发一种增强CO2与原油互溶、降低原油黏度的驱油添加剂，以提高稠油的采收率。
发明内容
本发明提出一种增强CO2与原油互溶、降低原油黏度的驱油添加剂及其制备方法，解决了现有技术中采用油溶性降黏剂与CO2复合吞吐的方法存在油溶性降黏剂费用高、用量大且对CO2在稠油中的溶解度提升不明显的问题。
本发明的技术方案如下：
一种增强CO2与原油互溶、降低原油黏度的驱油添加剂，所述驱油添加剂为由1-丙烯酰氧基-2-吡咯烷酮、丙烯酰胺、4-乙烯基苯甲酸甲酯三种单体经聚合反应得到的三元聚合物，所述三元聚合物的结构式如下：
Figure BDA0003657749510000021
式中，x、y、z分别为三元聚合物中重复结构单元1-丙烯酰氧基-2-吡咯烷酮、丙烯酰胺、 4-乙烯基苯甲酸甲酯的个数，x为100-300，y为20-100，z为100-300。
作为进一步的技术方案，所述驱油添加剂的数均分子量为30000-100000。
本发明中，驱油添加剂的数均分子量采用凝胶渗透色谱法测得。
本发明还提出了制备上述增强CO2与原油互溶、降低原油黏度的驱油添加剂的方法，包括以下步骤：
S1、将1-丙烯酰氧基-2-吡咯烷酮、丙烯酰胺、4-乙烯基苯甲酸甲酯加入到反应容器中，加入N，N二甲基甲酰胺，搅拌溶解后，加入引发剂，得到混合物料；
S2、将混合物料在60-80℃反应1.5-2h，得到驱油添加剂。
作为进一步的技术方案，所述1-丙烯酰氧基-2-吡咯烷酮、丙烯酰胺、4-乙烯基苯甲酸甲酯的摩尔比为(6-15)：(1-5)：(6-15)。
作为进一步的技术方案，所述引发剂为过氧化苯甲酰或偶氮二异丁腈。
作为进一步的技术方案，所述引发剂的用量为1-丙烯酰氧基-2-吡咯烷酮、丙烯酰胺、4- 乙烯基苯甲酸甲酯总质量的1.5-3％。
作为进一步的技术方案，所述S2反应完成后，还包括后处理，所述后处理具体为：将反应液旋蒸除去N，N二甲基甲酰胺，然后用正己烷沉淀，过滤、干燥，得到驱油添加剂。
本发明还提出了上述增强CO2与原油互溶、降低原油黏度的驱油添加剂或上述制备方法制备的驱油添加剂的应用，所述驱油添加剂用于稠油油藏驱油开采中增强CO2与原油互溶、降低原油黏度。
作为进一步的技术方案，所述驱油添加剂的用量为CO2质量的3-7％。
本发明的工作原理及有益效果为：
1、本发明中，以1-丙烯酰氧基-2-吡咯烷酮、丙烯酰胺、4-乙烯基苯甲酸甲酯三种单体为原料，经过聚合反应得到三元聚合物，该三元聚合物作为驱油添加剂时，不仅具有很好的稠油降黏效果，还可以显著增强CO2在原油中的溶解能力，因此，在三次采油中，当注入地层时，能够同时增强CO2与原油互溶和降低原油黏度，从而提高原油的采收率，适用于稠油油藏驱油开采中。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，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作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都涉及本发明保护的范围。
实施例1
将9.31g1-丙烯酰氧基-2-吡咯烷酮、0.71g丙烯酰胺、9.73g4-乙烯基苯甲酸甲酯加入到三口烧瓶中，加入100mLN，N二甲基甲酰胺，搅拌溶解后，通氮气除氧30min后，加入0.6g 偶氮二异丁腈，加热至60℃反应1.5h，将反应液旋蒸除去N，N二甲基甲酰胺，然后用正己烷沉淀，过滤，干燥，得到驱油添加剂。
实施例2
将15.52g1-丙烯酰氧基-2-吡咯烷酮、2.1g丙烯酰胺、16.22g4-乙烯基苯甲酸甲酯加入到三口烧瓶中，加入200mLN，N二甲基甲酰胺，搅拌溶解后，通氮气除氧30min后，加入0.51g 偶氮二异丁腈，加热至70℃反应2h，将反应液旋蒸除去N，N二甲基甲酰胺，然后用正己烷沉淀，过滤，干燥，得到驱油添加剂。
实施例3
将23.27g1-丙烯酰氧基-2-吡咯烷酮、3.55g丙烯酰胺、24.32g4-乙烯基苯甲酸甲酯加入到三口烧瓶中，加入250mLN，N二甲基甲酰胺，搅拌溶解后，通氮气除氧30min后，加入1.02g 偶氮二异丁腈，加热至80℃反应2h，将反应液旋蒸除去N，N二甲基甲酰胺，然后用正己烷沉淀，过滤，干燥，得到驱油添加剂。
实验例1降黏效果实验
利用旋转黏度计，测试实施例1-3的驱油添加剂和原油混合体系中原油黏度的变化，原油为吉林油田原油，驱油添加剂的添加量为原油质量的3％，实验时，分别测试50℃下原油的黏度以及添加驱油添加剂后原油黏度，并根据如下公式计算降黏率：
n＝(1-μ2/μ)×100％；
式中，n为降黏率，单位％；μ为原油黏度，单位mPa·s；μ2为添加驱油添加剂后原油黏度，单位mPa·s；
测试结果如下表所示：
表1实施例1-3的驱油添加剂降黏效果数据
实施例 实施例1 实施例2 实施例3
原油黏度(mPa·s) 2350 2350 2350
添加驱油添加剂后原油黏度(mPa·s) 73 69 70
降黏率(％) 96.89 97.06 97.02
利用旋转黏度计，测试不同添加量的实施例1驱油添加剂和原油混合体系中原油黏度的变化，原油为吉林油田原油，驱油添加剂的添加量分别为原油质量的1％、3％、5％、7％和 9％，实验方法同上；测试结果如下表所示：
表2不同驱油添加剂用量下的降黏率
驱油添加剂的添加量，％ 1 3 5 7 9
降黏率(％) 93.53 96.89 98.04 98.76 98.85
从表1、表2中可以看出，实施例1-3的驱油添加剂具有很好的降黏效果，在添加量为 3％的情况下，降黏率高至96.89％-97.06％，同时，实施例1的驱油添加剂在用量3％-7％时，降黏率高且用量相对合适。
实验例2增溶效果实验
通过室内高温高压相平衡实验，采用高温高压相平衡仪，测定实施例1的驱油添加剂与 CO2混合后CO2在原油中的溶解度变化，评估其对原油的溶解性，基础实验温度为50℃，压力为15Mpa，驱油添加剂的添加量分别为CO2质量的1％、3％、5％、7％和9％，测试结果见下表：
表3不同驱油添加剂用量下CO2在原油中的质量分数
驱油添加剂的添加量，％ 1 3 5 7 9
CO<sub>2</sub>在原油中的质量分数，％ 2.2 10.8 11.9 13.2 13.3
从上表中可以看出，实施例1的驱油添加剂在添加量为CO2质量的3％-7％时可以很好的促进CO2在原油中的溶解，同时，驱油添加剂的用量小，对CO2的增溶效果好。
以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，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 (8)

1.一种增强CO2与原油互溶、降低原油黏度的驱油添加剂，其特征在于，所述驱油添加剂为由1-丙烯酰氧基-2-吡咯烷酮、丙烯酰胺、4-乙烯基苯甲酸甲酯三种单体经聚合反应得到的三元聚合物，所述三元聚合物的结构式如下：
Figure DEST_PATH_IMAGE002
式中，x、y、z分别为三元聚合物中重复结构单元1-丙烯酰氧基-2-吡咯烷酮、丙烯酰胺、4-乙烯基苯甲酸甲酯的个数，x为100-300，y为20-100，z为100-300；
所述1-丙烯酰氧基-2-吡咯烷酮、丙烯酰胺、4-乙烯基苯甲酸甲酯的摩尔比为 （6-15）：（1-5）：（6-15）。
2.根据权利要求1所述的增强CO2与原油互溶、降低原油黏度的驱油添加剂，其特征在于，所述驱油添加剂的数均分子量为30000-100000。
3.权利要求1-2任意一项所述的增强CO2与原油互溶、降低原油黏度的驱油添加剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、将1-丙烯酰氧基-2-吡咯烷酮、丙烯酰胺、4-乙烯基苯甲酸甲酯加入到反应容器中，加入N，N二甲基甲酰胺，搅拌溶解后，加入引发剂，得到混合物料；
S2、将混合物料在60-80℃反应1.5-2h，得到驱油添加剂。
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述引发剂为过氧化苯甲酰或偶氮二异丁腈。
5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述引发剂的用量为1-丙烯酰氧基-2-吡咯烷酮、丙烯酰胺、4-乙烯基苯甲酸甲酯总质量的1.5-3%。
6.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤S2反应完成后，还包括后处理，所述后处理具体为：将反应液旋蒸除去N，N二甲基甲酰胺，然后用正己烷沉淀，过滤、干燥，得到驱油添加剂。
7.权利要求1-2任意一项所述的增强CO2与原油互溶、降低原油黏度的驱油添加剂或权利要求3-6任意一项所述的制备方法制备的驱油添加剂的应用，其特征在于，所述驱油添加剂用于稠油油藏驱油开采中增强CO2与原油互溶、降低原油黏度。
8.根据权利要求7所述的应用，其特征在于，所述驱油添加剂的用量为CO2质量的3-7%。
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