CN115703862A - 一种稠化二氧化碳驱油高效增稠剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本公开有关于一种稠化二氧化碳驱油高效增稠剂及其制备方法，按质量百分比计，所述稠化二氧化碳驱油高效增稠剂包括如下各原料组分：亲二氧化碳溶剂35～54％、油溶性溶剂15～20％、碳酸酯类助溶单体5～10％、丙烯酸酯类增粘单体20～25％、全氟烷基类增粘单体3～5％、含氟丙烯酸酯类结构单体2～3％、油溶性链转移剂0.5～1％和油溶性引发剂0.5～1％。本公开提供的稠化二氧化碳驱油高效增稠剂，具有制备方便、使用方便、超快速溶、高效增稠、有效改善油水流度比、有效提高驱油效率和大幅提高采收率等有益效果。
Description
技术领域
本公开涉及油田化学品中的增稠剂，属于二氧化碳驱油技术领域，具体地为一种稠化二氧化碳驱油高效增稠剂及其制备方法。
背景技术
在石油界，通常将仅仅依靠岩石膨胀、边水驱动、重力、天然气膨胀等各种天然能量来采油的方法称为一次采油；将通过注气或注水提高油层压力的采油方法称为二次采油；将通过注入流体或热量来改变原油黏度，或改变原油与地层中的其他介质的界面张力，用这种物理、化学方法来驱替油层中不连续的和难开采原油的方法称为三次采油。三次采油是继一次、二次采油之后有效提高采收率的重要技术，主要采用表面活性剂型驱油剂和聚合物型驱油剂。但是，在低渗透陆相沉积油藏，因具有低孔隙度、低渗透率、天然裂缝发育和非均质性严重等特征，造成低孔低渗透储集层中原油难以被开采，常规驱油剂难以有效注入。
二氧化碳驱是一种有效的三次采油技术。二氧化碳具有极强的渗透性，容易进入微小孔隙，利用其降黏、膨胀、溶解气驱等机理驱替原油进而提高原油采收率。但是，由于二氧化碳粘度过低、非均质性严重及天然裂缝发育通道的存在，极易出现粘性指进及窜逸现象，形成不利的流度比。二氧化碳在油藏中的窜逸将严重影响气驱提高采收率的程度；气窜严重的井，虽然增油效果显著，但是产液量严重下降，甚至停喷；此外由于重力超覆的影响，在二氧化碳驱替过程中气体会向油藏上部窜逸，形成窜流通道，导致气驱波及体积较小，严重影响二氧化碳驱的驱油效果，同时增大了封窜气体的难度。
针对二氧化碳粘度过低这一问题，国内外相继研发出增大二氧化碳粘度的各种增稠剂，通常包括碳氢聚合物和氟聚合物两大类。由于在设计合成二氧化碳增稠剂时，酯、酮、醚类等物质在二氧化碳中的溶解性能较好，而一些芳香醇、极性溶质很难在二氧化碳中溶解，造成大多数增稠剂的溶解性较差，且需要添加大量助剂来促进溶解，导致了增稠剂用量大，成分复杂，成本过高及对储层造成不可避免的污染和伤害。
发明内容
有鉴于此，本公开的主要目的是提供一种稠化二氧化碳驱油高效增稠剂及其制备方法，以至少部分解决上述现有技术中存在的技术问题。
为了实现上述目的，本公开提供一种稠化二氧化碳驱油高效增稠剂，按质量百分比计，所述稠化二氧化碳驱油高效增稠剂包括如下各原料组分：亲二氧化碳溶剂35～54％、油溶性溶剂15～20％、碳酸酯类助溶单体5～10％、丙烯酸酯类增粘单体20～25％、全氟烷基类增粘单体3～5％、含氟丙烯酸酯类结构单体2～3％、油溶性链转移剂0.5～1％和油溶性引发剂0.5～1％。
上述方案中，所述亲二氧化碳溶剂包括碳酸丙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸甘油酯中的至少一种或多种的组合；所述油溶性溶剂包括白油、硅油和石油醚中的至少一种或多种的组合；所述碳酸酯类助溶单体包括烯丙基甲基碳酸酯、烯丙基乙基碳酸酯中的至少一种或多种的组合；所述丙烯酸酯类增粘单体包括丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯和甲基丙烯酸丁酯中的至少一种或多种的组合；所述全氟烷基类增粘单体包括全氟己基乙烯、全氟辛基乙烯、全氟己基乙基丙烯酸酯和全氟辛基乙基丙烯酸酯中的至少一种或多种的组合；所述含氟丙烯酸酯类结构单体包括甲基丙烯酸十二氟庚酯、甲基丙烯酸十三氟辛酯和甲基丙烯酸十七氟癸酯中的至少一种或多种的组合。
上述方案中，所述油溶性链转移剂包括正十二烷基硫醇、叔十二烷基硫醇和3-巯基丙酸异辛酯中的任意一种；所述油溶性引发剂包括偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈和过氧化苯甲酰中的任意一种。
上述方案中，所述稠化二氧化碳驱油高效增稠剂的密度为0.9～1.1g/cm3、pH值为6.0～8.0。
上述方案中，0.1％质量分数的所述稠化二氧化碳驱油高效增稠剂在0℃、3.5MPa条件下液体二氧化碳中的溶解速度≤3min、7.34s-1剪切速率下粘度≥2mPa·s。
本公开还提供了一种稠化二氧化碳驱油高效增稠剂的制备方法，包括：
步骤S1：将各原料组分单体在溶剂中溶解：
步骤S2：加入引发剂引发聚合反应：
步骤S3：对聚合反应后的溶液进行后处理，得到所述稠化二氧化碳驱油高效增稠剂。
上述方案中，步骤S1中所述将各原料组分单体在溶剂中溶解，包括：保持反应釜内温度30～40℃，在反应釜中依次加入配方量的亲二氧化碳溶剂和油溶性溶剂，搅拌均匀，保持搅拌状态；再依次加入配方量的碳酸酯类助溶单体、丙烯酸酯类增粘单体、全氟烷基类增粘单体和含氟丙烯酸酯类结构单体，充分搅拌，使各原料组分单体在溶剂中完全溶解。
上述方案中，步骤S2中所述加入引发剂引发聚合反应，包括：保持搅拌状态下，先加入配方量的油溶性链转移剂，再加入配方量的油溶性引发剂引发聚合反应，密闭反应釜，自然升温反应6～12h；再升温至80～90℃，保温反应6～12h，全程控制釜内压力≤2MPa。
上述方案中，步骤S3中所述对聚合反应后的溶液进行后处理，得到所述稠化二氧化碳驱油高效增稠剂，包括：聚合反应结束后，通过冷却水循环反应釜夹套，降温至10～30℃，在反应釜中得到的粘稠液体即为所述稠化二氧化碳驱油高效增稠剂。
上述方案中，所述稠化二氧化碳驱油高效增稠剂的密度为0.9～1.1g/cm3、pH值为6.0～8.0。
从上述技术方案可以看出，本公开提供的稠化二氧化碳驱油高效增稠剂及其制备方法，相对于现有技术具备以下有益效果：
1、本公开提供的稠化二氧化碳驱油高效增稠剂及其制备方法，制备方便：通过以亲二氧化碳溶剂和油溶性溶剂作为反应溶剂，碳酸酯类助溶单体、丙烯酸酯类增粘单体、全氟烷基类增粘单体和含氟丙烯酸酯类结构单体作为共聚单体，制备稠化二氧化碳驱油高效增稠剂，反应结束后的共聚物成分已事先溶解于亲二氧化碳溶剂和油溶性溶剂中，无需分离和去除等后期处理工艺，制备方便。
2、本公开提供的稠化二氧化碳驱油高效增稠剂，使用方便：稠化二氧化碳驱油高效增稠剂为可流动的粘稠液体，配液时通过液体管线进行泵送和计量，泵送与计量方便；再通过静态混合器和液体二氧化碳混合后即可溶解，配液过程方便，满足了驱油连续性和长期性的需求。
3、本公开提供的稠化二氧化碳驱油高效增稠剂，超快速溶：在液体二氧化碳中溶解时，亲二氧化碳溶剂和油溶性溶剂成分与液体二氧化碳相似相溶，二者快速分散并溶解；同时将共聚物成分携带着快速分散于液体二氧化碳中。由于共聚物成分已直接溶解于亲二氧化碳溶剂和油溶性溶剂中，聚合物分子链已呈预舒展状态，在遇到液体二氧化碳后，分子链上的亲二氧化碳基团即可迅速与液体二氧化碳相互作用从而快速溶解。
4、本公开提供的稠化二氧化碳驱油高效增稠剂，高效增稠：稠化二氧化碳驱油高效增稠剂在液体二氧化碳的溶解过程中，分子链上的增粘基团溶剂化，在溶剂氛围下分子链回转半径大幅增加，内摩擦力增大，从而大幅增加溶液粘度。同时分子内部、分子与分子间的含氟丙烯酸酯类结构基团通过氢键、色散力和诱导力等多元缔合作用以及路易斯酸碱作用力等，形成结构粘度，进一步加强增稠效果。因此在0.1％浓度下粘度即可达到2mPa·s以上，同时在超临界二氧化碳状态下，仍具有高效增稠性。
5、本公开提供的稠化二氧化碳驱油高效增稠剂及其制备方法，有效改善油水流度比：增稠后的二氧化碳溶于原油，使原油粘度降低30％以上，流度降低；同时遇水后使水相粘度增加20％以上，流度增加，因此能使油水流度比更趋于接近，扩大驱油波及体积而利于增产。
6、本公开提供的稠化二氧化碳驱油高效增稠剂及其制备方法，有效提高驱油效率，大幅提高采收率：液体二氧化碳特别是超临界二氧化碳的扩散性比水更强，在地层中的扩散速率极快，增稠后的液体二氧化碳作为非混相驱时，能够大幅提高油相渗透率。混相驱时能够同时降低最小混相压力(MMP)和水相渗透率，驱油效率达到80％以上，较水驱提高30％以上，采收率大幅提高20-40％。
7、本公开提供的稠化二氧化碳驱油高效增稠剂及其制备方法，顺应双碳时代要求：碳捕获、利用与封存技术(CCUS)是应对全球气候变化的关键技术之一，受到世界各国的高度重视。而二氧化碳驱油提高采收率和封存技术已经成为经济开发和环境保护上实现双赢的有效办法，可同时实现温室气体的资源化利用并提高油气采收率。通过稠化二氧化碳驱油高效增稠剂，实现对二氧化碳的有效地质埋存，作为CCUS技术的关键节点，为“碳达峰”和“碳中和”目标的实现发挥积极作用。
附图说明
图1是依照本公开实施例制备稠化二氧化碳驱油高效增稠剂的方法流程图。
具体实施方式
为使本公开的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，对本公开作进一步的详细说明。
本公开的研发人员在研发过程中逐渐认识到，适用于二氧化碳驱油的液体二氧化碳增稠剂应具备无需助溶剂即可在一定温度和压力条件下溶于液体二氧化碳，同时在较低浓度(0.1-0.3wt％)下即可使液体二氧化碳的粘度增大至2mPa.s以上的特点，且成本不宜过高。
现阶段液体二氧化碳备选增稠剂包括小分子增稠剂、表面活性剂以及聚合物增稠剂。小分子增稠剂和表面活性剂增稠剂，在二氧化碳中的增稠效果较差，即使质量浓度达到数个百分点，最多也仅能使二氧化碳的粘度增大3～5倍，无法满足驱油效果要求。含氟聚合物和有机硅聚合物可以在较低压力下溶于二氧化碳，增稠效果相对较好，例如氟化丙烯酸酯-苯乙烯无规共聚物可以在不需助溶剂的情况下使二氧化碳的粘度增大90倍以上，但是质量浓度也需达到数个百分点。含氟及有机硅聚合物增稠剂是现阶段二氧化碳增稠剂的研究与开发趋势之一，解决成本和效果问题则有较好的应用前景。碳氢聚合物增稠剂因其廉价环保具有应用价值，但其亲二氧化碳性相对较差，在二氧化碳中溶解性较差的问题仍需解决。
为此，本公开的研发人员经过深入的理论论证和大量的实验探究，通过分子设计与优化，提供了一种稠化二氧化碳驱油高效增稠剂及其制备方法，以满足现场二氧化碳驱油的需要。
本公开的申请人长期专注油田专用聚合物的分子结构设计、室内合成、中试研究和规模化生产，经过多年的创新研发，积累了丰富经验。申请人于2020年8月11获得了发明专利《一种干法压裂液减阻增稠剂及其制备方法》的授权，专利号ZL201611251858.0。该专利解决了干法压裂现场应用中的减阻增稠问题，但是其在较低浓度下和较低温度下的溶解和增稠还不理想。同时针对现阶段碳氢聚合物使用浓度大但亲二氧化碳性不足、含氟聚合物亲二氧化碳性强但成本高昂的问题，研发团队对二氧化碳驱油增稠剂的溶解和增稠机理进行了深入研究，创造性的运用亲二氧化碳溶剂和多种聚合单体，创新性地结合碳氢聚合物和含氟聚合物的各自特点和优势，通过不断改进和优化，成功制备了满足现场应用所需的稠化二氧化碳驱油高效增稠剂产品。
具体地，在制备方法上，向稠化二氧化碳驱油高效增稠剂中引入了碳酸丙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸甘油酯中的任意一种或多种的组合作为亲二氧化碳溶剂；引入了白油、硅油、石油醚中的任意一种或多种的组合作为油溶性溶剂；引入了烯丙基甲基碳酸酯、烯丙基乙基碳酸酯中的任意一种或多种的组合作为碳酸酯类助溶单体参与共聚；引入了丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯和甲基丙烯酸丁酯中的任意一种或多种的组合作为丙烯酸酯类增粘单体参与共聚；引入了全氟己基乙烯、全氟辛基乙烯、全氟己基乙基丙烯酸酯和全氟辛基乙基丙烯酸酯中的任意一种或多种的组合作为全氟烷基类增粘单体参与共聚；引入了甲基丙烯酸十二氟庚酯、甲基丙烯酸十三氟辛酯和甲基丙烯酸十七氟癸酯中的任意一种或多种的组合作为含氟丙烯酸酯类结构单体参与共聚。
具体地，本公开提供一种稠化二氧化碳驱油高效增稠剂，按质量百分比计，所述稠化二氧化碳驱油高效增稠剂包括如下各原料组分：亲二氧化碳溶剂35～54％、油溶性溶剂15～20％、碳酸酯类助溶单体5～10％、丙烯酸酯类增粘单体20～25％、全氟烷基类增粘单体3～5％、含氟丙烯酸酯类结构单体2～3％、油溶性链转移剂0.5～1％和油溶性引发剂0.5～1％。
根据本公开的实施例，所述的亲二氧化碳溶剂包括碳酸丙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸甘油酯中的任意一种或多种的组合；
根据本公开的实施例，所述的油溶性溶剂包括白油、硅油和石油醚中的任意一种或多种的组合；
根据本公开的实施例，所述的碳酸酯类助溶单体包括烯丙基甲基碳酸酯、烯丙基乙基碳酸酯中的任意一种或多种的组合；
根据本公开的实施例，所述的丙烯酸酯类增粘单体包括丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯和甲基丙烯酸丁酯中的任意一种或多种的组合；
根据本公开的实施例，所述的全氟烷基类增粘单体包括全氟己基乙烯、全氟辛基乙烯、全氟己基乙基丙烯酸酯和全氟辛基乙基丙烯酸酯中的任意一种或多种的组合；
根据本公开的实施例，所述的含氟丙烯酸酯类结构单体包括甲基丙烯酸十二氟庚酯、甲基丙烯酸十三氟辛酯和甲基丙烯酸十七氟癸酯中的任意一种或多种的组合；
根据本公开的实施例，所述的油溶性链转移剂包括正十二烷基硫醇、叔十二烷基硫醇和3-巯基丙酸异辛酯中的任意一种；
根据本公开的实施例，所述的油溶性引发剂包括偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈和过氧化苯甲酰中的任意一种。
根据本公开的实施例，所述稠化二氧化碳驱油高效增稠剂的密度为0.9～1.1g/cm3、pH值为6.0～8.0。
根据本公开的实施例，0.1％质量分数的所述稠化二氧化碳驱油高效增稠剂在0℃、3.5MPa条件下液体二氧化碳中的溶解速度≤3min、7.34s-1剪切速率下粘度≥2mPa·s。
基于本公开提供的稠化二氧化碳驱油高效增稠剂，本公开还提供了所述稠化二氧化碳驱油高效增稠剂的制备方法，如图1所示，该方法包括以下步骤：
步骤S1：将各原料组分单体在溶剂中溶解：
保持反应釜内温度30～40℃，在反应釜中依次加入配方量的亲二氧化碳溶剂和油溶性溶剂，搅拌均匀，保持搅拌状态；再依次加入配方量的碳酸酯类助溶单体、丙烯酸酯类增粘单体、全氟烷基类增粘单体和含氟丙烯酸酯类结构单体，充分搅拌，使单体完全溶解；
步骤S2：加入引发剂引发聚合反应：
保持搅拌状态下，先加入配方量的油溶性链转移剂，再加入配方量的油溶性引发剂引发聚合反应，密闭反应釜，自然升温反应6～12h；再升温至80～90℃，保温反应6～12h，全程控制釜内压力≤2MPa；
步骤S3：对聚合反应后的溶液进行后处理，得到所述稠化二氧化碳驱油高效增稠剂：
聚合反应结束后，通过冷却水循环反应釜夹套，降温至10～30℃，反应釜中得到的粘稠液体即为所述稠化二氧化碳驱油高效增稠剂。
根据本公开实施例，所述的亲二氧化碳溶剂包括碳酸丙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸甘油酯中的任意一种或多种的组合；所述的油溶性溶剂包括白油、硅油和石油醚中的任意一种或多种的组合；所述的碳酸酯类助溶单体包括烯丙基甲基碳酸酯、烯丙基乙基碳酸酯中的任意一种或多种的组合；所述的丙烯酸酯类增粘单体包括丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯和甲基丙烯酸丁酯中的任意一种或多种的组合；所述的全氟烷基类增粘单体包括全氟己基乙烯、全氟辛基乙烯、全氟己基乙基丙烯酸酯和全氟辛基乙基丙烯酸酯中的任意一种或多种的组合；所述的含氟丙烯酸酯类结构单体包括甲基丙烯酸十二氟庚酯、甲基丙烯酸十三氟辛酯和甲基丙烯酸十七氟癸酯中的任意一种或多种的组合。
根据本公开实施例，所述的油溶性链转移剂包括正十二烷基硫醇、叔十二烷基硫醇和3-巯基丙酸异辛酯中的任意一种；所述的油溶性引发剂包括偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈和过氧化苯甲酰中的任意一种。
根据本公开实施例，所述稠化二氧化碳驱油高效增稠剂的密度为0.9～1.1g/cm3、pH值为6.0～8.0。
下面举若干具体的实施例，以便对本公开的技术方案作更为详细的说明。下述各实施例中，所使用的试剂和仪器均为常规市售可得。
实施例1
稠化二氧化碳驱油高效增稠剂的制备和性能测试：
步骤S1：保持反应釜内温度30℃，在反应釜中依次加入碳酸丙烯酯232.5g、硅油75g，搅拌均匀，保持搅拌状态；再依次加入烯丙基乙基碳酸酯50g、丙烯酸甲酯55g、丙烯酸乙酯55g、全氟己基乙烯7.5g、全氟辛基乙烯7.5g、甲基丙烯酸十三氟辛酯10g，充分搅拌，使单体完全溶解。
步骤S2：保持搅拌状态，先加入正十二烷基硫醇2.5g，再加入偶氮二异庚腈5g引发聚合反应，密闭反应釜，自然升温反应6h；再升温至80℃，保温反应12h，全程控制釜内压力≤2MPa。
步骤S3：反应结束后，通过冷却水循环反应釜夹套，降温至20℃，反应釜中得到粘稠液体即为稠化二氧化碳驱油高效增稠剂。
本实施例中的产品稠化二氧化碳驱油高效增稠剂为粘稠液体，测试结果为：密度1.02g/cm3，pH值6.5，0.1％质量分数稠化二氧化碳驱油高效增稠剂在0℃、3.5MPa条件下液体二氧化碳中的溶解速度3min、7.34s-1剪切速率下粘度5.8mPa·s。
实施例2
稠化二氧化碳驱油高效增稠剂的制备和性能测试：
步骤S1：保持反应釜内温度35℃，在反应釜中依次加入碳酸二甲酯63.1g、碳酸甘油酯50g、白油60g，搅拌均匀，保持搅拌状态；再依次加入烯丙基甲基碳酸酯24g、甲基丙烯酸乙酯35g、甲基丙烯酸丁酯40g、全氟己基乙基丙烯酸酯7.5g、全氟辛基乙基丙烯酸酯7.5g、甲基丙烯酸十二氟庚酯9g，充分搅拌，使单体完全溶解。
步骤S2：保持搅拌状态，先加入叔十二烷基硫醇2.4g，再加入过氧化苯甲酰1.5g引发聚合反应，密闭反应釜，自然升温反应12h；再升温至85℃，保温反应6h，全程控制釜内压力≤2MPa。
步骤S3：反应结束后，通过冷却水循环反应釜夹套，降温至10℃，反应釜中得到粘稠液体即为稠化二氧化碳驱油高效增稠剂。
本实施例中的产品稠化二氧化碳驱油高效增稠剂为粘稠液体，测试结果为：密度1.05g/cm3，pH值7.0，0.1％质量分数稠化二氧化碳驱油高效增稠剂在0℃、3.5MPa条件下液体二氧化碳中的溶解速度3min、7.34s-1剪切速率下粘度9.1mPa·s。
实施例3
稠化二氧化碳驱油高效增稠剂的制备和性能测试：
步骤S1：保持反应釜内温度40℃，在反应釜中依次加入碳酸甘油酯194.8g、白油30g、石油醚42g，搅拌均匀，保持搅拌状态；再依次加入烯丙基甲基碳酸酯10g、烯丙基乙基碳酸酯10g、丙烯酸丁酯40g、甲基丙烯酸甲酯40g、全氟己基乙烯8g、全氟己基乙基丙烯酸酯8g、甲基丙烯酸十三氟辛酯5g、甲基丙烯酸十七氟癸酯5g，充分搅拌，使单体完全溶解。
步骤S2：保持搅拌状态，先加入3-巯基丙酸异辛酯4g，再加入偶氮二异丁腈3.2g引发聚合反应，密闭反应釜，自然升温反应8h；再升温至90℃，保温反应8h，全程控制釜内压力≤2MPa。
步骤S3：反应结束后，通过冷却水循环反应釜夹套，降温至30℃，反应釜中得到粘稠液体即为稠化二氧化碳驱油高效增稠剂。
本实施例中的产品稠化二氧化碳驱油高效增稠剂为粘稠液体，测试结果为：密度0.99g/cm3，pH值7.5，0.1％质量分数稠化二氧化碳驱油高效增稠剂在0℃、3.5MPa条件下液体二氧化碳中的溶解速度3min、7.34s-1剪切速率下粘度7.6mPa·s。
需要说明的是，针对上述实施例，在符合本领域常识的基础上，上述实施例中的各种工艺条件，可任意组合，即得本公开各较佳实例。另外，本公开所用试剂和原料均市售可得。
上述实施例提供的稠化二氧化碳驱油高效增稠剂及其制备方法，经过实践应用表明，具有制备方便、使用方便、超快速溶、高效增稠、有效改善油水流度比、有效提高驱油效率和大幅提高采收率等有益效果，具有以下显著优势：
1、制备方便：通过以亲二氧化碳溶剂和油溶性溶剂作为反应溶剂，碳酸酯类助溶单体、丙烯酸酯类增粘单体、全氟烷基类增粘单体和含氟丙烯酸酯类结构单体作为共聚单体，制备稠化二氧化碳驱油高效增稠剂，反应结束后的共聚物成分已事先溶解于亲二氧化碳溶剂和油溶性溶剂中，无需分离和去除等后期处理工艺，制备方便。
2、使用方便：稠化二氧化碳驱油高效增稠剂为可流动的粘稠液体，配液时通过液体管线进行泵送和计量，泵送与计量方便；再通过静态混合器和液体二氧化碳混合后即可溶解，配液过程方便，满足了驱油连续性和长期性的需求。
3、超快速溶：在液体二氧化碳中溶解时，亲二氧化碳溶剂和油溶性溶剂成分与液体二氧化碳相似相溶，二者快速分散并溶解；同时将共聚物成分携带着快速分散于液体二氧化碳中。由于共聚物成分已直接溶解于亲二氧化碳溶剂和油溶性溶剂中，聚合物分子链已呈预舒展状态，在遇到液体二氧化碳后，分子链上的亲二氧化碳基团即可迅速与液体二氧化碳相互作用从而快速溶解。
4、高效增稠：稠化二氧化碳驱油高效增稠剂在液体二氧化碳的溶解过程中，分子链上的增粘基团溶剂化，在溶剂氛围下分子链回转半径大幅增加，内摩擦力增大，从而大幅增加溶液粘度。同时分子内部、分子与分子间的含氟丙烯酸酯类结构基团通过氢键、色散力和诱导力等多元缔合作用以及路易斯酸碱作用力等，形成结构粘度，进一步加强增稠效果。因此在0.1％浓度下粘度即可达到2mPa·s以上，同时在超临界二氧化碳状态下，仍具有高效增稠性。
5、有效改善油水流度比：增稠后的二氧化碳溶于原油，使原油粘度降低30％以上，流度降低；同时遇水后使水相粘度增加20％以上，流度增加，因此能使油水流度比更趋于接近，扩大驱油波及体积而利于增产。
6、有效提高驱油效率，大幅提高采收率：液体二氧化碳特别是超临界二氧化碳的扩散性比水更强，在地层中的扩散速率极快，增稠后的液体二氧化碳作为非混相驱时，能够大幅提高油相渗透率。混相驱时能够同时降低最小混相压力(MMP)和水相渗透率，驱油效率达到80％以上，较水驱提高30％以上，采收率大幅提高20-40％。
7、顺应双碳时代要求：碳捕获、利用与封存技术(CCUS)是应对全球气候变化的关键技术之一，受到世界各国的高度重视。而二氧化碳驱油提高采收率和封存技术已经成为经济开发和环境保护上实现双赢的有效办法，可同时实现温室气体的资源化利用并提高油气采收率。通过稠化二氧化碳驱油高效增稠剂，实现对二氧化碳的有效地质埋存，作为CCUS技术的关键节点，为“碳达峰”和“碳中和”目标的实现发挥积极作用。
以上所述的具体实施例，对本公开的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，应理解的是，以上所述仅为本公开的具体实施例而已，并不用于限制本公开，凡在本公开的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种稠化二氧化碳驱油高效增稠剂，其特征在于，按质量百分比计，所述稠化二氧化碳驱油高效增稠剂包括如下各原料组分：亲二氧化碳溶剂35～54％、油溶性溶剂15～20％、碳酸酯类助溶单体5～10％、丙烯酸酯类增粘单体20～25％、全氟烷基类增粘单体3～5％、含氟丙烯酸酯类结构单体2～3％、油溶性链转移剂0.5～1％和油溶性引发剂0.5～1％。
2.根据权利要求1所述的稠化二氧化碳驱油高效增稠剂，其特征在于，
所述亲二氧化碳溶剂包括碳酸丙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸甘油酯中的至少一种或多种的组合；
所述油溶性溶剂包括白油、硅油和石油醚中的至少一种或多种的组合；
所述碳酸酯类助溶单体包括烯丙基甲基碳酸酯、烯丙基乙基碳酸酯中的至少一种或多种的组合；
所述丙烯酸酯类增粘单体包括丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯和甲基丙烯酸丁酯中的至少一种或多种的组合；
所述全氟烷基类增粘单体包括全氟己基乙烯、全氟辛基乙烯、全氟己基乙基丙烯酸酯和全氟辛基乙基丙烯酸酯中的至少一种或多种的组合；
所述含氟丙烯酸酯类结构单体包括甲基丙烯酸十二氟庚酯、甲基丙烯酸十三氟辛酯和甲基丙烯酸十七氟癸酯中的至少一种或多种的组合。
3.根据权利要求1所述的稠化二氧化碳驱油高效增稠剂，其特征在于，
所述油溶性链转移剂包括正十二烷基硫醇、叔十二烷基硫醇和3-巯基丙酸异辛酯中的任意一种；
所述油溶性引发剂包括偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈和过氧化苯甲酰中的任意一种。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的稠化二氧化碳驱油高效增稠剂，其特征在于，所述稠化二氧化碳驱油高效增稠剂的密度为0.9～1.1g/cm3、pH值为6.0～8.0。
5.根据权利要求1～3中任一项所述的稠化二氧化碳驱油高效增稠剂，其特征在于，0.1％质量分数的所述稠化二氧化碳驱油高效增稠剂在0℃、3.5MPa条件下液体二氧化碳中的溶解速度≤3min、7.34s-1剪切速率下粘度≥2mPa·s。
6.一种权利要求1～5中任一项所述的稠化二氧化碳驱油高效增稠剂的制备方法，其特征在于，包括：
步骤S1：将各原料组分单体在溶剂中溶解：
步骤S2：加入引发剂引发聚合反应：
步骤S3：对聚合反应后的溶液进行后处理，得到所述稠化二氧化碳驱油高效增稠剂。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，步骤S1中所述将各原料组分单体在溶剂中溶解，包括：
保持反应釜内温度30～40℃，在反应釜中依次加入配方量的亲二氧化碳溶剂和油溶性溶剂，搅拌均匀，保持搅拌状态；
再依次加入配方量的碳酸酯类助溶单体、丙烯酸酯类增粘单体、全氟烷基类增粘单体和含氟丙烯酸酯类结构单体，充分搅拌，使各原料组分单体在溶剂中完全溶解。
8.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，步骤S2中所述加入引发剂引发聚合反应，包括：
保持搅拌状态下，先加入配方量的油溶性链转移剂，再加入配方量的油溶性引发剂引发聚合反应，密闭反应釜，自然升温反应6～12h；再升温至80～90℃，保温反应6～12h，全程控制釜内压力≤2MPa。
9.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，步骤S3中所述对聚合反应后的溶液进行后处理，得到所述稠化二氧化碳驱油高效增稠剂，包括：
聚合反应结束后，通过冷却水循环反应釜夹套，降温至10～30℃，在反应釜中得到的粘稠液体即为所述稠化二氧化碳驱油高效增稠剂。
10.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述稠化二氧化碳驱油高效增稠剂的密度为0.9～1.1g/cm3、pH值为6.0～8.0。
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