CN1189533C - 阳离子高分子驱油剂及其制备方法 - Google Patents
阳离子高分子驱油剂及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN1189533C CN1189533C CNB02151528XA CN02151528A CN1189533C CN 1189533 C CN1189533 C CN 1189533C CN B02151528X A CNB02151528X A CN B02151528XA CN 02151528 A CN02151528 A CN 02151528A CN 1189533 C CN1189533 C CN 1189533C
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- oil
- cation
- displacing agent
- high molecular
- polymer
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Separation Of Suspended Particles By Flocculating Agents (AREA)
Abstract
阳离子高分子驱油剂及其制备方法，属于水溶性阳离子高分子化合物的制备及其在油田驱油中的应用。在天然高分子瓜尔胶、纤维素、黄原胶或淀粉、或者聚合物的含活泼氢的基团上接入季铵盐型的阳离子而得到的化合物；或者是用阳离子型聚合单体为原料通过均聚或共聚反应制得的水溶性阳离子高分子。它可以从增加水驱的粘度，减弱原油与地层的吸附，起到一定的剥离作用等角度获得更好的驱替效果。它既可以单独作为驱油剂使用，也可以配合聚合物驱油剂或表面活性剂使用。而且该阳离子高分子有较高的耐温性，良好的抗盐性，并对不适合目前聚合物驱的油藏也有重要的意义。
Description
(一)技术领域
本发明涉及石油工业领域的驱油剂，具体涉及阳离子高分子驱油剂NCP(newcationic polymer)及其制备方法。
(二)技术背景
水溶性阳离子高分子在造纸、石油、水处理及日用化工等领域有着广泛的用途。特别是在石油工业中，从钻井泥浆、采油用剂到油田污水处理等方面都有阳离子高分子的重要应用，但由于目前国内该类产品的价格较高，限制了它的广泛使用。本发明中NCP是一种具有广泛应用价值的新型阳离子聚合物。
制备阳离子高分子的方法主要有两种：一种是用阳离子型聚合单体为原料通过均聚或共聚反应制得；另一种是用阳离子化试剂与高分子链上的活泼基团如羟基、氨基等进行化学反应而得，后者简称为高分子反应法。
在油田化学领域中，目前种种研究迹象和国内外有关资料表明，油田化学品的研究有着从过去的非离子型、阴离子型向具有阳离子的复合离子型转化过渡的趋势，含有阳离子或复合离子基团的油田化学品是目前研究的重要方向之一，阳离子高分子及两性高分子在油田开发中具有广泛的应用。作为化学驱油方法，聚合物驱和表面活性剂驱及二元、三元复合驱国内外都进行了长期而广泛的研究，目前未见新的突破。
(三)发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供一种水溶性阳离子高分子驱油剂及其制备方法，应用在油田中提高原油采收率。
本发明的水溶性阳离子高分子驱油剂，可以是在天然高分子如瓜尔胶、纤维素、黄原胶，或者合成聚合物如聚丙烯酰胺或聚乙烯醇的含活泼氢基团上接入季铵盐型的阳离子而得到的化合物；或者是用阳离子型聚合单体为原料通过均聚或共聚反应制得的水溶性阳离子高分子。接入的阳离子季铵基团结构如下：
本发明的水溶性阳离子高分子可以增加水的粘度，与地层及原油有较强的相互作用，减弱原油对地层的吸附，提高驱替效果。
下面以纤维素为例说明阳离子高分子的制备机理。
纤维素的分子通式为[C6H7O3(OH)2]n，分子量在108-109，在羟基上引入季铵型阳离子基团(以环氧丙基三甲基氯化铵为例)可以使纤维素发生反应得到水溶性阳离子纤维素，本发明的水溶性阳离子高分子的制备机理如下：
环氧丙基三甲基氯化铵 纤维素 阳离子聚合物NCP
上述反应机理式中纤维素可以用瓜尔胶、黄原胶、淀粉、木质素、甲壳素替代，环氧丙基三甲基氯化铵可以用下列阳离子替代：
上述合成方法为高分子反应法，该方法通常有两种反应途径：固相法和液相法。可以采用固相法也可采用液相法，并且通过这两种方法都可获得高阳离子度的阳离子聚合物。具体合成方法如下：
在反应器中加入100重量份的纤维素，加入相当于天然高分子或聚合物重量的3～7％活化剂Na2CO3和5‰-11‰的催化剂高氯酸，在室温下搅拌20～40分钟，再加入等当量(3-氯-2-羟基)丙基三甲基氯化铵等阳离子化试剂，在室温下继续搅拌3～4小时，在70℃～90℃下反应2～4小时，即可得到阳离子高分子聚合物驱油剂。反应流程如图1所示。
影响阳离子聚合物产品质量的因素有反应介质、反应温度、反应时间、投料比和pH值等，由于实验前可以根据反应机理确定反应介质和物料比，所以在室内研究中主要考虑反应温度、催化剂加入量和反应时间对阳离子聚合物的反应效率(RE)和取代度(DS)的影响，我们采用正交实验法，实验结果如表1所示：
表1正交实验测定最佳条件
| 序号 | 催化剂/g | 时间/h | 温度/℃ | DS | RE/％ |
| 1 | 0.05 | 1.5 | 80 | 0.425 | 63.6 |
| 2 | 0.05 | 2.5 | 95 | 0.470 | 70.0 |
| 3 | 0.05 | 3.5 | 110 | 0.446 | 68.8 |
| 4 | 0.08 | 1.5 | 95 | 0.486 | 72.8 |
| 5 | 0.08 | 2.5 | 110 | 0.508 | 70.0 |
| 6 | 0.08 | 3.5 | 80 | 0.554 | 82.9 |
| 7 | 0.11 | 1.5 | 110 | 0.489 | 73.2 |
| 8 | 0.11 | 2.5 | 80 | 0.543 | 81.3 |
| 9 | 0.11 | 3.5 | 95 | 0.489 | 73.2 |
由表1数据我们可以看出最佳的催化剂用量(0.08左右)、最佳反应时间(3h)和最佳反应温度(70℃-90℃)。
阳离子聚合物NCP用做驱油剂室内天然岩心驱油实验。方法一：在粒度小于0.5mm的油田产出砂上进行不同浓度(1％、0.5％)的NCP的驱油实验；方法二：在聚合物阴离子(1500ppm)驱油后再用阳离子驱替的实验。实验温度为80℃，实验用水为实验室模拟油田地层水，80℃的粘度为0.47mPa·S。
表2不同注入pv数下的采收率(岩心中原始含油体积均为65cm3)
| 实验序号 | 渗透率um2 | 阳离子浓度 | 阴离子浓度ppm | 水驱1 | 阴离子驱结束 | 阳离子驱结束 | 水驱2至含水＝98％ | ||||
| 累积注入量pv | 采收率η1％ | 累积注入量pv | 采收率η2％ | 累积注入量pv | 采收率η3％ | 累积注入量pv | 采收率η4％ | ||||
| 1 | 0.458 | 1％ | / | 0.47 | 30.25 | / | / | 1.213 | 56 | 2.5 | 64.15 |
| 2 | 1.46 | 1％ | / | 1.75 | 50.6 | / | / | 2.1 | 53.7 | 4.6 | 68.6 |
| 3 | 1.44 | 0.5％ | / | 2.6 | 46.3 | / | / | 3.5 | 49.5 | 5.1 | 64 |
| 4 | 1.24 | 0.5％ | 1500 | 1.84 | 52.2 | 2.34 | 53.6 | 3.27 | 71.1 | 4.8 | 80.2 |
表3聚合物及不同浓度的阳离子驱替后采收率的提高
| 实验序号 | 阳离子浓度 | 阴离子浓度ppm | 水驱1 | 阴离子驱 | 阳离子注入pv数 | 注阳离子段塞后采收率提高(η4-η1)％ | ||
| 累积注入量pv | 含水率％ | 注入pv数 | 采收率提高η2-η1 | |||||
| 1 | 1％ | / | 0.47 | 76.6 | / | / | 0.47 | 33.9 |
| 2 | 1％ | / | 1.75 | 98 | / | / | 0.47 | 18 |
| 3 | 0.5％ | / | 2.6 | 98 | / | / | 0.94 | 17.7 |
| 4 | 0.5％ | 1500 | 1.84 | 98 | 0.47 | 1.4％ | 0.94 | 28η4-η2＝26.6 |
从室内驱油实验结果可以得到以下结论：
在实验条件下，水驱0.47pv后再注入1％的阳离子段塞0.47pv，采收率能提高33.9％；
水驱到含水98％后，再注入阳离子聚合物，采收率仍有较大幅度提高。阳离子驱替一段时间后，采收率明显升高；
阴离子驱替后，再用阳离子段塞驱替，还可较大幅度的提高原油的采收率。
阳离子高分子驱油剂既可以单独作为驱油剂使用，也可以配合聚合物驱油剂或表面活性剂使用。而且该阳离子高分子有较高的耐温性，良好的抗盐性，并对不适合目前聚合物驱的油藏也有重要的意义
(四)附图说明
图1是本发明方法的反应流程图。
(五)具体实施方式
实施例1.阳离子聚合物NCP
在反应器中加入100克的纤维素，加入相当于纤维素重量的5％润湿剂Na2CO3和8‰的催化剂高氯酸，在室温下搅拌25分钟，再加入等当量阳离子化试剂环氧丙基三甲基氯化铵，在室温下继续搅拌3小时，在80℃下反应3小时，即可得到阳离子高分子聚合物NCP驱油剂。
实施例2.阳离子聚合物NCP
在反应器中加入100克的瓜尔胶，加入相当于瓜尔胶重量的6％润湿剂Na2CO3和9‰的催化剂高氯酸，在室温下搅拌30分钟，再加入等当量阳离子化试剂(3-氯-2-羟基)丙基三甲基氯化铵，在室温下继续搅拌3小时，在80℃下反应3小时，即可得到阳离子高分子聚合物NCP驱油剂。
实施例3.阳离子聚合物NCP
在反应器中加入100克的黄原胶，加入相当于黄原胶重量的3％润湿剂Na2CO3和7‰的催化剂高氯酸，在室温下搅拌30分钟，再加入等当量阳离子化试剂氯乙基三甲基氯化铵，在室温下继续搅拌4小时，在80℃下反应3小时，即可得到阳离子高分子聚合物NCP驱油剂。
实施例4.阳离子聚合物NCP
在反应器中加入100克的木质素，加入相当于木质素重量的5％润湿剂Na2CO3和8‰的催化剂高氯酸，在室温下搅拌30分钟，再加入等当量阳离子化试剂(3-氯-2-羟基)丙基三甲基氯化铵，在室温下继续搅拌4小时，在85℃下反应4小时，即可得到阳离子高分子聚合物NCP驱油剂。
实施例5.阳离子聚合物NCP
在反应器中加入100克的玉米淀粉，加入相当于其重量的7％润湿剂Na2CO3和5‰的催化剂高氯酸，在室温下搅拌40分钟，再加入等当量阳离子化试剂二烯丙基二甲基氯化铵，在室温下继续搅拌3小时，在85℃下反应4小时，即可得到阳离子高分子聚合物NCP驱油剂。
实施例6.用阳离子高分子NCP做室内驱油实验：
(1)用井口产出砂充填岩心管；
(2)岩心饱和水，水测渗透率，计算孔隙体积及孔隙度；
(3)岩心饱和油；
(4)以下步骤每个实验都不同：
实验1：以1ml/min的速度进行水驱(注入水量37.5ml)；以同样的速度，注入1％的阳离子高分子37.5ml；水驱至含水98％。
实验2：以1ml/min的速度进行水驱至含水98％；以同样的速度，注入1％的阳离子高分子37.5ml；水驱至含水98％。
实验3：以1ml/min的速度进行水驱至含水98％；以同样的速度，注入0.5％的阳离子高分子75ml；水驱至含水98％。
实验4：以1ml/min的速度进行水驱至含水98％；以同样的速度，注入1500ppm的阴离子聚合物37.5ml；接着注入0.5％的阳离子高分子75ml；水驱至含水98％。水驱至某一含水率，记录不同时间的累积产油、产水量及压力；
以上实验的结果已经给出如上面表2表3所示。
Claims (3)
1.阳离子高分子驱油剂，其特征在于，在天然高分子瓜尔胶、纤维素、黄原胶或淀粉的含活泼氢的基团上接入季铵盐型的阳离子而得到的化合物。
2.如权利要求1所述的阳离子高分子驱油剂，其特征在于，所接入的阳离子季铵基团结构如下：
3.权利要求1所述的阳离子高分子驱油剂的制备方法，包括如下步骤：
在反应器中加入100重量份的天然高分子瓜尔胶、纤维素、黄原胶、淀粉或者木质素，加入相当于天然高分子重量的3～7％润湿剂Na2CO3和5‰-11‰的催化剂高氯酸，在室温下搅拌20～40分钟，再加入等当量环氧丙基三甲基氯化铵、氯乙基三甲基氯化铵、3-氯-2-羟基丙基三甲基氯化铵或二烯丙基二甲基氯化铵阳离子化试剂，在室温下继续搅拌3～4小时，在70℃～90℃下反应2～4小时，得到阳离子高分子聚合物驱油剂。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CNB02151528XA CN1189533C (zh) | 2002-12-31 | 2002-12-31 | 阳离子高分子驱油剂及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CNB02151528XA CN1189533C (zh) | 2002-12-31 | 2002-12-31 | 阳离子高分子驱油剂及其制备方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN1425738A CN1425738A (zh) | 2003-06-25 |
| CN1189533C true CN1189533C (zh) | 2005-02-16 |
Family
ID=4752000
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CNB02151528XA Expired - Fee Related CN1189533C (zh) | 2002-12-31 | 2002-12-31 | 阳离子高分子驱油剂及其制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN1189533C (zh) |
Families Citing this family (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102051165B (zh) * | 2009-10-27 | 2013-08-14 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种黄原胶接枝共聚物驱油剂及其制法和应用 |
| CN102453167B (zh) * | 2010-10-25 | 2013-09-04 | 中国石油化工股份有限公司 | 聚合物驱油剂及其制备方法和油藏驱油方法 |
| CN102794133A (zh) * | 2012-05-08 | 2012-11-28 | 内蒙古大学 | 一种阳离子表面活性剂及其制备方法 |
| EP3060746A1 (en) * | 2013-10-23 | 2016-08-31 | Shell Internationale Research Maatschappij B.V. | Process for recovery of oil from an oil-bearing formation |
| CN104632151B (zh) * | 2013-11-12 | 2017-02-08 | 中国石油天然气股份有限公司 | 一种离子匹配水驱提高采收率的方法 |
| CN104327821B (zh) * | 2014-09-15 | 2015-08-19 | 西南石油大学 | 两亲改性壳聚糖可降解驱油剂及其制备方法 |
| CN105622451B (zh) * | 2015-12-29 | 2017-09-29 | 四川光亚聚合物化工有限公司 | 一种长链烷基季铵盐单体、其制备方法及缔合聚合物 |
| CN105542027A (zh) * | 2016-01-25 | 2016-05-04 | 江苏金和万方新材料科技有限公司 | 一种快速水合瓜尔胶的制造方法 |
| CN105820264B (zh) * | 2016-04-15 | 2021-06-04 | 北京化工大学 | 改性黄原胶、其制备方法及含有改性黄原胶的压裂液 |
| CN105968264B (zh) * | 2016-06-30 | 2018-12-25 | 中国石油天然气股份有限公司 | 一种阳离子水膨性预交联凝胶颗粒的制备方法 |
| CN108219766A (zh) * | 2016-12-14 | 2018-06-29 | 中国石油天然气股份有限公司 | 高分子增稠剂及其制备方法和应用 |
| CN110713824B (zh) * | 2019-09-24 | 2021-09-07 | 大港油田集团有限责任公司 | 抗吸附复合驱油体系及其制备方法 |
| CN114133922B (zh) * | 2020-09-04 | 2023-03-14 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种水溶性洗油剂及其制备方法和应用 |
| CN112322265A (zh) * | 2020-10-09 | 2021-02-05 | 西南石油大学 | 一种指进前缘锁定纳米虫及其制备方法 |
-
2002
- 2002-12-31 CN CNB02151528XA patent/CN1189533C/zh not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN1425738A (zh) | 2003-06-25 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN1189533C (zh) | 阳离子高分子驱油剂及其制备方法 | |
| CA1181579A (en) | Enhanced oil recovery methods and systems | |
| CN101412905B (zh) | 一种水力压裂的复合压裂液的制备方法 | |
| CN110952952B (zh) | 一种低渗透油藏深部调驱方法 | |
| CN1699499A (zh) | 低分子环保型压裂液及其回收液的应用 | |
| CN1814692A (zh) | 一种羧基甜菜碱与磺酸盐表面活性剂配方体系及其在三次采油中的应用 | |
| CN1884324A (zh) | 阳离子丙烯酰胺共聚物水包水乳液及其制备方法 | |
| CN111518239B (zh) | 一种乳液型压裂液降阻剂及其制备方法 | |
| CN1156497C (zh) | 高分子量疏水缔合型聚合物,它的制备方法和它在石油开采中的用途 | |
| CN112538127A (zh) | 一种聚丙烯酰胺纳米复合材料及其制备方法与应用 | |
| CN1814691A (zh) | 一种两性表面活性剂复配的表面活性剂配方体系及其在三次采油中的应用 | |
| CN87102291A (zh) | 水溶性聚合物的稳定化水溶液组合物 | |
| CN1078290A (zh) | 保持地层渗透性和防止粘土膨胀的方法 | |
| CN1251856A (zh) | 一种凝胶微粒的用途 | |
| CN1786103A (zh) | 高温酸化用粘土防膨剂 | |
| CN115196733A (zh) | 油田污水处理药剂及其制备方法 | |
| CN1179990C (zh) | 两性离子聚合物及制备方法和用途 | |
| CN1042163C (zh) | 一种减少置换剂滞留的方法 | |
| CN112778455A (zh) | 一种耐温抗盐疏水缔合聚合物及其制备方法和应用 | |
| CN1632042A (zh) | 相渗透率改善剂和利用其提高原油采收率的方法 | |
| CN1243075C (zh) | 油田修井作业用负压井压井液及其制备方法 | |
| CN103541701B (zh) | 用于提高高温油藏三次采油采收率的驱油方法 | |
| CN114426636B (zh) | 一种具有稠油降粘功能的压裂液减阻剂及其制备方法 | |
| RU2743744C1 (ru) | Способ разработки нефтяной залежи | |
| CN1300180C (zh) | 一种交联聚合物线团的制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| C19 | Lapse of patent right due to non-payment of the annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |