三次采油表面活性聚合物驱油剂及其制备方法与流程

文档序号:12342591阅读:250来源:国知局

本发明涉及一种驱油剂及其制备方法,具体涉及一种三次采油表面活性聚合物驱油剂及其制备方法。



背景技术:

我国陆上油田的注水开发技术日趋完善,在开发配套工艺技术方面,积累了丰富的实践经验。通常情况下,一次采油和二次采油可采收30%-40%左右的原油,二次采油后的剩余潜力在60%-70%左右,因此三次采油一直是世界各国石油专家攻关的课题。资料显示,我国大部分油田三次采油适合各种驱油技术,潜力超过50亿吨原始地质储量。我国是世界上三次采油工业化程度最高的国家,聚合物驱油技术研究与应用走在世界前列。近年来三次采油增产的油量已占到我国原油产量的6%,且逐年上升。进行三次采油是减缓我国多数油田衰老速度、维持我国原油稳产、减少我国对国外原油依赖程度的战略要求。随着聚合物驱油技术的进一步推广应用,适合聚合物驱的油田越来越少。95%以上不适合聚合物驱的油田也要进行三次采油、也要提高采收率。

聚合物驱油法是把聚合物加到注水中以增大水的粘度,由于粘度加大以及使用某些聚合物所出现的水相渗透率减少,造成了流度比降低,而流度比的降低增大了体积波及系数,减少了波及带的含油饱和度,从而提高水驱效率。目前在油气开采用聚合物中,可以选用的有部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)、丙烯酰胺与丙烯类单体的共聚物、生物聚合物(黄胞胶)、纤维素醚化合物、聚乙烯吡咯烷酮等,己经大规模用于油田三次采油的聚合物驱油剂有HPAM和黄胞胶、丙烯酰胺与丙烯类单体的共聚物几类,并以HPAM为主。HPAM己在我国聚合物驱油中广泛使用,并取得了良好的结果。但是HPAM产品剪切稳定性差,耐温抗盐性能不好。黄胞胶抗盐、抗剪切性能优良,但注入性与耐温性差,且价格昂贵。HPAM和黄胞胶均难以满足高温高含盐油藏的需要。丙烯酰胺与丙烯类单体的共聚物是目前研究的热点,通过与不同的功能单体共聚可以提高聚合物的抗温抗盐性能,各国学者在研制高性能的提高采收率用水溶性聚合物方面开展了大量研究工作,取得了一定进展研究。



技术实现要素:

针对现有技术存在的上述问题,本发明提供了一种三次采油表面活性聚合物驱油剂,其具有如下式所示的分子结构

其中中,m=3-9,n=50-73,p=3-8;聚合物的分子量为350万-1000万。

一种三次采油表面活性聚合物驱油剂的制备方法,包括以下步骤:

a、水为溶剂,以乙烯醇、丙烯醇、丙烯酰胺、乙二醇、羟基吡咯烷酮及β-萘磺酸为反应物,在40℃-60℃下反应;

b、加入氢氧化钠调pH至8~9;

c、将b步骤的单体水溶液升温至室温,通氮气搅拌30分钟;

d、向c步骤的单体水溶液中加入引发剂硫酸铵-亚硫酸钠,升温至50℃,持续通氮气,反应9-11小时;

e、将d步骤得到的产物造粒、干燥、粉碎,得到新型表面活性聚合物驱油剂。

与现有三次采油聚合物驱油剂相比,本发明具有以下突出特点:其中,通过在聚丙烯酰胺、聚丙烯醇和聚乙烯醇分子主链上同时引入含萘磺酸基团、乙醇基团和吡咯烷酮基团单元,使得该聚合物驱油剂不仅具有很好的抗高温性能,而且具有很好的抗盐性能。

附图说明

图1新型表面活性聚合物红外光谱。

具体实施方式

一、聚合物的制备

称取一定量的去离子水、纯碱、乙烯醇、丙烯醇、丙烯酰胺、乙二醇、羟基吡咯烷酮及β-萘磺酸溶于去离子水中,搅拌完全,通氮20min后,加入硫酸铵-亚硫酸钠引发剂,继续通入氮气20min后恒温50℃,聚合4h后,90℃水解4h,造粒,干燥、粉碎并过筛,得到白色粉末状固体,取出剪成小块,用乙醇多次洗涤后在真空干燥箱中干燥,粉碎得到白色粉末状固体。

二、聚合物性能评价

利用傅里叶红外光谱对该聚合物结构进行了表征,其结果如图1所示。由图1可见,3221cm-1处为N-H键伸缩振动吸收峰,1650cm-1处为C=O键伸缩振动吸收峰,1400cm-1处为C-N键弯曲振动吸收峰,可知共聚物物中含有丙烯酰胺的特征吸收峰。1065cm-1、980cm-1处出现了磺酸基的特征吸收峰,说明可聚合表面活性单体参与了接枝共聚。

下面将结合本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述,所述实施例仅为本发明一部分实施例。

实施例1:

将制备得到的聚合物驱油剂样品缓慢加入事先装有矿化度为8500mg·L的盐水烧杯中,配制成浓度为2000mg·L的聚合物驱油剂溶液,同时选取传统HPAM、HAWSP作为对照组,在室温条件下考察其分子性能。结果如表1所示。室内在标准盐水条件下,对YM、常规聚丙烯酰胺(HPAM)和抗盐聚合物(HAWSP)等的基本理化性能进行了测试,其结果如表1所示。

表1聚合物的分子性能

由表1可知,YM的基本理化性能满足驱油用聚合物的技术要求,且优于HPAM,达到了石油行业标准。

实施例2:

在室温下模型抽真空,饱和地层水,得到模型孔隙体积;在45℃条件下,模型饱和模拟油,计算含油饱和度;在45℃条件下,水驱到指定含水98%,获得水驱采收率;在45℃条件下,注入制备得到的聚合物驱油剂,并与HPAM、HAWSP相比较,注入孔隙体积倍数均为0.35,实验结果见表2。

表2室内驱油实验结果

由表2可见,聚合物驱比水驱效果好;在聚合物用量相同的条件下,新型表面活性聚合物驱油剂比传统的聚合物驱油剂提高了5%左右。分析可知,新型表面活性聚合物溶液黏度较大,流动控制能力较强,有效地扩大了波及体积,且具有一定的洗油能力,因此采收率增幅较大。

实施例3:

将制备得到的聚合物驱油剂样品缓慢加入事先装有矿化度为8500mg·L的盐水烧杯中,配制成浓度为2500mg·L的聚合物驱油剂溶液,然后经抽真空除氧后封装在安瓿瓶内(控制氧质量浓度<0.5mg·L,在90℃烘箱中依次老化0d、10d、30d、90d、120d、150d后取出,在40℃及7.23s-1剪切速率下测定粘度,同时选取传统丙烯酰胺均聚物作为对照组。结果参见表3。

表3聚合物盐水溶液在90℃下老化实验结果

从表3可以看出,与丙烯酰胺均聚物相比,本文合成的新型均聚物表现出了较好的热稳定性。合成的新型均聚物在90℃经过150d老化后仍保持较高的溶液粘度,而相同条件下的丙烯酰胺均聚物溶液仅经过30d其粘度就降至1.3mPa·s。

由此可见:合成的新型表面活性聚合物基本理化性能满足驱油用聚合物的技术要求,溶液黏度较大,流动控制能力较强,有效地扩大了波及体积,且具有一定的洗油能力;经过90℃长期老化后,粘度保持在5mPa·s以上的预期目标。

本发明所开发的三次采油表面活性聚合物驱油剂,应用于油田驱油时,不仅具有很好的抗高温性能,而且具有很好的抗盐性能。制备过程条件温和、步骤简单、绿色无污染,能有效地提高波及系数和驱油效率,能保持油田持续高产,尤其能提高后期油田开发水平,具有很好的应用前景。

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