一种部分交联部分支化共聚物驱油剂及其制备方法_2

文档序号:8936793阅读:来源:国知局
图;
[0029]图8为实施例4制备的样品在盐水中形成的悬浮液储能模量和耗能模量随频率的 变化曲线图;
[0030]图9为实施例4制备的样品在盐水中形成的悬浮液粘度随剪切速率的变化曲线 图;
[0031]图10为实施例5制备的样品在盐水中形成的悬浮液储能模量和耗能模量随频率 的变化曲线图;
[0032]图11为实施例5制备的样品在盐水中形成的悬浮液粘度随剪切速率的变化曲线 图;
[0033] 图12为单管岩心渗流装置图;
[0034] 图13为双管岩心渗流装置图;
[0035] 图14为岩心渗流实验中填砂管两端压力随部分交联部分支化共聚物驱油剂悬浮 液注入体积的变化曲线图(实验采用自制的填砂管模型,填砂管渗透率为1500X10 3um2, 注入水为矿化度30000mg/L的盐水,水体注入速率为0. 5mL/min,实验温度为70°C)。
[0036] 从图14中可以看出,在水驱阶段,压力变化较小,很快达到平衡状态;当采用部分 交联部分支化共聚物驱油剂悬浮液进行驱替后,压力迅速增加,表明封堵作用的形成,填砂 管的渗透率降低;当压力达到最大值后,压力出现波动,直至平衡。压力曲线波动表明本发 明制备的共聚物驱油剂颗粒在多孔介质中历经了一个动态的"颗粒积累一颗粒压缩一颗粒 变形通过"运移过程,当颗粒封堵的速度与颗粒变形通过的速度相等时,压力即达到平衡, 流体对填砂管渗透率的调整也趋近平衡态。后续水驱开始后,部分颗粒被冲开,填砂管渗透 率增大,压力也开始下降。单管岩心渗流实验表明,本发明制备的部分交联部分支化共聚物 驱油剂在岩心中能够很好地运移。
[0037] 图15为共聚型部分交联部分支化共聚物驱油剂悬浮液的双管平行分流量实验结 果图(实验采用渗透率分别为5000X10 3um2和1000X10 3um2的两平行填砂管进行研究)。
[0038] 从图15中可以看出,在水驱平衡时,高渗填砂管的分流量要大于低渗填砂管的分 流量。当注入部分交联部分支化共聚物驱油剂悬浮液后,高渗填砂管的流量逐渐变小而低 渗填砂管流量变大,产生不寻常的"液流转向"现象。说明本发明制备的共聚型部分交联部 分支化共聚物驱油剂在油藏中具有高效的剖面调整作用。
【具体实施方式】
[0039] 下面通过实施例对本发明进行具体描述,有必要在此指出的是本实施例只用于对 本发明进行进一步说明,不能理解为对本发明保护范围的限制,该领域的技术熟练人员可 以根据上述本发明的内容做出一些非本质的改进和调整。
[0040] 发明人对以下实施例制得的共聚物驱油剂样品,按下述方法进行了以下相关性能 测试:
[0041] 1.流变性能测试
[0042] 采用TA公司的AR2000EX型转矩流变仪进行流变性能实验测试。测试包括稳态速 率扫描实验和动态频率扫描实验,所有的测试都是在25°C下进行,样品浓度为800mg/L,矿 化度 30000mg/L(Ca2+,Mg2+彡 2000mg/L)。
[0043] 实验采用的盐水为根据胜利油田不同油藏矿化度及盐离子浓度配制的模拟水,不 同盐水配方如表1所示。
[0044]表1
[0045]
[0046] 2.老化性能测试
[0047] 测试了浓度为800mg/L的样品在无氧条件下,85 °C下矿化度30000mg/ L(Ca2+,Mg2+> 2000mg/L)的溶液中长期耐老化性能,并用转矩流变仪测定了样品在长期老 化后的体相粘度。
[0048] 3?单管岩心渗流实验
[0049] 实验所用的多孔介质为自制填砂管,长为30cm,内径为2. 5cm,填砂管的渗透率为 (1500±15)X10 3um2,孔隙体积为50±0. 5cm3。整个渗流实验在数字控温箱中进行,流体注 入速度为〇. 5mL/min,实验温度为70°C。
[0050] 实验方法:首先向填砂管中注入矿化度为19334mg/L的盐水,每隔一定时间记录 进口压力。当压力平衡后,改注2000mg/L的部分交联部分支化共聚物驱油剂悬浮液,定时 记录压力,待压力平衡后进行后续水驱至平衡。
[0051] 5?双管岩心渗流实验
[0052] 试验采用高渗透率和低渗透率填砂管的渗透率分别为(1000±10)X10 3ym2和 (5000± 15)X10 3ym2,两平行渗流管的总孔隙体积为101. 6±0. 5cm3。以合注分采的方式 注入盐水和部分交联部分支化共聚物驱油剂悬浮液,注入速度为0. 5mL/min,实验温度为 70。。。
[0053] 实验方法:当注入1PV(孔隙体积)矿化度为19334mg/L盐水后,改注lPV2000mg/ L的部分交联部分支化共聚物驱油剂悬浮液,之后进行后续水驱。实验过程中定时记录压力 变化及高、低渗透率填砂管的产液量,通过分析分流量曲线来对比研究部分交联部分支化 共聚物驱油剂悬浮液的调驱性能。
[0054] 在以下各实施例中,所涉及到的组分份数、百分比,除特别说明之外,均为质量份 数、百分比。
[0055] 实施例1
[0056] (1)溶液的配制
[0057] 将100份丙烯酰胺溶于270份的去离子水中配成溶液溶于20份的去离子水中配 成溶液,〇. 20份甲基丙烯酸N,N-二甲氨基乙酯溶于10份的去离子水中配成溶液,0. 015份 过硫酸钾溶于10份去离子水中配成溶液,0. 03份亚硫酸氢钠溶于10份去离子水中配成溶 液;
[0058] (2)聚合反应制备驱油剂
[0059] 将步骤(1)配制的丙烯酰胺溶液、甲基丙烯酸N,N_二甲氨基乙酯溶液依次加入反 应器中,在搅拌、温度30°C下通氮气15min除去反应器内和反应液中的氧气,再依次加入过 硫酸钾溶液和亚硫酸氢钠溶液引发体系聚合反应,待反应聚合至体系粘度明显增加,停止 通入氮气与搅拌,待体系凝胶后继续保温2-4小时,即制备得到凝胶状驱油剂。将所得产物 取出,切碎,烘干,粉碎,筛分即可。
[0060] 性能测试结果
[0061] 实施例1制备的样品为均聚型的部分交联部分支化聚丙烯酰胺,其在盐水中形成 含有聚合物颗粒的悬浮液,其储能模量和耗能模量在〇. 1HZ处都为1. 7Pa,如图1。老化三 个月后,耗能模量下降到〇. 15Pa左右,而储能模量则下降到0.IPa以下。从均聚型产品溶 液老化前后的粘切曲线图2可以看出,老化前当剪切速率较小#彡时,表现出轻微的 剪切增稠现象,当剪切速率大于〇.Is1时,老化前后的悬浮液均表现出剪切稀化现象,但粘 度下降较为缓慢,说明该聚合物具有一定的抗剪切能力。老化后G'、G"和剪切粘度均有所 下降,但依然保持较好的粘弹性。
[0062] 实施例2
[0063] (1)溶液的配制
[0064]将100份丙烯酰胺溶于270份的去离子水中配成溶液,9份N,N-二甲基丙烯酰胺 溶于20份的去离子水中配成溶液,0. 30份甲基丙烯酸N,N-二甲氨基乙酯溶于20份的去离 子水中配成溶液,0. 015份过硫酸钾溶于20份去离子水中配成溶液,0. 008份亚硫酸氢钠溶 于20份去离子水中配成溶液;
[0065] (2)聚合反应制备驱油剂
[0066] 将步骤(1)配制的丙烯酰胺溶液、N,N-二甲基丙烯酰胺、甲基丙烯酸N,N-二甲氨 基乙酯溶液依次加入反应器中,在搅拌、温度30°C下通氮气15min除去反应器内和反应液 中的氧气,再依次加入过硫酸钾溶液和亚硫酸氢钠溶液引发体系聚合反应,待反应聚合至 体系粘度明显增加时,停止通入氮气、搅拌,待体系凝胶后继续保温2-4小时,即制备得到 凝胶状驱油剂。将所得产物取出,切碎,烘干,粉碎,筛分即可。
[0067] 性能测试结果
[0068] 实施例2制得的共聚型部分交联部分支化聚丙烯酰胺在盐水中形成含有聚合物 颗粒的悬浮液,其性能如附图3所示。结果表明,该聚合物悬浮液流变性能优异,其储能模 量和耗能模量在〇. 1Hz时分别为5. 51Pa和2. 45Pa。老化三个月后,其储能模量和耗能模量 在0. 1Hz处模量大约为1.3Pa左右。从图4模量保留率曲线可以看出,在频率测试范围内, 老化后样品的G'、G"保留率均大于实施例1的模量保留率,表明共聚有助于保持的交联网 络的稳定。从图5稳态剪切的粘度保留率曲线(上)也可看出,在剪切速率较低的时候,实 施例2制备的样品的粘度保留率与实施例1相当,而随着剪切速率的增加,当 7>(Us??埘, 实施例2制备的样品的的粘度保留率都明显大于实施例1的粘度保留率,这也说明实施例 2产品的结构更加稳定。
[0069] 实施例3 [0070] (1)溶液的配制
[0071]将100份丙烯酰胺溶于250份的去离子水中配成溶液,3份的对乙烯基苯磺酸钠溶 于20份的去离子水中配成溶液,0. 35份甲基丙烯酸N,N-二甲氨基乙酯溶于10份的去离子 水中配成溶液,将0. 015份过硫酸钾溶于15份去离子水中配成溶液,0. 003份亚硫酸氢钠溶 于20份去离子水中配成溶液;
[0072] (2)聚合反应制备驱油剂
[0073]
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