专利名称：类水滑石-阳离子淀粉复合体驱油体系的制作方法
技术领域：
本发明属采油技术领域，具体涉及在强化采油中可提高原油采收率的一种类水滑 石-阳离子淀粉复合体驱油体系。
背景技术：
随着石油开采的不断进行，许多油田已进入开发后期的高含水阶段，需采用强化 采油技术提高采收率，其中聚合物驱是被广泛应用的技术之一。目前，应用最广泛的聚合物驱油体系是部分水解聚丙烯酰胺(PHPA)溶液，因其具 有较高的粘度和粘弹性，现场应用获得良好的驱油效果，一般在水驱的基础上可提高原油 采收率8%左右。但PHPA驱的有效期有限，很多油田在PHPA驱后很短时间就出现产水量大 幅上升，产油量急剧下降等问题，PHPA驱后如何进一步提高采收率是一个有待解决的问题。PHPA是阴离子聚合物，原油也带负电荷，二者间存在的静电斥力而影响相互间的 粘滞作用，进而影响其驱油效果。因此，研制带正电荷的驱油体系(或称为正电驱油体系)， 以增强其与原油间的粘滞力，可望能进一步提高采收率。阳离子淀粉(CS)是阳离子聚合物，广泛应用于造纸、化妆品、医药和污水处理等 领域；类水滑石(HTlc)纳米颗粒是带结构正电荷的层状无机材料，广泛应用于催化、阻燃、 医药和污水处理等领域。类水滑石_阳离子淀粉悬浮体属正电体系，二者间存在的较强相 互作用而赋予其良好的流变性，同时该复合体与原油间存在较强的粘滞力，若将其用作驱 油体系在PHPA驱后应用有望进一步提高采收率。
发明内容
针对现有PHPA驱油体系的不足，本发明目的是提供一种新型驱油体系，即类水滑 石_阳离子淀粉复合体驱油体系，以在强化采油中可提高原油采收率。本发明所述类水滑石_阳离子淀粉复合体驱油体系，其特征在于所述驱油体系 是组分质量比为类水滑石阳离子淀粉助剂=(2 10) (90 98) (0 5)的水 溶液，且其质量浓度为0. 2 1. 5%。上述进一步优选的方式是所述驱油体系是组分质量比为类水滑石阳离子淀 粉助剂=4 93.5 2. 5的水溶液，且其质量浓度为0.5 0.7%。其中上述类水滑石又称层状双氢氧化物(LDHs)，具有水滑石的晶体结构，化学组成通 式为 JMHwMKoiDHA^/Jx-.n^O，其中Mn为二价金属离子，如 Mg2+、Mn2+、Fe2+、C02+、 Ni2\Cu2\Zn2\Ca2+ 等；Mm为三价金属离子，如 Al3\Cr3\Mn3\Fe3\Co3\Ni3\La3+ 等；A 为 _n 价的层间阴离子，如CO广、S042_、C1_、N03_和有机阴离子等，x为每摩尔HTlc中Mm的摩尔数， m为每摩尔HTlc中结晶水的摩尔数。本发明首选质量浓度为1. 12%、镁铝比为2的类水滑 石分散体系。上述类水滑石的制备方法为现有公开的常规方法，优选中国专利200610070349. 8中公开的棒状类水滑石及其制备方法。上述阳离子淀粉为市售产品，也可由淀粉和醚化剂反应而合成，醚化剂是叔胺盐 或季铵盐，优选季铵盐，如2，3-环氧丙基三甲基氯化铵或3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵。上述助剂为高价金属离子盐，优选A1C13、FeCl3> A1 (N03) 3或Fe (N03) 3。本发明所述类水滑石_阳离子淀粉复合体驱油体系的制备方法，是按组分质量比 分别称取类水滑石、阳离子淀粉和助剂，先在水中搅拌溶解阳离子淀粉，然后搅拌加入类水 滑石和助剂，并使驱油体系最终质量浓度为0. 2 1. 5%即可。本发明提供的类水滑石-阳离子淀粉复合体驱油体为正电体系，配制简单，可用 于PHPA驱后进一步提高采收率；也可添加助剂以进一步提高驱油效果。0.021%类水滑石 +0. 5%阳离子淀粉复合体的室内模拟一次驱油实验结果气测渗透率为1688mD，水驱采收 率& = 40.5% ；—次聚合物驱采收率RP1 = 13.6%，显示本发明的驱油体系的驱油效果优 于0. 2% PHPA体系。0. 021%类水滑石+0. 5%阳离子淀粉复合体的室内模拟二次驱油实 验结果气测渗透率为1711mD，水驱采收率Rw = 42.8% ；0. 2 % PHPA体系驱采收率RP1 = 12. 5%，后续复合体驱采收率RP2 = 8. 8%，表明本发明的驱油体系能在PHPA驱后进一步提 高采收率。
具体实施例方式实施例1 在装有搅拌装置的1000ml烧杯中加入499ml去离子水，称取2. 5g阳离子淀粉，常 温下搅拌4小时左右，然后加入浓度为1. 12%、镁铝比为2的类水滑石分散体系0. 95ml，搅 拌均勻，得阳离子淀粉浓度为0. 5%、类水滑石/阳离子淀粉浓度比为2/93. 5的复合体系， 用RS75流变仪(Haake Inc.，Germany)在剪切速率为3s-1下测得其粘度为llOmP s。实施例2:在装有搅拌装置的1000ml烧杯中加入498. 1ml去离子水，称取2. 5g阳离子淀粉， 常温下搅拌4小时左右，然后加入浓度为1. 12%、镁铝比为2的类水滑石分散体系1. 91ml, 搅拌均勻，得阳离子淀粉浓度为0. 5%、类水滑石/阳离子淀粉浓度比为4/93. 5的复配体 系，用RS75流变仪(Haake Inc.，Germany)在剪切速率为3s-1下测得其粘度为136mP s。实施例3 在装有搅拌装置的1000ml烧杯中加入496. 2ml去离子水，称取2. 5g阳离子淀粉， 常温下搅拌4小时左右，然后加入浓度为1. 12%、镁铝比为2的类水滑石分散体系3. 81ml, 搅拌均勻，得阳离子淀粉浓度为0. 5%、类水滑石/阳离子淀粉浓度比为8/93. 5的复配体 系，用RS75流变仪(Haake Inc.，Germany)在剪切速率为3s-1下测得其粘度为120mP s。实施例4 在装有搅拌装置的1000ml烧杯中加入496. 2ml去离子水，称取5. 0g阳离子淀粉， 常温下搅拌4小时左右，然后加入浓度为1. 12%、镁铝比为2的类水滑石分散体系3. 81ml, 搅拌均勻，得阳离子淀粉浓度为1. 0%、类水滑石/阳离子淀粉浓度比为4/93. 5的复配体 系，用RS75流变仪(Haake Inc.，Germany)在剪切速率为3s-1下测得其粘度为277mP s。实施例5 在装有搅拌装置的1000ml烧杯中加入494. 2ml去离子水，称取5. 0g阳离子淀粉，常温下搅拌4小时左右，然后加入浓度为1. 12%、镁铝比为2的类水滑石分散体系5. 75ml, 搅拌均勻，得阳离子淀粉浓度为1. 5%、类水滑石/阳离子淀粉浓度比为4/93. 5的复配体 系，用RS75流变仪(Haake Inc.，Germany)在剪切速率为3s-1下测得其粘度为416mP s。实施例6 在装有搅拌装置的1000ml烧杯中加入496. 4ml去离子水，称取2. 5g阳离子淀粉， 常温下搅拌4小时左右，然后加入浓度为1. 12%、镁铝比为2的类水滑石分散体系0. 95ml, 1 % A1C13溶液2. 67ml，搅拌均勻，得阳离子淀粉浓度为0. 5%、类水滑石/阳离子淀粉/ A1C13浓度比为4/93. 5/1的复配体系，用RS75流变仪(Haake Inc.，Germany)在剪切速率 为3s—1下测得其粘度为187mP s。实施例7 在装有搅拌装置的1000ml烧杯中加入492. 4ml去离子水，称取2. 5g阳离子淀粉， 常温下搅拌4小时左右，然后加入浓度为1. 12%、镁铝比为2的类水滑石分散体系0. 95ml, 1 % AICI3溶液6. 68ml，搅拌均勻，得阳离子淀粉浓度为0. 5 %、类水滑石/阳离子淀粉/ A1C13浓度比为4/93. 5/2. 5的复配体系，用RS75流变仪(Haake Inc.，Germany)在剪切速 率为3s—1下测得其粘度为246mP s。实施例8 在装有搅拌装置的1000ml烧杯中加入488. 4ml去离子水，称取2. 5g阳离子淀粉， 常温下搅拌4小时左右，然后加入浓度为1. 12%、镁铝比为2的类水滑石分散体系0. 95ml,
A1C13溶液10. 70ml，搅拌均勻，得阳离子淀粉浓度为1. 5%、类水滑石/阳离子淀粉/ A1C13浓度比为4/93. 5/4的复配体系，用RS75流变仪(Haake Inc.，Germany)在剪切速率 为3s—1下测得其粘度为201mP s。实施例9 在装有搅拌装置的1000ml烧杯中加入484. 7ml去离子水，称取5. 0g阳离子淀粉， 常温下搅拌4小时左右，然后加入浓度为1. 12%、镁铝比为2的类水滑石分散体系1. 91ml,
A1C13溶液13. 36ml，搅拌均勻，得阳离子淀粉浓度为1. 5 %、类水滑石/阳离子淀粉/ A1C13浓度比为4/93. 5/2. 5的复配体系，用RS75流变仪(Haake Inc.，Germany)在剪切速 率为3s-1下测得其粘度为510mP s。实施例10 在装有搅拌装置的1000ml烧杯中加入476. 2ml去离子水，称取7. 5g阳离子淀粉， 常温下搅拌4小时左右，然后加入浓度为1. 12%、镁铝比为2的类水滑石分散体系3. 81ml, 1% AICI3溶液20. 04ml，搅拌均勻，得阳离子淀粉浓度为1. 5%、类水滑石/阳离子淀粉/ A1C13浓度比为4/93. 5/2. 5的复配体系，用RS75流变仪(Haake Inc.，Germany)在剪切速 率为3s—1下测得其粘度为726mP s。实施例11 0. 2%部分水解聚丙烯酰胺(PHPA 分子量1700万，水解度28% )溶液的室内模 拟驱油实验。实验条件为钢制岩芯管，长20cm，直径2. 7cm ；填充沙为胜利孤岛油田地层 沙；油为胜利孤岛油田原油，60°C粘度为656mPa sdOs"1)；实验用水为人工合成盐水(组 成Mg2+-0. 0024%, Ca2+-0. 0073%, CF-0. 31%, S042二0. 0068%, HC03:0 . 044% )；实验温 度60°C。用填充沙装填岩芯管，气测渗透率为1665mD ；饱和水；饱和油；水驱岩芯至含水率98%，采收率& = 43. 1%;注入0. 3PV (岩芯孔隙体积)驱油体系，后续水驱至含水率98%， 采收率Rpi = 12.8%，此为一次聚合物驱采收率；再注入0. 3PV驱油体系，后续水驱至含水 率98%，采收率RP2 = 6.9%，此为二次聚合物驱采收率。实施例12 0. 021%类水滑石+0. 5%阳离子淀粉复合体的室内模拟一次驱油实验。实验条件 同实施例11。气测渗透率为1688mD，水驱采收率Rw = 40.5% ； 一次聚合物驱采收率RP1 = 13. 6%，此驱油体系的驱油效果优于0. 2% PHPA体系。实施例13 0. 021%类水滑石+0. 5%阳离子淀粉复合体的室内模拟二次驱油实验。实验条件 同实施例11。气测渗透率为1711mD，水驱采收率Rw = 42.8% ；0. 2 % PHPA体系驱采收率 RP1 = 12. 5%，后续复合体驱采收率RP2 = 8.8%，表明此驱油体系能在PHPA驱后进一步提 高采收率。实施例14 0. 042%类水滑石+1. 0%阳离子淀粉复合体的室内模拟驱油实验。实验条件同实 施例11。气测渗透率为1696mD，水驱采收率Rw = 41. 7% ；0. 2% PHPA体系驱采收率RP1 = 13. 8%，后续复合体驱采收率RP2 = 10.9%，表明此驱油体系能在PHPA驱后进一步提高采 收率。实施例15 0. 021%类水滑石+0. 5%阳离子淀粉+0. 013% A1C13体系的室内模拟驱油实验。 实验条件同实施例11。气测渗透率为1670mD，水驱采收率Rw = 42. 5%;—次聚合物驱采收 率RP1 = 14. 9%，此驱油体系的驱油效果优于0. 2% PHPA体系。实施例16 0. 021%类水滑石+0. 5%阳离子淀粉+0. 013% FeCl3体系的室内模拟驱油实验。 实验条件同实施例11。气测渗透率为1701mD，水驱采收率Rw = 43. 5%；0. 2% PHPA体系驱 采收率Rpi = 13. 1%，后续复合体驱采收率RP2 = 9.7%。实施例17 0. 042%类水滑石+1. 0%阳离子淀粉+0. 027% A1 (N03) 3体系的室内模拟驱油实 验。实验条件同实施例11。气测渗透率为1693mD，水驱采收率Rw = 41. 5%；0.2% PHPA体 系驱采收率RP1 = 13. 3%，后续复合体驱采收率RP2 = 12. 1%。
权利要求
一种类水滑石-阳离子淀粉复合体驱油体系，其特征在于所述驱油体系是组分质量比为类水滑石∶阳离子淀粉∶助剂＝(2～10)∶(90～98)∶(0～5)的水溶液，且其质量浓度为0.2～1.5％。
2.如权利要求1所述的驱油体系，其特征在于所述驱油体系是组分质量比为类水滑 石阳离子淀粉助剂=4 93.5 2.5的水溶液，且其质量浓度为0. 5 0. 7%。
3.如权利要求1或2所述的驱油体系，其特征在于所述助剂为AlCl3、FeCl3、Al(NO3)3 或 Fe (NO3) 3。
4.权利要求1所述类水滑石_阳离子淀粉复合体驱油体系的制备方法，其特征在于 按组分质量比分别称取类水滑石、阳离子淀粉和助剂，先在水中搅拌溶解阳离子淀粉，然后 搅拌加入类水滑石和助剂，并使驱油体系最终质量浓度为0. 2 1. 5%即可。
全文摘要
本发明公开了一种类水滑石-阳离子淀粉复合体驱油体系，是组分质量比为类水滑石∶阳离子淀粉∶助剂＝(2～10)∶(90～98)∶(0～5)的水溶液，且其质量浓度为0.2～1.5％。本发明的驱油体为正电体系，配制简单，可用于PHPA驱后进一步提高采收率；也可添加助剂以进一步提高驱油效果。
文档编号C09K8/588GK101845297SQ20101017362
公开日2010年9月29日 申请日期2010年5月17日 优先权日2010年5月17日
发明者侯万国, 李海平 申请人:山东大学