专利名称：一种交联聚合物微球-聚合物复合深部调驱剂及其使用方法
技术领域：
本发明涉及一种能够改善油藏非均质性、提高注水开发油藏原油采收率的交联聚合物微球-聚合物复合深部调驱剂及其使用方法，属于石油工业领域。
背景技术：
目前，早期开发油田已逐步进入注水采油中、后期，如何进一步提高注入水的体积波及系数和水波及体积内的驱替效率，经济、有效地开采现有油田是石油工业界亟待解决的重大课题之一，其中强化采油技术的发展和应用发挥了重要的作用。随着研究的深入，油藏的非均质性对水驱、化学驱驱替液波及系数的影响日益引起业内关注，人们认识到只有通过深部调驱，才能更加经济、有效地调整、改善油藏的非均质性，从而提高注入液的体积波及系数，保证化学驱高驱替效率的实现，提高注水采油阶段的原油采收率。现有提高注入液的体积波及系数的方法主要包括(1)以提高驱替液粘度为目的，改善原油/驱替液流度比的聚合物驱、交联聚合物流动凝胶驱；(2)采用交联聚合物线团封堵油藏孔隙吼道、实现注入液流改向的交联聚合物溶液(LPS)、交联聚合物微球深部调剖技术。但是，随着研究的深入和现场试验的反复进行，目前使用的以提高驱替液粘度为目的聚合物驱、交联聚合物流动弱凝胶体系与现场实施条件之间的矛盾也逐步暴露，如对于强非均质性油藏，虽然注入的驱替液的流变学性质能够产生一定宏观液流改向能力，但相对于水井调剖、调驱等基于高渗孔道封堵的技术而言，其液流改向能力相对较弱，易通过高渗透层和长期注水过程中所形成的优势通道发生驱替液过早突破，不仅影响聚合物驱的驱替效率，也给后续油水分离系统带来一系列问题。近期采用交联聚合物线团封堵油藏孔隙吼道、实现注入液流改向的交联聚合物溶液(LPS)、交联聚合物微球深部调剖技术发展迅速，例如ZL 00135877.4、ZL 021 16422.3 公开了采用线形部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)稀溶液(质量分数在其临界交叠质量分数以下)与交联剂反应，形成交联聚合物线团的水分散体系(即，交联聚合物溶液)；ZL 200710063645. X、ZL 200410006334. 6公开了采用反相微乳液聚合、反相乳液聚合技术形成纳米或微米尺度的水分散相，在水分散相中进行包含交联单体在内的多种单体的共聚合反应，形成聚合物微胶粒，这些微胶粒在水中溶涨、溶解后形成不同尺度的交联聚合物线团。 根据目标油藏孔隙吼道尺寸选择与之相匹配的交联聚合物线团，可以使线团有效地在孔隙中滞留和封堵喉道，造成深部液流改向，真正实现调整和改善油藏的非均质性，提高注水开发原油的采收率。
发明内容
本发明的目的是提供一种交联聚合物微球_聚合物复合深部调驱剂及其使用方法。可以根据油藏的具体条件、聚合物驱所用聚合物的性质调整交联聚合物线团的类型、形状和粒径，使所述交联聚合物微球_聚合物复合深部调驱剂的应用更有利于提高油藏渗透率差异较大、注水开发中、后期油田原油的采收率。本发明提供的一种交联聚合物微球_聚合物复合深部调驱剂，包括水溶性交联聚合物微球、水溶性聚合物和水；所述复合深部调驱剂中，所述水溶性交联聚合物微球的质量百分含量为0. 01 % 0. 3%，所述水溶性聚合物的质量百分含量为0. 01 % 0. 5%，余量为水。上述的复合深部调驱剂中，所述水溶性交联聚合物微球的质量百分含量具体可为 0. 03%，所述水溶性聚合物的质量百分含量为0. 0145%。上述的复合深部调驱剂中，所述水溶性交联聚合物微球的粒径可为 100nm-5000nm。上述的复合深部调驱剂中，所述水溶性交联聚合物微球要根据目标油藏性质进行筛选，可依据以下原则进行筛选(1)所述水溶性交联聚合物微球的分子结构应在油藏温度下油藏流体中具备足够的化学稳定性；(2)所述水溶性交联聚合物微球应具有足够的机械强度和变形能力，通过油藏孔隙吼道后能够恢复原有形状；(3)所述水溶性交联聚合物微球的尺寸大小应与地层孔隙吼道匹配，能够在一定流动压差下使多个微球在孔隙吼道处聚集，实施对吼道的封堵；(4)所述水溶性交联聚合物微球能够与所述水溶性聚合物在注入水中通过离子键货疏水缔合作用形成有机复合体。上述的复合深部调驱剂中，所述水溶性交联聚合物微球可以按照包括以下步骤的方法制备在惰性气氛下，聚合单体在溶有高分子分散剂、无机盐和交联单体的水分散液中进行聚合反应得到所述交联聚合物微球；所述水分散液中所述高分子分散剂、无机盐和交联单体的质量百分含量分别可为1. 0% 10. 0%、10. 0% 40. 0%和0. 001% 3. 0% ；所述聚合单体占所述水分散液的质量百分含量可为10. 0% 40. 0%;所述聚合单体可为分子结构中仅含有单个双键和水溶性基团的单体分子；包括非离子单体，例如丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、N-乙烯基甲酰胺、N-乙烯基乙酰胺、N-乙烯基吡咯烷酮、N，N-二甲基丙烯酰胺、 丙烯腈、二丙酮丙烯酰胺、(甲基)丙烯酸-2-羟乙基酯丙烯酰胺、丙烯醇等；阴离子单体， 例如(甲基)丙烯酸、依康酸、马来酸、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、乙烯基磺酸等单体的相应盐；阳离子单体，例如(甲基)丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、(甲基)丙烯酰氧乙基二乙基甲基氯化铵、(甲基)丙烯酰氧乙基二甲基苄基氯化铵、(甲基)丙烯酰氧乙基二乙基苄基氯化铵、二甲基二烯丙基氯化铵等；所述无机盐可为硫酸铵、硫酸钠、硫酸钾、氯化铵、 氯化钾和氯化钠等中至少一种；所述交联单体可为分子结构中含有两个或两个以上双键的多官能团单体，双键之间距离可以通过调节连接双键基团的长短加以调节。例如双官能团单体可以是N，N'-亚甲基双丙烯酰胺、聚乙二醇二丙烯酸酯、聚乙二醇二烯丙基醚、N， N-二烯丙基二甲基氯化胺、N，N' -二烯丙基-N，N，N' ,N'-四甲基己二氯化铵、N，N' -二对乙烯基苄基-N，N，N' ,N'-四甲基己二氯化胺等；三官能团单体可以为三丙烯酸_(丙基)三甲酯、季戊四醇三烯丙基醚等；所述高分子分散剂可以选择市售的高分子分散剂，例如采用市售的相对分子质量为4000-20000的聚乙烯醇、相对分子质量为5000-30000的聚乙烯胺、乙烯基吡咯烷酮的均聚物或共聚物等，其中采用乙烯基吡咯烷酮的均聚物或共聚物效果较好；或通过所述交联聚合物微球的分子结构中相应的离子型所述聚合单体的稀溶液聚合获得，如合成分子结构中包含丙烯酰胺_丙烯酸钠-2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸钠结构的阴离子交联聚合物微球，所述高分子分散剂可以由2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸钠进行稀溶液聚合所得均聚物充当；又比如合成分子结构中包含丙烯酰胺_丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵-2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸钠结构的两性离子交联聚合物微球或分子结构中包含丙烯酰胺_丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵结构的阳离子交联聚合物微球，所述高分子分散剂可以由丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵进行稀溶液聚合所得均聚物充当。上述的复合深部调驱剂中，所述水溶性交联聚合物微球可为式(I)、式(II)、式 (III)和式(IV)所示聚合物的交联聚合物微球中任一种；所述水溶性聚合物为式(I)、式 (II)、式(III)和式(IV)所示聚合物中任一种；
权利要求
1.一种交联聚合物微球-聚合物复合深部调驱剂，包括水溶性交联聚合物微球、水溶性聚合物和水；所述复合深部调驱剂中，所述水溶性交联聚合物微球的质量百分含量为 0.01^-0.3%,所述水溶性聚合物的质量百分含量为0.01^-0.5%,余量为水。
2.根据权利要求1所述的复合深部调驱剂，其特征在于所述水溶性交联聚合物微球的粒径为 100nm-5000nm。
3.根据权利要求1或2所述的复合深部调驱剂，其特征在于所述水溶性交联聚合物微球为式(I)、式(II)、式(III)和式(IV)所示聚合物的交联聚合物微球中任一种；所述水溶性聚合物为式(I)、式(II)、式(III)和式(IV)所示聚合物中任一种；
4.根据权利要求3所述的复合深部调驱剂，其特征在于所述水溶性聚合物为聚丙烯酰胺、部分水解聚丙烯酰胺、疏水缔合型丙烯酰胺聚合物、离子缔合型丙烯酰胺聚合物或聚乙烯胺。
5.根据权利要求3或4所述的复合深部调驱剂，其特征在于所述水溶性交联聚合物微球为交联聚丙烯酰胺微球、交联部分水解聚丙烯酰胺微球、交联疏水缔合型丙烯酰胺聚合物微球、交联离子缔合型丙烯酰胺聚合物微球或交联聚乙烯胺微球。
6.根据权利要求1-5中任一所述的复合深部调驱剂，其特征在于所述水溶性聚合物的粘均相对分子量均为1250万-1600万。
7.权利要求1-6中任一所述的复合深部调驱剂的使用方法，包括如下步骤将所述复合深部调驱剂加入至注入水中并通过注入井注入到目标油藏的内部进行驱油。
全文摘要
本发明提供了一种交联聚合物微球-聚合物复合深部调驱剂及其使用方法。该调驱剂包括水溶性交联聚合物微球、水溶性聚合物和水；所述复合深部调驱剂中，所述水溶性交联聚合物微球的质量百分含量为0.01％～0.3％，所述水溶性聚合物的质量百分含量为0.05％～0.5％，余量为水。本发明提供的交联聚合物微球-聚合物复合深部调驱剂具有较常规聚合物驱高的液流改向能力，能够延缓聚合物溶液在应用过程的单向突破，提高聚合物驱的波及系数，又具有能够较常规交联聚合物溶液高的改善油水相流度比的能力，提高交联聚合物溶液驱替能力，更加适用于具有非均匀多孔介质的注水开发油藏。
文档编号C09K8/588GK102286274SQ20111013980
公开日2011年12月21日 申请日期2011年5月27日 优先权日2011年5月27日
发明者孙君, 张健, 李先杰, 杨俊茹, 郑晓宇, 马玉华 申请人:中国海洋石油总公司, 中国石油大学(北京), 中海石油研究中心