提高水溶性聚合物干粉溶解速度的化学方法
【专利摘要】本发明涉及一种提高水溶性聚合物干粉溶解速度的化学方法，指聚合物水悬浮液在加热搅拌的条件下，加入适量的润湿剂，从而加快聚合物干粉的溶解速度。具体操作为，在25-65℃下，向配制水中缓慢加入浓度为3000-10000mg/L的聚丙烯酰胺粉末，并添加100-5000mg/L润湿剂，保持温度不变连续搅拌20-40分钟，得到均一的聚丙烯酰胺溶液。采用本发明快速溶解的高浓度聚丙烯酰胺溶液，可用于优化海上油田高矿化度复杂油藏条件下的聚合物驱技术和调驱、调剖技术，并更进一步的提高石油采收率。本发明在石油开采中将具有较高的实际应用价值。
【专利说明】提高水溶性聚合物干粉溶解速度的化学方法
[0001]
【技术领域】： 本发明涉及聚丙帰醜胺干粉溶解的方法，特别涉及一种提高水溶性聚合物干粉溶解速 度的化学方法。
[000引【背景技术】： 部分水解聚丙帰醜胺是一种水溶性聚合物，通常具有线形或部分枝化甚至交联结构。 与普通低分子材料相比较，聚合物在陆地油田淡水条件下溶解时间较长，大概配制需要120 分钟才能完全溶解。由于海上油田平台空间狭小，难W完全满足放置大容量溶解设备需求， 加之配制水矿化度较高，聚合物干粉难W充分溶解。不仅如此海上油田完井方法和措施与 陆地油田有所不同，导致大量未完全溶解的聚合物颗粒堵在井筒，难W注入到地层中，造成 注入压力急剧升高、聚合物溶液注入困难，该对聚合物驱油效果带来不利的影响。如何加快 聚合物干粉的溶解，而不增添溶解设备已经成为解决海上油田聚合物驱的重要课题。
[0003] 目前有大量文献报道采用乳液聚合方法制备聚丙帰醜胺乳液，但破乳后由于残留 的表面活性剂影响聚合物的亲水性，甚至导致聚合物粒子亲油疏水，给聚合物的溶解带来 困难。
[0004] 唐康泰、张自成等人报道在聚丙帰醜胺聚合生产过程中添加尿素和亲水性表面活 性剂，制备易溶聚丙帰醜胺产品。但其尿素和表面活性剂用量较大，导致溶液中PH较高，从 而促进了聚丙帰醜胺溶液水解，降低聚合物的粘弹性和热稳定性，从而影响了聚合物溶液 的驱油效果。
[0005] 发明专利CN103055750A报道了一种水溶性聚合物快速溶解系统及其方法。发明 的水溶性聚合物快速溶解系统，包括预分散系统、聚合物溶解系统W及连接各装置的风机、 输送粟和管线，聚合物溶解系统采用两级或多级旋转填料床串联。利用旋转填料床中旋转 填料的多次切割、分散与混合，溶解时间由2-3小时缩短至15分钟W内。但该法利用旋转 的填料层对聚合物息浮液的多次切割，必然降低聚合物的分子量，从而影响了聚合物溶液 增粘性能和驱油效果。
[000引
【发明内容】
： 为了消除海上油田因聚合物干粉未完全溶解堵塞井筒和注入困难等不利影响，本发明 提供了 一种提高水溶性聚合物干粉溶解速度的化学方法。通过该方法可加速高浓度聚合物 在水溶液中的溶解，消除了高矿化度配制水对聚合物溶液溶解速度的影响，而且完全溶解 后聚合物的性能不受影响。该发明可解决海上油田聚合物熟化的问题，是一种流程简单、技 术经济效果十分明显的方法。
[0007] 本发明采取W下技术方案；一种提高水溶性聚合物干粉溶解速度的化学方法，在 25-65C温度下，向配制水中缓慢加入的聚丙帰醜胺粉末，并添加润湿剂，保持温度连续揽 拌20-40分钟，所述揽拌速度为300-400转/分钟，得到均一的聚丙帰醜胺溶液。
[0008] 所述的润湿剂为H己胺、二己胺、己醇胺、二己帰H胺、尿素中的一种或两种，润湿 剂浓度为 100-5000mg/L。
[0009] 所述的配制水总矿化度为3000-36000mg/L，其中巧、镇离子含量为500-3000mg/ L。具体配制水的配方为：化Cl 6243mg/L，CaCla 1578. 7 mg/L，MgCla. 6&0 905. 98 mg/L， Na2S〇4 54 mg/L，NaaCOs 0 mg/L，NaHC〇3 256 mg/L。
[0010] 所述的聚丙帰醜胺为非离子聚丙帰醜胺、部分水解聚丙帰醜胺、阳离子聚丙帰 醜胺、两性离子聚丙帰醜胺中任一种，其重均分子量为500-2000万，质量百分含量为 3000-10000mg/L〇
[0011] 本发明的有益效果；与现有技术方法比较，本发明具有W下优点；（1)利用升高温 度和添加润湿剂加快聚合物溶解速度，通过调整温度和润湿剂浓度适用不同温度的地层； (2)利用润湿剂馨合配制水中Ca"和Mg2+,可W消除配制水高矿化度离子对聚合物溶液溶解 速度的影响，适用于不同矿化度配制水的地层；（3)该工艺条件对聚合物的分子量、聚合物 溶液的流变性和聚合物溶液的粘弹性影响较小；（4)该发明避免使用条件苛刻的低矿化度 水配制、并减少了配制水冷却的步骤，也无需添加其他用于聚合物分散、冷却、切割等工艺 的设备与装置，是一种方便快捷的适用于海上油田加快聚合物熟化的方法；（5)该方法尤 其适合海上油田聚合物干粉的熟化，改善聚合物溶液调驱效果。
[001引【专利附图】
【附图说明】： 图1溶解时间与润湿剂浓度关系图； 图2聚合物溶液粘度与润湿剂浓度关系图； 图3温度与聚合物溶液溶解时间关系图； 图4溶解时间与润湿剂浓度关系图； 图5聚合物溶液粘度与润湿剂浓度关系图； 图6润湿剂浓度与聚合物溶液流变性关系图； 图7温度与聚合物溶液流变性关系图； 图8为不同润湿剂浓度下聚合物溶液的储能模量与频率关系曲线； 图9为不同润湿剂浓度的聚合物溶液的损耗模量与频率关系曲线； 图10不同温度下聚合物溶液的储能模量与频率关系曲线； 图11不同温度下聚合物溶液的损耗模量与频率关系曲线。
[0013]
【具体实施方式】： 一种提高水溶性聚合物干粉溶解速度的化学方法，指聚合物水息浮液在加热揽拌的条 件下，加入适量的润湿剂，从而加快聚合物干粉的溶解速度。具体操作为，在25-65C下，向 配制水中缓慢加入浓度为3000-10000 mg/L的聚丙帰醜胺粉末，并添加100-5000 mg/L润 湿剂，保持温度不变连续揽拌20-40分钟，得到均一的聚丙帰醜胺溶液。
[0014] 下面结合实验对本发明进一步说明： 1、实验条件： 聚合物为中国石油大庆炼化公司生产部分水解聚丙帰醜胺，相对分子质量1900 X 104， 水解度为20%，简称"高分"聚合物。润湿剂为己醇胺。实验用水为激海SZ36-1油田模拟 注入水，其水质具体组成化Cl 6243mg/L，CaCla 1578. 7 mg/L，MgCl2*6H2〇 905. 98 mg/L， Na2S〇4 54 mg/L，NaaCOs 0 mg/L，NaHC〇3 256 mg/L。
[0015] 黏度采用DV- II型布氏黏度仪测试，转速为6转/分。采用化ake 100流变仪测试 聚合物溶液的粘弹性。
[0016] 2、方案设计： (I)润湿剂浓度对加快聚合物溶解的影响；实验方案设计见表1。
[0017] 表1实验方案
【权利要求】
1. 一种提高水溶性聚合物干粉溶解速度的化学方法，其特征在于：在25-65°C温度下， 向配制水中缓慢加入的聚丙烯酰胺粉末，并添加润湿剂，保持温度连续搅拌20-40分钟，所 述搅拌速度为300-400转/分钟，得到均一的聚丙烯酰胺溶液。
2. 根据权利要求1所述的提高水溶性聚合物干粉溶解速度的化学方法，其特征在于： 所述的润湿剂为三乙胺、二乙胺、乙醇胺、二乙烯三胺、尿素中的一种或两种，润湿剂浓度为 100-5000mg/L〇
3. 根据权利要求1所述的提高水溶性聚合物干粉溶解速度的化学方法，其特征在于： 所述的配制水总矿化度为3000-36000mg/L，其中钙、镁离子含量为500-3000mg/L。
4. 具体配制水的配方为：NaCl 6243mg/L，CaCl2 1578.7 mg/L，MgCl2.6H20 905.98 mg/ L, Na2S04 54 mg/L，Na2C03 0 mg/L，NaHC03 256 mg/L。
5. 根据权利要求1所述的提高水溶性聚合物干粉溶解速度的化学方法，其特征在于： 所述的聚丙烯酰胺为非离子聚丙烯酰胺、部分水解聚丙烯酰胺、阳离子聚丙烯酰胺、两性离 子聚丙烯酰胺中任一种，其重均分子量为500-2000万，质量百分含量为3000-10000mg/L。
【文档编号】C09K8/588GK104357038SQ201410586297
【公开日】2015年2月18日 申请日期:2014年10月28日 优先权日:2014年10月28日
【发明者】喻琴, 卢祥国, 刘进祥, 曹豹, 胡淑琼, 张德富 申请人:东北石油大学