一种加速疏水缔合聚合物溶解的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种加速疏水缔合聚合物溶解的方法，属于油田化学应用领域。
【背景技术】
[0002]丙烯酰胺类聚合物广泛地应用于石油开采领域的聚合物驱和调整注水井吸水剖面技术中。聚合物驱作为油田开发提高采收率的重要方法之一，在国内外陆上油田得到广泛的应用。中国海洋石油总公司于2003年率先在渤海油田使用疏水缔合聚合物作为驱油剂实施聚合物驱，经过10多年的矿场试验，取得了明显的增油降水效果。疏水缔合聚合物是一类在亲水性大分子链上带有少量疏水基团的聚合物。当水溶液中的聚合物浓度达到一定程度时，疏水基团的憎水作用是大分子链发生缔合，增大了水动力学体积，从而产生明显的增粘作用；在盐水中，疏水缔合作用增强，表现出一定的抗盐性，维持较高的溶液粘度。同时，由于疏水基团的引入，其在水中的溶解能有降低；在常温(20°C -25°C )下，采用常规的搅拌方法实现其溶解，所需的时间较长，而海上油田平台的空间和承重非常有限，很难为聚合物驱配注系统提供大量的空间，及大地制约了疏水缔合聚合物在海上油田的大规模推广应用。因此，针对海上平台空间小、承重有限的现状，必须加速疏水缔合聚合物的溶解速度，缩短溶解时间，实现减少现场熟化罐数量和重量，才能满足海上油田大规模实施聚合物驱的需要。
[0003]中海油研究总院和西南石油大学提高采收率实验室在线溶解课题组，开展了多种加速疏水缔合聚合物的装置研究:1、通过在管线内设置不同孔径筛网或孔板，剥离和切割溶胀颗粒，减小溶胀颗粒的粒径；2、通过蓬化装置对聚合物溶胀颗粒实施强制蓬化，增加聚合物干粉颗粒的比表面积；3、通过强制拉伸速溶装置对聚合物溶胀颗粒实施强制拉伸，增加聚合物溶胀颗粒的比表面积。现有的研究方法能够有效地缩短疏水缔合聚合物的溶解时间，但由于机械的方式破坏了聚合物分子链，导致溶液粘度降低。因此，急需一种操作方便的疏水缔合聚合物溶解方法，加速疏水缔合聚合物溶解速度的同时，对聚合物分子链的破坏较小，保持较高的溶液粘度，使其溶液性能满足现场应用要求。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是提供一种加速疏水缔合聚合物溶解的方法。本发明能加速疏水缔合聚合物溶解，得到加速均一的疏水缔合聚合物溶液，可用于高矿化度条件下的聚合物驱油技术和调剖技术中，使石油的采收率得以提高。
[0005]本发明提供的加速疏水缔合聚合物溶解的方法，包括如下步骤:将超声波发生器置于盐水中，然后将所述超声波发生器开启工作，同时向所述盐水中加入疏水缔合聚合物，加入完毕后，超声波发生器继续工作，然后关闭所述超声波发生器；保持温度继续搅拌，使所述疏水缔合聚合物溶解，即得到疏水缔合聚合物溶液。
[0006]上述的方法中，所述盐水由NaCl、KCl、CaCl2、MgCl2.6Η20、Νβ2504、Na2CO3和 NaHCO3中至少一种溶于水组成；
[0007]所述盐水的温度可为35?65°C，将超声波发生器置于所述盐水之前，对所述盐水进行加热，具体可为35°C或65°C。
[0008]上述的方法中，所述盐水的总矿化度可为5000?40000mg/L，具体可为9371.55mg/L ;所述盐水中钙镁离子含量可为400?1000mg/L，具体可为434.8mg/L。
[0009]上述的方法中，所述疏水缔合聚合物加入的速度可为5?10g/min，具体可为5g/min、10g/min ；
[0010]所述疏水缔合聚合物在所述盐水中的质量百分浓度可为0.4?1.0%，具体可为0.5%、1%或 0.5 ?
[0011]上述的方法中，所述疏水缔合聚合物为丙烯酰胺/2-丙烯酰胺基烷基磺酸共聚物、丙烯酰胺/丙烯酸十八脂共聚物、丙烯酰胺/C10AM/AMPSP共聚物、AMNVP/DMDA共聚物、丙烯酰胺/N-烷基苯基丙烯酰胺共聚物或丙烯酰胺/丙烯酸/N，N- 二已基丙烯酰胺共聚物；
[0012]所述疏水缔合聚合物的粘均分子量可为500万?1300万，具体可为800万。
[0013]上述的方法中，所述盐水的体积可为I?5L，具体可为IL或5L ;
[0014]所述超声发生器工作的频率为20?40kHz，具体可为20kHz或40kHz ；
[0015]所述超声发生器工作的功率可为100?400W，具体可为200W或400W ；
[0016]所述超声发生器继续工作的时间可为2?4min，具体可为2min或4min。
[0017]上述的方法中，所述溶解的温度可为35?65 °C，具体可为35°C或65 °C ;
[0018]所述搅拌的时间可为35?80min，具体可为35min或80min ；
[0019]所述搅拌的频率可为150?400rpm，具体可为150rpm或400rpm。
[0020]本发明上述方法应用于聚合物驱油技术和调剖技术中石油开采领域中；在实际应用中，可根据需要将该母液用所述盐水稀释到所需的使用浓度。
[0021]本发明具有以下优点:
[0022]本发明的方法对于疏水缔合聚合物溶解的普适性好。本发明能加速疏水缔合聚合物溶解，得到均一的疏水缔合聚合物溶液，能用于高矿化度条件下的聚合物驱油技术和调剖技术中，使石油的采收率得以提高。本发明在石油开采领域中聚合物驱油技术和调剖技术中将具有较高的实际应用价值。
【具体实施方式】
[0023]下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法。
[0024]下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。
[0025]下述实施中疏水缔合聚合物为AP-P4 (粘均分子量约为800万)，由四川光亚科技股份有限公司提供。
[0026]下述实施中超声波发生器由中海油研究总院研制。
[0027]下述实施中所用盐水组成为=NaCl7.341，KCl 0.066，CaCl20.7647，MgCl2.6Η201.327，Na2SO40.1261，Na2CO30.0251，NaHCO30.4289 (单位:g/L);盐水的总矿化度为9371.55mg/L，其中钙镁离子含量为434.8mg/L。
[0028]实施例1、疏水缔合聚合物的溶解
[0029]将IL盐水加热到35°C，将超声波发生器置于盐水中，启动超声波发生器，保持工作频率20kHz，功率100W，向盐水中以5g/min的速度加入质量百分含量为0.5%的疏水缔合聚合物粉末，保持超声波发生器继续工作2分钟后关闭。然后，保持温度35°C、在频率为150转/分连续搅拌80分钟，得到均一的疏水缔合聚合物AP-P4溶液。采用Brookfield粘度计，在温度45°C，剪切速率7.34S 1条件下测试粘度，结果为7626mPa.S。
[0030]在常温下，将上述获得的疏水缔合聚合物溶液用盐水稀释至1750mg/L，再搅拌10分钟，得到的均匀溶液可用做聚合物驱油或注水井调剖的工作液，该工作液通过100目不锈钢筛网的未溶物含量小于0.2%。
[0031 ] 实施例2、疏水缔合聚合物的溶解
[0032]将5L盐水加热到65°C，将超声波发生器置于盐水中，启动超声波发生器，保持工作频率40kHz，功率400W，向盐水中以10g/min的速度加入质量百分含量为1.0%的疏水缔合聚合物粉末，保持超声波发生器继续工作4分钟后关闭。然后，保持温度65°C、在频率为400转/分连续搅拌35分钟，采用Brookfield粘度计，在温度45°C，剪切速率7.34S 1条件下测试粘度，结果为9958mPa.s’获得了均一的疏水缔合聚合物AP-P4溶液。
[0033]在常温下，将上述获得的疏水缔合聚合物溶液用盐水稀释至1750mg/L，再搅拌10分钟，得到的均匀溶液可用做聚合物驱油或注水井调剖的工作液，该工作液通过100目不锈钢筛网的未溶物含量小于0.2%。
【主权项】
1.一种加速疏水缔合聚合物溶解的方法，包括如下步骤:将超声波发生器置于盐水中，然后将所述超声波发生器开启工作，同时向所述盐水中加入疏水缔合聚合物，加入完毕后，超声波发生器继续工作，然后关闭所述超声波发生器；保持温度继续搅拌，使所述疏水缔合聚合物溶解，即得到疏水缔合聚合物溶液。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于:所述盐水由NaCl、KCl、CaCl2、MgCl2.6Η20、Na2S04、Na2CO3和NaHCO 3中至少一种溶于水组成； 所述盐水的温度为35?65°C。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于:所述盐水的总矿化度为5000?40000mg/Lo4.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于:所述疏水缔合聚合物加入的速度为5?10g/min ； 所述疏水缔合聚合物在所述盐水中的质量百分浓度为0.4?1.0%。5.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，其特征在于:所述疏水缔合聚合物为丙烯酰胺/2-丙烯酰胺基烷基磺酸共聚物、丙烯酰胺/丙烯酸十八脂共聚物、丙烯酰胺/ClOAM/AMPSP共聚物、AMNVP/DMDA共聚物、丙烯酰胺/N-烷基苯基丙烯酰胺共聚物或丙烯酰胺/丙烯酸/N，N- 二己基丙烯酰胺共聚物； 所述疏水缔合聚合物的分子量为500万?1300万。6.根据权利要求1-5中任一项所述的方法，其特征在于:所述盐水的体积为I?5L; 所述超声发生器工作的频率为20?40kHz ; 所述超声发生器工作的功率为100?400W ; 所述超声发生器继续工作的时间为2?4min。7.根据权利要求1-6中任一项所述的方法，其特征在于:所述溶解的温度为35?65 0C ； 所述搅拌的时间为35?80min ； 所述搅拌的频率为150?400rpm。8.权利要求1-7中任一项所述方法应用于聚合物驱油技术和调剖技术中石油开采领域中。
【专利摘要】本发明公开了一种加速疏水缔合聚合物溶解的方法。它包括如下步骤：将超声波发生器置于盐水中，加入完毕后，超声波发生器继续工作，然后将所述超声波发生器开启工作，同时向所述盐水中加入疏水缔合聚合物，然后关闭所述超声波发生器；保持温度继续搅拌，使所述疏水缔合聚合物溶解，即得到疏水缔合聚合物溶液。本发明的方法对于疏水缔合聚合物溶解的普适性好。本发明能加速疏水缔合聚合物溶解，得到均一的疏水缔合聚合物溶液，能用于高矿化度条件下的聚合物驱油技术和调剖技术中，使石油的采收率得以提高。
【IPC分类】B01F13/10, B01F1/00
【公开号】CN105107396
【申请号】CN201510578687
【发明人】赵文森, 张健, 崔盈贤, 杨光, 薛新生, 孟凡雪, 陈文娟, 赵娟, 王姗姗
【申请人】中国海洋石油总公司, 中海油研究总院
【公开日】2015年12月2日
【申请日】2015年9月11日