专利名称：一种基于疏水缔合聚合物的三元复合驱体系的制作方法
一种基于疏水缔合聚合物的三元复合驱体系涉及领域本发明涉及在三次采油中的复合驱体系，具体地说，是一种在三次采油中应用的 基于疏水缔合聚合物的三元复合驱体系
背景技术：
三元复合驱是指以碱/表面活性剂/聚合物(ASP)构成的复合驱油体系，它是在 二元复合体系(表面活性剂(胶束)/聚合物、碱/聚合物)的基础上发展起来的三次采 油新方法。碱通常为无机碱，如NaOH、Na2C03、Na2SiO3等。表面活性剂一般为烷基苯磺酸 盐。聚合物为部分水解聚丙烯酰胺或其他聚合物，如疏水缔合聚合物或生物聚合物黄原 胶。室内和矿场研究表明三元复合体系采收率可以在水驱基础上提高20%以上。(巢 华庆.大庆油田提高采收率研究与实践.北京石油工业出版社，2006 433-434 ；程杰成， 廖广志，杨振宇等.大庆油田三元复合驱矿场试验综述[J].大庆石油地质与开发，2001， 21(2) 46-47 ；郭万奎，程杰成，廖广志大庆三次采油技术研究现状及发展方向大庆石油 地质与开发，2002，21(3) 1-6 ；Wang Demin, Cheng Jiecheng. Summary of ASP Pilots in Daqing Oil Field[R]. SPE, 57288 ；Wang Demin, Zhang Jinchuan. Pilot Test of Alkaline-Surfactant-Polymer Flooding in Daqing oil Field [R]. SPE,36748 ；Meeyers J J, Pitts M J, fftatt. K. Alkaline-Surfactant-Polymer Flood of the West Kiehl Minnelusa Unit[R] · SPE/D0E. 24144。)目前ASP驱油体系中使用的聚合物都是部分水解聚丙烯酰胺。由于油田水中含 有大量的阳离子，特别是Ca2+、Mg2+离子以及外加入的大量碱剂(NA+离子)，使部分水解 聚丙烯酰胺分子构象呈卷曲状态，体系粘度大幅度下降。(Okuzaki H, Osada Y. Effects of Hydrophobic Interaction on the Cooperative Binding of a Surfactant to a polymer Network. Macromolecules,1994, 27(2) 502~506 ；Biggs S, Selb J, Candau F. Effects of surfactant on the solution properties of hydrophobically modified polyacrylamide. Langmuir. 1992,3 838.)在油田实际应用时只有成倍地加入部分水解聚 丙烯酰胺，才能实现理想的流度控制。高浓度首先带来高成本，以目前使用的三元复合体系 为例，其成本已经是聚合物驱成本的4-5倍以上。其次，它要求部分水解聚丙烯酰胺要有超 高的分子量，这不仅带来了技术上的更大困难和成本上的大幅度增加，而且就目前的合成 技术来看，部分水解聚丙烯酰胺分子量的进一步提高幅度已经不是很大。另外，对于中低渗 透油层，这种超高分子量的聚合物也不适合应用，这些因素严重影响了 ASP驱油技术的大 规模应用。
发明内容
本发明的目的在于提供一种疏水缔合聚合物的工业化产品，及其三元复合体系， 其聚合物浓度0. 08 0. 16 (Wt) %、表面活性剂浓度0. 025-0. 3 (Wt) NaOH浓度0. 4 1.2 (wt) %条件下，该驱油体系的粘度在40mPa. s以上，界面张力达到10_3mN/m超低值，从而可以大幅度提高采收率。本发明的特点是(1)与部分水解聚丙烯酰胺相比，该疏水缔合聚合物有较好的抗温抗盐性能，即本 发明体系在较高温度和矿化度(测试温度为45°C、矿化度为4034mg/L)时有较好的增粘性 能。从另一方面来说要达到同样的体系粘度(如150mPa. s)，疏水缔合聚合物的用量只有分 子量为2500万的部分水解聚丙烯酰胺的2/3。结果参见图1。(2)本发明具有较宽的超低界面区域。疏水缔合聚合物与表面活性剂具有较好的 配伍性，在较宽的碱及活性剂浓度范围内能够形成超低界面张力，其超低界面张力区域好 于部分水解聚丙烯酰胺体系。在实际应用中，即使由于储层岩石的吸附等使体系的一些物 质浓度降低，但仍能与原油形成超低界面张力，提高采收率。经过对比，本发明与部分水解 聚丙烯酰胺三元体系动态界面张力行为具有较好的一致性。分别见图2和图3。(3)本发明在较高温度下(45°C )老化90天，体系的界面张力仍然能保持10_3mN/ m超低界面张力，表现出较好的界面张力稳定性能。见图4(4)本发明在较高温度下(45°C )老化15天，体系的粘度保留率仍高达80%，显示 本体系的粘度稳定性较好。见图5。(5)本发明在多孔介质中具有较好的传导性。用大庆油田某井注入水配制 碱、表面活性剂、聚合物浓度分别为1.2%、0.3%、1650mg/L的缔合聚合物三元体系，在 60cmX4. 5cmX4. 5cm、有效渗透率88. 49mD、带有两个测压孔的长岩心上开展流动实验。结 果表明，缔合聚合物三元体系能够注入渗透率为88. 49mD的岩心。各测压点之间的压力梯 度较为均勻，表现出较好的压力传导性能。阻力系数和残余阻力系数分别为36. 3和21. 4。 见图
图1为四种体系粘浓曲线对比；图2为两种三元复合驱体系的界面活性图A为疏水缔合聚合物，B为部分水解聚 丙烯酰胺；图3为两种三元复合驱体系的动态(瞬时)界面张力曲线；图4为体系界面张力随时间变化曲线；图5为三元复合体系粘度随时间变化曲线；图6为注入压力与注入PV数关系曲线。
具体实施例方式在实验室里采用大庆油田某井注入水(矿化度4034mg/L，氯离子含量626.8mg/L) 配制碱、表面活性剂、聚合物浓度分别为1. 2%,0. 3%U650mg/L的疏水缔合聚合物三元复 合体系(其粘度达到150mPa. s)进行室内驱油效率测试。室内驱油实验方案如下水驱至含水98 %以上聚驱0.57PV(分子量 1600 万，浓度 1000mg/L，粘度 20mPa · s)水驱至含水98 %以上
三元驱0·3PV后续保护段塞0·2PV(1000mg/L)后续水驱至含水100%实施例1、人造均质岩芯驱油实验从表1的实验结果看，应用疏水缔合聚合物可以在减少用量的同时，提高三元体 系聚驱后进一步提高采收率的能力。表1显示在人造均质岩芯上聚驱后可提高采收率 16%，高出具有相同体系粘度的部分水解聚丙烯酰胺的三元复合体系8%。表1三元体系人造均质岩芯驱油实验结果 实施例2、天然岩芯(长度7. 5-7. 7cm)驱油实验表2显示在天然岩心驱油实验验证过程中，聚驱后本发明提高采收率值和具有相 同体系粘度的部分水解聚丙烯酰胺的三元复合体系相近，但聚合物用量要远低于部分水解 聚丙烯酰胺，即每升溶液少用850mg，仅相当于其用量的2/3。通过表2与表3实验结果对 比发现，单独应用疏水缔合聚合物进行聚驱后注入，其提高采收率值效果明显差于疏水缔 合聚合物三元体系。表2三元体系天然岩芯(长度7. 5-7. 7cm)驱油实验结果 表3单纯缔合聚合物体系人造均质岩芯驱油实验结果
实施例3、天然岩芯(长度13. 5-13. 8cm)驱油实验
在通过天然岩心驱油实验验证过程中(表2)，发现岩芯长度较短时，聚驱后提高 采收率值降低至8% _9%，通过分析认为可能由于油水界面不能及时形成超低界面张力引 起。于是我们将天然岩心加长至13. 5cm，发现聚驱后提高采收率值达到了 13% (表4)，与 人造均质岩芯实验结果接近，效果较好。表4三元体系天然岩芯(长度13. 5-13. 8cm)驱油实验结果
权利要求
在三次采油中应用的基于疏水缔合聚合物的复合驱体系，其特征在于主要成分和含量为(wt％)疏水缔合聚合物0.08～0.16％，表面活性剂0.025～0.3％，碱0.4～1.2％，水98.34～99.50％
2.根据权利1所述的在三次采油中应用的基于疏水缔合聚合物的复合驱体系，其特征 在于所述的疏水缔合聚合物是以丙烯酰胺、功能单体和疏水单体为主剂及链转移剂等其 他合成助剂为原料合成的疏水基含量、水解度和嵌段长度可调的溶解时间在1小时以内的 疏水缔合聚合物。
3.根据权利1所述的在三次采油中应用的基于疏水缔合聚合物的复合驱体系，其特征 在于所述的表面活性剂为已经工业化生产的重烷基苯磺酸盐。
4.根据权利1所述的在三次采油中应用的基于疏水缔合聚合物的复合驱体系，其特征 在于所述的碱是NaOH。
5.根据权利1所述的在三次采油中应用的基于疏水缔合聚合物的复合驱体系，其特征 在于所述的水是普通水，也可以是油田回注污水。
全文摘要
一种在三次采油中使用的基于疏水缔合聚合物复合驱工作液的体系，其主要成分和含量为疏水缔合聚合物0.08-0.16％，表面活性剂0.05-0.3％，碱0.8-1.2％，水98.34-99.07％。产品用聚合物为疏水缔合聚合物，已经能够工业化生产，其使用浓度低于三元复合驱常用的部分水解聚丙烯酰胺，生产成本低。产品在较低聚合物和碱的浓度下，即有较高的粘度和超低界面张力；溶液可用普通水或者含聚污水配制，有较好的环保效益和经济效益。
文档编号C09K8/588GK101892041SQ20101021762
公开日2010年11月24日 申请日期2010年6月29日 优先权日2010年6月29日
发明者冯茹森, 张新民, 杨爱武, 柯强, 郭拥军 申请人:西南石油大学