用於高溫油藏提高採收率的驅油劑組合物及其製備方法
2023-06-01 08:43:51 2
用於高溫油藏提高採收率的驅油劑組合物及其製備方法
【專利摘要】本發明涉及一種用於高溫油藏提高採收率的驅油劑組合物及其製備方法，主要解決現有技術中含聚合物的驅油劑存在耐溫耐鹽性能及耐熱穩定性差、驅替效率低的問題。本發明通過採用以重量百分比計，包括以下組份：1）0.005～8.0％的耐高溫驅油用丙烯醯胺系聚合物；2）0.005～5.0％的脂肪醇聚氧乙烯醚羧酸鹽表面活性劑；3）87.0～99.99％的注入水；驅油劑組合物的製備方法，包括以下步驟：調節pH值；通氮除氧；水解反應；乾燥、粉碎、篩分後得丙烯醯胺系聚合物；將丙烯醯胺系聚合物、所述的脂肪醇聚氧乙烯醚羧酸鹽及注入水，在5～45℃下攪拌0.5～5小時，混合均勻，得到驅油劑組合物的技術方案，較好的解決了該問題，可用於高溫油藏的三次採油生產中。
【專利說明】用於高溫油藏提高採收率的驅油劑組合物及其製備方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種用於提高高溫油藏採收率的驅油劑組合物及其製備方法。
【背景技術】
[0002]丙烯醯胺系聚合物是由丙烯醯胺均聚或共聚而得到的一類多功能水溶性高分子。其主鏈上帶有大量活潑側基(醯胺基)和/或其它基團(如羥基、磺酸基或N-取代基團等)，賦予聚合物許多優異的性能，如絮凝性、增黏性、粘結性、表面活性、耐溫性、抗剪切性和熱穩定性等，從而被廣泛應用於鑽井、採油、堵水、調剖、酸化、壓裂、水處理等領域。[0003]在採油領域中，由於國內各大油田經過一次、二次採油，原油含水率不斷增加，部分大油田已先後進入三次採油階段。聚合物驅是三次採油的主要技術方法，驅油機理清楚，工藝相對簡單，技術日趨成熟，是一項有效的提高採收率技術措施。聚合物的驅油機理主要是利用水溶性丙烯醯胺系聚合物分子鏈的粘度，改善驅替液的流度比，提高驅替效率和波及體積，從而達到提高採收率的目的。由於三次採油周期長，深層油井溫度高，因此，三次採油用聚合物必須有良好的增粘、耐溫、抗鹽性，性能穩定。而由於共聚單體的質量或價格使得難以得到高分子量、成本低廉的聚合物產品，在工業化生產以及三次採油實際應用中受到一些限制。另外，目前用於驅油的聚合物要麼性能不穩定，要麼產品價格太高，能滿足三次採油耐溫抗鹽要求的還較少，特別是不能滿足高礦化度高溫特殊油藏的條件。
[0004]表面活性劑作為化學驅中的重要一類，在三次採油中亦佔有重要地位，其無論是作為主劑還是助劑驅油，對大幅度提高採收率均起到不可估量的作用。而一些廉價表面活性劑存在耐溫、耐鹽性不足的問題，為此，研究者開發出一種兼具陰離子型和非離子型的新型表面活性劑一脂肪醇聚氧乙烯醚磺酸鹽。該劑分子中含兩種不同的親水基團，具有優良的耐鹽能力，化學穩定性亦優於醇醚硫酸鹽。另外，其PH值使用範圍寬廣，在水和非水介質中均發泡優良，可用於泡沫驅油研究。將聚合物劑與表面活性劑復配，充分發揮二者各自的優勢，合用於三次採油中，勢必大大提高採收率。
[0005]文獻(陳九順，張貞浴，張鳳蓮，不同引發體系作用下丙烯醯胺的自由基聚合的機理探討，廣州化工，1996，24 (2):69-73.)將亞硫酸氫鈉引入過硫酸鹽-含叔胺基活性單體體系，得到的聚合物相對分子質量高，且水溶性好。之後，該三元引發體系被廣泛地應用於聚丙烯醯胺系聚合物的合成與製備等基礎研究中。
[0006]本發明從工業化生產角度出發，注重原材料包括引發劑的成本，篩選出可高效引發、安全生產、成本低廉且來源簡單的引發劑組合物，製備出可耐高礦化度高溫油藏條件的丙烯醯胺系聚合物，與脂肪醇聚氧乙烯醚磺酸鹽複合製備出驅油劑組合物，用於特殊油藏驅油，大幅提高了組合物的耐鹽性、耐熱穩定性及驅替效率，本發明所述的耐高溫驅油用聚合物的製備方法及其與表面活性劑的二元複合適用於三次採油領域。
【發明內容】
[0007]本發明所要解決的技術問題之一是現有技術中含聚合物的驅油劑存在耐溫耐鹽性能及耐熱穩定性差、驅替效率低的問題，提供一種用於高溫油藏提高採收率的驅油劑組合物及其製備方法，該方法將含耐高溫驅油用丙烯醯胺系聚合物的組合物用於驅油中，具有投入量少，在高溫高鹽條件下驅替效率高的特點。
[0008]本發明所要解決的技術問題之二是提供一種與解決技術問題之一相對應的耐高溫驅油用丙烯醯胺系聚合物的製備方法。
[0009]為解決上述技術問題之一，本發明採用的技術方案如下:一種用於高溫油藏提高採收率的驅油劑組合物，以組合物重量百分比計，包括以下組份:1) 0.005~5.0 %的耐高溫驅油用丙烯醯胺系聚合物；2)0.005~5.0%的脂肪醇聚氧乙烯醚羧酸鹽表面活性劑；3)90.0~99.99%的注入水；其中，耐高溫驅油用丙烯醯胺系聚合物按GBT12005.10-92聚丙烯醯胺分子量氧測定(粘度法)測定特性粘數[7]，並按[7] =3.73X10_4#W°_66計算分子量為2250~3050萬，在總礦化度為19334mg/L(鈣鎂離子濃度514mg/L)的水溶液中，1500mg/L濃度的聚合物溶液在85°C、7.34s—1下的表觀粘度為40.2~55.8mPa.S。 [0010]上述技術方案中，所述的注入水的總礦化度優選範圍為5000~15000mg/L、鈣離子和鎂離子的總量優選範圍為25~800mg/L。所述的表面活性劑選自脂肪醇聚氧乙烯醚羧酸鹽型陰-非離子型表面活性劑，分子通式為RO(CH2CH2O)nCH2COOM,其中，碳原子數R選自
12~18中的任一整數，乙氧基團加合數η選自2~8中的任一整數，M選自鋰、鈉或鉀中的任一金屬離子。所述的耐高溫驅油用丙烯醯胺系聚合物選自通過一種複合型氧化還原引發劑組合物引發製備的耐高溫驅油用丙烯醯胺均聚物、丙烯醯胺與2-丙烯醯胺基-2-甲基丙磺酸、N-乙烯基吡啶、N-芳基馬來醯亞胺的二、三、四元共聚物中的至少一種。所述的用於引發製備耐高溫驅油用丙烯醯胺系聚合物的複合型氧化還原引發劑組合物，以重量百分比計，包括以下組份:1)0.05~40%的過硫酸鹽；2)0.1~60%的氨水、脲或硫脲；3) 0.01~60%的由式NH2R1代表的脂肪族伯胺類化合物或由式NHR2R3代表的脂肪族仲胺類化合物或由式NR4R5R6代表的脂肪族叔胺類化合物或由式N+R7R8R9Rltl代表的脂肪族季銨類化合物，式中R1選自碳原子數為I~18的脂肪族直鏈或支鏈烷基或烷基衍生物，R2~Rltl均選自碳原子數為I~14的脂肪族直鏈或支鏈烷基或烷基衍生物；4) O~50%的偶氮類化合物。
[0011]為解決上述技術問題之二，本發明採用的技術方案如下:一種耐高溫驅油用丙烯醯胺系聚合物的製備方法，包括以下幾個步驟:
1)將丙烯醯胺和/或2-丙烯醯胺基-2-甲基丙磺酸、N-乙烯基吡啶、N-芳基馬來醯亞胺單體配成質量濃度為5~60%的水溶液I，採用氫氧化鈉水溶液和鹽酸溶液調節pH值；
2)向水溶液I中通氮除氧10~60分鐘後依次加入相對於單體總質量濃度0.001~1%的上述複合型氧化還原引發劑組合物，攪拌均勻後得水溶液II;
3)向水溶液II中通氮除氧10~60分鐘後，在O~30°C下引發，反應0.5~10小時，再於20~60°C下繼續反應0.5~10小時後，得膠狀產物X ；
4)將膠狀產物X粉碎後加入質量濃度2~30%的鹼液，在70~95°C下進行水解反應0.5~8小時，得膠狀產物Y;
5)將膠狀產物Y經乾燥、粉碎、篩分後得粉末狀耐高溫驅油用丙烯醯胺系聚合物； 所述的用於高溫油藏提高採收率的驅油劑組合物的製備方法，具體實施方法是將所
需量的上述耐高溫驅油用丙烯醯胺系聚合物、所述的脂肪醇聚氧乙烯醚羧酸鹽及注入水按0.005~8.0:0.005~5.0:87.0~99.99的重量百分比，在5~45°C下攪拌0.5~5小時使之混合均勻，得到驅油劑組合物。
[0012]本發明所製備的用於高溫油藏提高採收率的驅油劑組合物，由於採用了活化能較低的複合型氧化還原引發劑組合物，聚合反應平穩、有利於鏈增長，產物分子量高，在一定礦化度的鹽水中表現出較高的表觀粘度；添加的脂肪族胺類化合物不僅與過硫酸鹽組成氧化還原引發體系，其自身也可直接參與聚合反應，賦予聚合物特殊結構以及優異的耐溫抗鹽性能；脲等的加入一方面可有效地改善聚合產物的溶解性能，另一方面還可起到擴鏈的作用，進一步提高聚合物的相對分子質量；採用了後水解工藝，聚合及水解反應都精確可控，能得到較高分子量和一定水解度的產品。使用本發明所提供的製備工藝製得的耐高溫驅油用丙烯醯胺系聚合物，分子量3 2250萬，在鹽水中(總礦化度20000mg/L左右，鈣鎂離子濃度500mg/L左右)的表觀粘度蘭37.5mPa.8，85?下老化30天時的粘度保留率蘭95%。
[0013]採用本發明製備的耐高溫驅油用丙烯醯胺系聚合物，以用量0.05~0.5?七％與
0.05~0.5wt%的脂肪醇聚氧乙烯醚羧酸鹽表面活性劑及98.0~99.0wt %的注入水形成驅油劑組合物，用於較高溫度和礦化度的油田區塊，測定了該驅油劑組合物在順利油田模擬水75°C下的溶液表觀粘度，大於40.0mPa.s,與勝利油田某區塊脫水原油之間的動態界面張力值，可達10_3~10_4mN/m的超低界面張力，經物理模擬驅替試驗室內評價在高溫、高鹽油藏上該驅油劑組合物能在水驅基礎上(水驅提高原油採收率達41.0%)提高原油採收率可達19.5%，取得了較好的技術效果。
[0014]採用下述方法或標準測試所得丙烯醯胺系聚合物的性能:按GB/T12005.2-89聚丙烯醯胺固含量測定方法測試聚合物的固含量，按GB/T12005.8-89粉狀聚丙烯醯胺溶解速度測定方法測試聚合物的溶解時間，按GB/T12005.6-89部分水解聚丙烯醯胺水解度測定方法測試聚合物的水解 度，按GB/T12005.10-92聚丙烯醯胺分子量測定(粘度法)測定聚合物的特性粘數，並按[7] =3.73 X 10_4#w°_66計算相對分子質量，採用美國Brookfield公司產BROOKFIELD III型粘度計測試1500mg/L濃度的聚合物鹽水溶液(總礦化度19334mg/L，鈣鎂離子濃度514mg/L)在85°C、7.34s—1下的表觀粘度，按Q/SH1020測試聚合物溶液的不溶物含量以及85°C無氧條件下老化30天時的熱穩定性能；所得驅油劑組合物的表觀粘度由美國Brookfield公司產BROOKFIELD III型粘度計測定，界面張力由美國德克薩斯大學產TX500型旋轉滴界面張力儀測定。
[0015]下面通過實施例對本發明作進一步的闡述。
[0016]
【具體實施方式】
[0017]【實施例1】
將208g丙烯醯胺溶於580g去離子水中，加入0.35g乙二胺四乙酸二鈉，攪拌溶解均勻後，用2%質量濃度的氫氧化鈉水溶液和2%質量濃度的鹽酸溶液調節pH值至8.6，調節恆溫水浴溫度至10°C，導入高純氮氣除氧，40分鐘後，依次加入0.3%質量濃度的脲水溶液31g，0.2%質量濃度的甲基丙烯酸N，N- 二甲氨基乙酯水溶液25g，0.25%質量濃度的N，N- 二甲基-1，3-丙二胺水溶液8g，0.15%質量濃度的過硫酸鉀水溶液14g，0.15%質量濃度的偶氮二異丁腈溶液18g，攪拌並引發聚合反應，半小時後將水浴溫度升至19°C，反應3小時，將水浴溫度升至36°C，繼續反應6小時，得到凝膠狀聚合產物，切膠，加入15%質量濃度的氫氧化鈉水溶液90g，在85° C下水解反應3小時，後於75°C下真空乾燥12小時，經粉碎、篩分後取樣分析。
[0018]所得聚合物的固含量為90.8%，溶解時間68分鐘，水解度為19.8%，相對分子質量為2545萬，1500mg/L濃度的聚合物鹽水溶液(總礦化度19334mg/L，鈣鎂離子濃度514mg/L)在75°C、7.34s—1下的表觀粘度為38.0mPa.S，不溶物含量為0.089%，85°C無氧條件下老化30天時的粘度保留率為97.0%。
[0019]將所合成的耐高溫驅油用聚丙烯醯胺0.15wt%、上述的脂肪醇聚氧乙烯醚羧酸鹽(n=4) 0.15?丨％和99.70wt%勝利油田注入水均勻混合，25°C下攪拌2小時，得到所需的驅油劑組合物。在溫度85°C、礦化度19334mg/L、鈣鎂離子濃度514mg/L的水中，測得此組合物的表觀粘度為39.9mPa-s ;該組合物與勝利油田某區塊脫水原油之間形成0.0069mN/m的超低界面張力。
[0020]以礦化度19334mg/L、鈣鎂離子濃度514mg/L的注入水將巖心(長度為30釐米，直徑為2.5釐米，滲透率為1.5微米2)飽和，測定巖心的孔隙體積(PV)為48.8%，然後以勝利油田某區塊脫水原油進行飽和，於85°C恆溫下進行模擬驅油試驗:先水驅至含水92%，測得水驅提高原油採收率39.8%，再轉注0.3 PV (巖心孔隙體積)所合成的驅油劑組合物後，水驅至含水99.0%，測得在水驅基礎上可以再提高原油採收率20.9%。
[0021]
【實施例2】
將174g丙烯醯胺，35g 2-丙烯醯胺基-2-甲基丙磺酸溶於618g去離子水中，加入0.55g乙二胺四乙酸二鈉和7.0g氫氧化鈉，攪拌溶解均勻後，用2%質量濃度的氫氧化鈉水溶液和2%質量濃度的鹽酸溶液調節p`H值至8.3，調節恆溫水浴溫度至10°C，導入高純氮氣除氧，40分鐘後，依次加入0.3%質量濃度的脲水溶液22g，0.2%質量濃度的甲基丙烯酸N, N-二甲氨基乙酯水溶液15g，0.15%質量濃度的過硫酸銨水溶液15g，0.15%質量濃度的偶氮二異丁基脒鹽酸鹽Sg，攪拌並引發聚合反應，半小時後將水浴溫度升至22°C，反應3小時，將水浴溫度升至40°C，繼續反應6小時，得到凝膠狀聚合產物，切膠，加入15%質量濃度的氫氧化鈉水溶液85g，在85° C下水解反應3小時，後於75°C下真空乾燥12小時，經粉碎、篩分後取樣分析。
[0022]所得聚合物的固含量為89.1%，溶解時間72分鐘，水解度為20.2 %，相對分子質量為2600萬，1500mg/L濃度的聚合物鹽水溶液(總礦化度19334mg/L，鈣鎂離子濃度514mg/L)在75°C、7.34s—1下的表觀粘度為43.0mPa.S，不溶物含量為0.092%，85°C無氧條件下老化30天時的粘度保留率為95.3%。
[0023]將所合成的耐高溫驅油用丙烯醯胺二元共聚物0.25wt%、上述的脂肪醇聚氧乙烯醚羧酸鹽(n=4) 0.15?丨％和99.60wt%勝利油田注入水均勻混合，25°C下攪拌2小時，得到所需的驅油劑組合物。在溫度85°C、礦化度19334mg/L、鈣鎂離子濃度514mg/L的水中，測得此組合物的表觀粘度為46.1mPa.s ;該組合物與勝利油田某區塊脫水原油之間形成0.0084mN/m的超低界面張力。
[0024]以礦化度19334mg/L、鈣鎂離子濃度514mg/L的注入水將巖心(長度為30釐米，直徑為2.5釐米，滲透率為1.5微米2)飽和，測定巖心的孔隙體積(PV)為48.8%，然後以勝利油田某區塊脫水原油進行飽和，於85°C恆溫下進行模擬驅油試驗:先水驅至含水92%，測得水驅提高原油採收率39.8%，再轉注0.3 PV (巖心孔隙體積)所合成的驅油劑組合物後，水驅至含水99.0%，測得在水驅基礎上可以再提高原油採收率22.1%。
[0025]
【實施例3】
將174g丙烯醯胺，22g N-苯基馬來醯亞胺，溶於600g去離子水中，加入0.52g乙二胺四乙酸二鈉，攪拌溶解均勻後，用2%質量濃度的氫氧化鈉水溶液和2%質量濃度的鹽酸溶液調節PH值至7.6，調節恆溫水浴溫度至10°C，導入高純氮氣除氧，40分鐘後，依次加入0.3%質量濃度的脲水溶液23g，0.2%質量濃度的甲基丙烯酸N，N- 二甲氨基乙酯水溶液18g，0.15%質量濃度的過硫酸銨水溶液23g，0.15%質量濃度的偶氮二異丁基脒鹽酸鹽14g，攪拌並引發聚合反應，半小時後將水浴溫度升至23°C，反應3小時，將水浴溫度升至46°C，繼續反應6小時，得到凝膠狀聚合產物，切膠，加入15%質量濃度的氫氧化鈉水溶液80g，在85° C下水解反應3小時，後於75°C下真空乾燥12小時，經粉碎、篩分後取樣分析。
[0026]聚合物的固含量為90.3%，溶解時間52分鐘，水解度為23.3 %，相對分子質量為2530萬，1500mg/L濃度的聚合物鹽水溶液(總礦化度19334mg/L，鈣鎂離子濃度514mg/L)在75 0C >7.34s—1下的表觀粘度為40.2mPa.s，不溶物含量為0.099%，85°C無氧條件下老化30天時的粘度保留率為97.3%。
[0027]將所合成的耐高溫驅油用丙烯醯胺二元共聚物0.15wt%、上述的脂肪醇聚氧乙烯醚羧酸鹽(n=4) 0.25?丨％和99.60wt%勝利油田注入水均勻混合，20°C下攪拌3小時，得到所需的驅油劑組合物。在溫度85°C、礦化度19334mg/L、鈣鎂離子濃度514mg/L的水中，測得此組合物的表觀粘 度為45.3mPa.s ;該組合物與勝利油田某區塊脫水原油之間形成
0.0058mN/m的超低界面張力。
[0028]以礦化度19334mg/L、鈣鎂離子濃度514mg/L的注入水將巖心(長度為30釐米，直徑為2.5釐米，滲透率為1.5微米2)飽和，測定巖心的孔隙體積(PV)為48.8%，然後以勝利油田某區塊脫水原油進行飽和，於85°C恆溫下進行模擬驅油試驗:先水驅至含水92%，測得水驅提高原油採收率39.8%，再轉注0.3 PV (巖心孔隙體積)所合成的驅油劑組合物後，水驅至含水99.0%，測得在水驅基礎上可以再提高原油採收率22.9%。
[0029]
【實施例4】
將165g丙烯醯胺，28g 2-丙烯醯胺基-2-甲基丙磺酸，IOg N-苯基馬來醯亞胺溶於599g去離子水中，加入0.56g乙二胺四乙酸二鈉和6.8g氫氧化鈉，攪拌溶解均勻後，用2%質量濃度的氫氧化鈉水溶液和2%質量濃度的鹽酸溶液調節pH值至7.4，調節恆溫水浴溫度至10°C，導入高純氮氣除氧，40分鐘後，依次加入0.3%質量濃度的氨水溶液10g，0.3%質量濃度的脲水溶液20g，0.2%質量濃度的N，N，N』，N』 -四甲基乙二胺水溶液16g，0.2%質量濃度的甲基丙烯酸N，N- 二甲氨基乙酯水溶液8g，0.15%質量濃度的過硫酸鉀水溶液22g，
0.15%質量濃度的偶氮二異丁基脒鹽酸鹽9g，攪拌並引發聚合反應，半小時後將水浴溫度升至20°C，反應3小時，將水浴溫度升至38°C，繼續反應6小時後，得到凝膠狀聚合產物，切膠，加入15%質量濃度的氫氧化鈉水溶液76g，在85° C下水解反應3小時，後於75°C下真空乾燥12小時，經粉碎、篩分後取樣分析。
[0030]所得聚合物的固含量為87.5%，溶解時間86分鐘，水解度為17.8%，相對分子質量為2210萬，1500mg/L濃度的聚合物鹽水溶液(總礦化度19334mg/L，鈣鎂離子濃度514mg/L)在75°C、7.34s—1下的表觀粘度為43.9mPa.s，不溶物含量為0.108%，85°C無氧條件下老化30天時的粘度保留率為95.8%。
[0031]將所合成的耐高溫驅油用丙烯醯胺三元共聚物0.25wt%、上述的脂肪醇聚氧乙烯醚羧酸鹽(n=4)0.20?丨％和99.55wt %勝利油田注入水均勻混合，20°C攪拌3小時，得到所需的驅油劑組合物。在溫度85°C、礦化度19334mg/L、鈣鎂離子濃度514mg/L的水中，測得此組合物的表觀粘度為48.SmPa.s ;該組合物與勝利油田某區塊脫水原油之間形成
0.0072mN/m的超低界面張力。
[0032]以礦化度19334mg/L、鈣鎂離子濃度514mg/L的注入水將巖心(長度為30釐米，直徑為2.5釐米，滲透率為1.5微米2)飽和，測定巖心的孔隙體積(PV)為48.8%，然後以勝利油田某區塊脫水原油進行飽和，於85°C恆溫下進行模擬驅油試驗:先水驅至含水92%，測得水驅提高原油採收率39.8%，再轉注0.3 PV (巖心孔隙體積)所合成的驅油劑組合物後，水驅至含水99.0%，測得在水驅基礎上可以再提高原油採收率18.8%。
[0033] 【實施例5】
將155g丙烯醯胺，35g 2-丙烯醯胺基-2-甲基丙磺酸，16g N-乙烯基吡啶溶於580g去離子水中，加入0.24g乙二胺四乙酸二鈉和6.5g氫氧化鈉，攪拌溶解均勻後，用2%質量濃度的氫氧化鈉水溶液和2%質量濃度的鹽酸溶液調節pH值至9.4，調節恆溫水浴溫度至IO0C，導入高純氮氣除氧，40分鐘後，依次加入0.3%質量濃度的脲水溶液17g，0.2%質量濃度的N- (N』，N』 - 二甲氨基亞甲基)甲基丙烯醯胺水溶液22g，0.25%質量濃度的二甲胺水溶液8g，0.15%質量濃度的過硫酸銨水溶液16g，0.15%質量濃度的2，2』 -偶氮[2- (2-咪唑啉-2-基)丙烷]二鹽酸鹽水溶液10g，攪拌並引發聚合反應，半小時後將水浴溫度升至270C，反應3小時，將水浴溫度升至44°C，繼續反應5小時，得到凝膠狀聚合產物，切膠，加入15%質量濃度的氫氧化鈉水溶液85g，在85°C下水解反應3小時，後於75°C下真空乾燥12小時，經粉碎、篩分後取樣分析。
[0034]所得聚合物的固含量為92.2%，溶解時間97分鐘，水解度為16.1 %，相對分子質量為2710萬，1500mg/L濃度的聚合物鹽水溶液(總礦化度19334mg/L，鈣鎂離子濃度514mg/L)在75°C、7.34s—1下的表觀粘度為38.0mPa.S，不溶物含量為0.084%，85°C無氧條件下老化30天時的粘度保留率為101.7%。
[0035]將所合成的耐高溫驅油用丙烯醯胺三元共聚物0.35wt%、上述的脂肪醇聚氧乙烯醚羧酸鹽(n=4)0.15?丨％和99.50wt%勝利油田注入水均勻混合，18°C攪拌3小時，得到所需的驅油劑組合物。在溫度85°C、礦化度19334mg/L、鈣鎂離子濃度514mg/L的水中，測得此組合物的表觀粘度為42.2mPa.s ;該組合物與勝利油田某區塊脫水原油之間形成
0.0066mN/m的超低界面張力。
[0036]以礦化度19334mg/L、鈣鎂離子濃度514mg/L的注入水將巖心(長度為30釐米，直徑為2.5釐米，滲透率為1.5微米2)飽和，測定巖心的孔隙體積(PV)為48.8%，然後以勝利油田某區塊脫水原油進行飽和，於85°C恆溫下進行模擬驅油試驗:先水驅至含水92%，測得水驅提高原油採收率39.8%，再轉注0.3 PV (巖心孔隙體積)所合成的驅油劑組合物後，水驅至含水99.0%，測得在水驅基礎上可以再提高原油採收率24.0%。[0037]
【實施例6】
將158g丙烯醯胺，28g 2-丙烯醯胺基-2-甲基丙磺酸，IOg N-苯基馬來醯亞胺，8gN-乙烯基吡啶溶於640g去離子水中，加入0.39g乙二胺四乙酸二鈉和6.8g氫氧化鈉，攪拌溶解均勻後，用2%質量濃度的氫氧化鈉水溶液和2%質量濃度的鹽酸溶液調節pH值至
8.0，調節恆溫水浴溫度至10°C，導入高純氮氣除氧，40分鐘後，依次加入0.3%質量濃度的脲水溶液26g，0.2%質量濃度的甲基丙烯酸N，N- 二甲氨基乙酯水溶液18g，0.25%質量濃度的1，2_丙二胺水溶液15g，0.15%質量濃度的過硫酸鉀水溶液18g，0.15%質量濃度的2，2』-偶氮[2- (2-咪唑啉-2-基)丙烷]二鹽酸鹽水溶液16g，攪拌並引發聚合反應，半小時後將水浴溫度升至28V，反應3小時，將水浴溫度升至46°C，繼續反應5小時，得到凝膠狀聚合產物，切膠，加入15%質量濃度的氫氧化鈉水溶液69g，在85° C下水解反應3小時，後於75°C下真空乾燥12小時，經粉碎、篩分後取樣分析。
[0038]所得聚合物的固含量為90.9%，溶解時間99分鐘，水解度為16.1%，相對分子質量為2380萬，1500mg/L濃度的聚合物鹽水溶液(總礦化度19334mg/L，鈣鎂離子濃度514mg/L)在75°C、7.34s—1下的表觀粘度為47.0mPa.S，不溶物含量為0.102%，85°C無氧條件下老化30天時的粘度保留率為105.9%。
[0039]將所合成的耐高溫驅油用丙烯醯胺四元共聚物0.45wt%、上述的脂肪醇聚氧乙烯醚羧酸鹽(n=4)0.30?丨％和99.25wt %勝利油田注入水均勻混合，25 °C攪拌2小時，得到所需的驅油劑組合物。在溫度85°C、礦化度19334mg/L、鈣鎂離子濃度514mg/L的水中，測得此組合物的表觀粘度為52.1mPa.s ;該組合物與勝利油田某區塊脫水原油之間形成0.0075mN/m的超低界面張力。
[0040]以礦化度19334mg /L、鈣鎂離子濃度514mg/L的注入水將巖心(長度為30釐米，直徑為2.5釐米，滲透率為1.5微米2)飽和，測定巖心的孔隙體積(PV)為48.8%，然後以勝利油田某區塊脫水原油進行飽和，於85°C恆溫下進行模擬驅油試驗:先水驅至含水92%，測得水驅提高原油採收率39.8%，再轉注0.3 PV (巖心孔隙體積)所合成的驅油劑組合物後，水驅至含水99.0%，測得在水驅基礎上可以再提高原油採收率21.7%。
[0041]
【實施例7~12】
將【實施例1~6】合成的耐高溫型丙烯醯胺系聚合物，以用量為0.1~0.3?〖％與0.1~
0.4wt%的脂肪醇聚氧乙烯醚羧酸鹽表面活性劑及注入水形成驅油劑組合物，在無鹼條件下，測定了該驅油劑在勝利油田III型模擬水85°c下的溶液表觀粘度大於40mPa.S，與勝利油田某區塊原油之間的動態界面張力值，可達10_3~10_4mN/m的超低界面張力；在直徑為2.5釐米，長度為30釐米，滲透率為1.55微米2的巖心上進行物理模擬驅替試驗，室內評價在高溫、高鹽油藏上該驅油劑組合物能在水驅基礎上(水驅可提高原油採收率39.0~41.8%)進一步提高原油採收率可達18.2~20.6%，結果如表1所示。
[0042]
【比較例I】
將185g丙烯醯胺單體加入505g去離子水中，加入0.49g乙二胺四乙酸二鈉，攪拌溶解均勻後，用2%質量濃度的氫氧化鈉水溶液和2%質量濃度的鹽酸溶液調節pH值至8.8，調節恆溫水浴溫度至14°C，導入高純氮氣除氧，45分鐘後，依次加入0.15%質量濃度的過硫酸鉀水溶液10g，0.15%質量濃度的亞硫酸鈉水溶液15g，攪拌並引發聚合反應，半小時後將水浴溫度升至30°C，反應3小時，將水浴溫度升至45°C，繼續反應5小時，得到凝膠狀聚合產物，切膠，加入15%質量濃度的氫氧化鈉水溶液75g，在85°C下水解反應3小時，後於75°C下真空乾燥12小時，經粉碎、篩分後取樣分析。
[0043]所得聚合物的固含量為88.9%，溶解時間109分鐘，水解度為18.1 %，相對分子質量為3210萬，1500mg/L濃度的聚合物鹽水溶液(總礦化度19334mg/L，鈣鎂離子濃度514mg/L)在85°C、7.34s—1下的表觀粘度為27.0mPa.S，不溶物含量為0.103%，85°C無氧條件下老化30天時的粘度保留率為65.2%。
[0044]將所合成的超高分子質量聚丙烯醯胺0.35wt%、上述的脂肪醇聚氧乙烯醚羧酸鹽(n=4) 0.30?丨％和99.35wt%勝利油田注入水均勻混合，25°C攪拌2小時，得到所需的驅油劑組合物。在溫度85°C、礦化度19334mg/L、鈣鎂離子濃度514mg/L的水中，測得此組合物的表觀粘度為29.1mPa.s ;物理模擬驅替試驗表明該驅油劑組合物能在水驅基礎上(水驅提高原油採收率39.5%)進一步提高原油採收率9.6%。
[0045]
【比較例2】
將190g丙烯醯胺單體加入545g去離子水中，加入0.55g乙二胺四乙酸二鈉，攪拌溶解均勻後，用2%質量濃度的氫氧化鈉水溶液和2%質量濃度的鹽酸溶液調節pH值至7.5，調節恆溫水浴溫度至16°C，導入高純氮氣除氧，40分鐘後，依次加入0.15%質量濃度的過硫酸鉀水溶液10g，0.15%質量濃度的亞硫酸氫鈉水溶液10g，0.15%質量濃度的偶氮二異丁基脒鹽酸鹽Sg，攪拌並引發聚合反應，半小時後將水浴溫度升至30°C，反應3小時，將水浴溫度升至45°C，繼續反應5小時，得到凝膠狀聚合產物，切膠，加入15%質量濃度的氫氧化鈉水溶液85g，在85° C下水解反應3小時，後於75°C下真空乾燥12小時，經粉碎、篩分後取樣分析。
[0046]所得聚合物的固含量為89.5%，溶解時間86分鐘，水解度為19.7 %，相對分子質量為3080萬，1500mg/L濃度的聚合物鹽水溶液(總礦化度19334mg/L，鈣鎂離子濃度514mg/L)在85°C、7.34s—1下的表觀粘度為28.8mPa.s，不溶物含量為0.115%，85°C無氧條件下老化30天時的粘度保留率為70.5%。
[0047]將所合成的超高分子質量聚丙烯醯胺0.25wt%、上述的脂肪醇聚氧乙烯醚羧酸鹽(n=4) 0.35?丨％和99.40wt%勝利油田注入水均勻混合，20°C攪拌3小時，得到所需的驅油劑組合物。在溫度85°C、礦化度19334mg/L、鈣鎂離子濃度514mg/L的水中，測得此組合物的表觀粘度為29.7mPa.s ;物理模擬驅替試驗表明該驅油劑組合物能在水驅基礎上(水驅提高原油採收率40.2%)進一步提高原油採收率10.2%。
【權利要求】
1.一種用於高溫油藏提高採收率的驅油劑組合物，以組合物重量百分比計，包括以下組份: 1)0.005~8.0%的耐高溫驅油用丙烯醯胺系聚合物； 2)0.005~5.0%的脂肪醇聚氧乙烯醚羧酸鹽表面活性劑； 3)87.0~99.99%的注入水； 其中，所述 的耐高溫驅油用丙烯醯胺系聚合物按GBT12005.10-92聚丙烯醯胺分子量#w粘度法測定特性粘數[7 ]，並按[7 ] =3.73 X 10_4#w°_66計算分子量為2250~3250萬，在鈣離子和鎂離子的總量為514mg/L的水溶液中，在總礦化度為19334mg/L、1500mg/L濃度的聚合物溶液在85。。、7.34s—1下的表觀粘度為40.2~55.8mPa.S。
2.根據權利要求1所述的用於高溫油藏提高採收率的驅油劑組合物，其特徵在於所述的表面活性劑選自脂肪醇聚氧乙烯醚羧酸鹽型陰-非離子型表面活性劑，分子通式為RO(CH2CH2O)nCH2COOM;其中，R的碳原子數為12~18，η為乙氧基團的加合數，選自2~8中的任一整數，M選自鋰、鈉或鉀中的任一金屬離子。
3.根據權利要求1所述的用於高溫油藏提高採收率的驅油劑組合物，其特徵在於所述的注入水的總礦化度為5000~35000mg/L、鈣離子和鎂離子的總量為25~1500mg/L。
4.根據權利要求1所述的用於高溫油藏提高採收率的驅油劑組合物，其特徵在於所述的耐高溫驅油用丙烯醯胺系聚合物選自通過一種複合型氧化還原引發劑組合物引發製備的耐高溫驅油用丙烯醯胺均聚物、丙烯醯胺與2-丙烯醯胺基-2-甲基丙磺酸、N-乙烯基吡啶、N-芳基馬來醯亞胺的二、三、四元共聚物中的至少一種。
5.根據權利要求1和4所述的用於高溫油藏提高採收率的驅油劑組合物，其特徵在於所述的用於引發製備耐高溫驅油用丙烯醯胺系聚合物的複合型氧化還原引發劑組合物，以組合物重量百分比計，包括以下組份:1)0.05~40%的過硫酸鹽；2)0.1~60%的氨水、脲或硫脲；3) 0.01~60%的由式NH2R1代表的脂肪族伯胺類化合物或由式NHR2R3代表的脂肪族仲胺類化合物或由式NR4R5R6代表的脂肪族叔胺類化合物或由式N+R7R8R9Rltl代表的脂肪族季銨類化合物，式中R1選自碳原子數為I~18的脂肪族直鏈或支鏈烷基或烷基衍生物，R2~Rltl均選自碳原子數為I~14的脂肪族直鏈或支鏈烷基或烷基衍生物；4)0~50%的偶氮類化合物。
6.根據權利要求1或4所述的用於高溫油藏提高採收率的驅油劑組合物的製備方法，包括以下步驟: 1)將丙烯醯胺和/或2-丙烯醯胺基-2-甲基丙磺酸、N-乙烯基吡啶、N-芳基馬來醯亞胺單體配成質量濃度為5~60%的水溶液I，用鹼溶液和酸溶液調節pH值； 2)向水溶液I中通氮除氧10~60分鐘後依次加入相對於單體總質量濃度0.001~1%的上述複合型氧化還原引發劑組合物，攪拌均勻後得水溶液II; 3)向水溶液II中通氮除氧10~60分鐘後，在O~30°C下引發，反應0.5~10小時，再於20~60°C下繼續反應0.5~10小時後，得膠狀產物X ； 4)將膠狀產物X粉碎後加入質量濃度2~30%的鹼液，在70~95°C下進行水解反應 0.5~8小時，得膠狀產物Y; 5)將膠狀產物Y經乾燥、粉碎、篩分後得粉末狀耐高溫驅油用丙烯醯胺系聚合物； 6)將所需量的耐高溫驅油用丙烯醯胺系聚合物、所述的脂肪醇聚氧乙烯醚羧酸鹽及注入水，在5~45°C下攪拌0.5~5小時，使之混合均勻，得到驅油劑組合物，以組合物重量百分比計，耐高溫驅油用丙烯醯胺系聚合物、脂肪醇聚氧乙烯醚羧酸鹽及注入水的配比為0.005 ~8.0:0.005 ~5.0:87.0 ~99.99。
7.根據權利要求6所述的用於高溫油藏提高採收率的驅油劑組合物的製備方法，其特徵在於用氫氧化鈉水溶液和鹽酸溶液調節pH值。
【文檔編號】C09K8/584GK103666433SQ201210325047
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2012年9月5日 優先權日:2012年9月5日
【發明者】於志省, 夏燕敏, 蔡紅, 宋曉芳, 許匯, 朱益興, 王蘭 申請人:中國石油化工股份有限公司, 中國石油化工股份有限公司上海石油化工研究院