三次採油提高採收率用組合物及其製備方法與用途
2024-04-08 14:37:05
三次採油提高採收率用組合物及其製備方法與用途
【專利摘要】本發明涉及一種三次採油提高採收率用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抗鹽性能差、驅油效率低的問題。本發明通過採用三次採油用的驅油組合物，以重量百分比計，包括以下組分：(1)0.01～5.0％的耐溫抗鹽共聚物NWKY-PAN；(2)0.01～5.0％的脂肪醇聚氧乙烯醚羧酸鹽表面活性劑；(3)90.0～99.98％的注入水；本發明的技術方案，較好地解決了該問題，可用於油田的三次採油生產中提高採收率。
【專利說明】三次採油提高採收率用組合物及其製備方法與用途
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種三次採油提高採收率用組合物及其製備方法與用途。
【背景技術】
[0002]隨著世界經濟的發展，石油的社會需求量不斷增加，而石油儲量不斷減少。石油作為不可再生的資源正變得越來越寶貴。面臨的問題有一，供需矛盾突出，石油需求量越大越大，新油田越來越少；二，枯竭油藏中還剩留有大量原油。一次採油(POR)可採出10~25%地下原油，二次採油(SOR)可採出15~25%地下原油，即一次採油和二次採油只採出25~50%地下原油。為了保證石油長期穩定供應、滿足人類的需求，必須研究和發展提高石油採收率技術，三次採油(EOR)通過強化採油措施，可使原油採收率再提高6~20%，甚至更多。
[0003]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聚丙烯醯胺分子鏈的粘度，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。
[0004]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。而目前所使用的部分水解聚丙烯醯胺在高溫高鹽條件下，極易水解，從而造成羧基含量增加，聚合物分子鏈捲曲，增粘效果急劇降低，另外油藏中的高價金屬離子(如Ca2+、Mg2+)易使部分水解聚丙烯醯胺發生沉澱，從而更進一步降低了部分水解聚丙烯醯胺的增粘效果，因而 很難滿足深部二、三類油藏高溫高礦化度的需求。近年來，國內外三次採油用耐溫抗鹽聚合物的研究可分為兩大方向，即超高分子量部分水解聚丙烯醯胺和聚丙烯醯胺的化學改性。聚丙烯醯胺的化學改性大多通過引入其他單體共聚的方式來進行。
[0005]專利CN 1814637A公開了一種耐溫抗鹽聚丙烯醯胺的製備方法，引入三種耐溫耐鹽單體與丙烯醯胺共聚，合成了丙烯醯胺/2-丙烯醯胺基-2-甲基丙磺酸/甲基丙烯酸/ 二甲基二烯丙基氯化銨四元共聚物、丙烯醯胺/2-丙烯醯胺及-2-甲基丙磺酸/衣康酸/丙烯醯氧乙基三甲基氯化銨四元共聚物等耐溫耐鹽共聚物，這些聚合物確實提高了的產品的耐溫耐鹽性能，但是只能滿足礦化度低於10000mg/L、溫度低於65°C的條件下，不能滿足更高溫度和礦化度條件下的應用需求。
[0006]專利CN 1876751A公開了一種辮狀梳形抗鹽聚合物增稠劑，這種增稠劑耐溫耐鹽性能比梳形耐溫耐鹽共聚物增稠劑要好，而且分子量較低，在大慶清水(總礦化度1000mg/L，其中鈣鎂離子15mg/L)、大慶汙水(總礦化度4000mg/L，其中鈣鎂離子60mg/L)、大港汙水(總礦化度5024mg/L，其中鈣鎂離子60mg/L)中的增粘效果優於普通聚丙烯醯胺產品和梳形抗鹽聚合物工業品，可以適應大慶二類油藏三次採油的要求，但仍然無法滿足10000mg/L、Ca2++Mg2+為200mg/L以上礦化度油藏中三次採油的要求。
[0007]而近年來，有關超高分子量陰離子型聚丙烯醯胺的研究主要集中在引發體系、聚合方法及水解方法的改進等。如 CN1865299、CN 1498908A、CN1746198、CN101157736A 和CN1240799等都是研究了聚合工藝、引發工藝及水解工藝等，雖然通過各種途徑在提高陰離子型聚丙烯醯胺的分子量或溶解速度方面有了較大改進，但在耐溫抗鹽性能方面較少關注，有些工藝或方法較為複雜，工業生產或在三次採油實際應用上會受到一些限制。
[0008]目前三次採油中，針對一類油藏(溫度<70°C，礦化度80°C，礦化度>3X IO4)要求的聚合物則很少，不是價格太高就是性能不穩定。所以，針對那些高溫高鹽的苛刻油藏，我們理應尋求一種具有較好水解穩定性，且在鹽水中具有較高溶液表觀粘度的聚合物。本發明所述的正是適合於高溫高鹽的聚合物及其製備方法、二元複合及其在三次採油中的應用。
【發明內容】
[0009]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中的聚合物在高溫高鹽條件下易水解，不能滿足三次採油要求、驅油效率低的問題，提供一種三次採油提高採收率用組合物，該方法將含耐溫抗鹽共聚物NWKY- PAN的組合物用於驅油過程中，具有水解穩定性好，在高溫高鹽條件下驅油效率高的特點。
[0010]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驅油用組合物的製備方法。
[0011 ] 本發明所要解決的技術問題之三是提供一種與解決技術問題之一相對應的驅油用組合物的用途。
[0012]
為了解決上述技術問題之一，本發明採用的技術方案如下:一種三次採油提高採收率用組合物，以組合物重量百分比計，包括以下組分:
(1)0.01~5.0 %的耐溫抗鹽共聚物NWKY-PAN ；
(2)0.01~5.0%的脂肪醇聚氧乙烯醚羧酸鹽表面活性劑；
(3)90.0 ~99.98%的水；
其中(I)組分耐溫抗鹽共聚物NWKY-PAN的分子通式為:
【權利要求】
1.一種三次採油提高採收率用組合物，以組合物重量百分比計，包括以下組分: (1)0.01~5.0 %的耐溫抗鹽共聚物NWKY-PAN ； (2)0.01~5.0%的脂肪醇聚氧乙烯醚羧酸鹽表面活性劑； (3)90.0 ~99.98%的水； 其中(I)組分耐溫抗鹽共聚物NWKY-PAN的分子通式為:
2.根據權利要求1所述的三次採油提高採收率用組合物，其特徵在於水選自油田注入水；所述的注入水的總礦化度為10000~38000mg/L，鈣鎂離子總濃度為200~1800mg/L。
3.根據權利要求1所述的三次採油提高採收率用組合物，其特徵在於所述的脂肪醇聚氧乙烯醚羧酸鹽表面活性劑選自脂肪醇聚氧乙烯醚羧酸鹽型陰-非表面活性劑，分子通式為RO(Ol2CH2O)nCH2COOM ;式中:R為Cltl~C2tl的烷基，η為乙氧基團EO的加合數，M為選自鉀、鈉或鋰中的任意一種金屬離子。
4.根據權利要求3所述的三次採油提高採收率用組合物，其特徵在於所述的脂肪醇聚氧乙烯醚羧酸鹽中R為C12~C18的烷基；η選自2~8中的任意整數；金屬離子M選自鉀或鈉。
5.根據權利要求2所述的三次採油提高採收率用組合物，其特徵在於所述的注入水的總礦化度為20000~30000mg/L，鈣鎂離子總濃度為400~1000mg/L。
6.根據權利要求3所述的三次採油提高採收率用組合物，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-非表面活性劑，分子通式為RO(CH2CH2O)nCH2COOM ;式中:R為C12~C18的烷基，η為乙氧基團EO的加合數，M為選自鉀離子或鈉離子。
7.根據權利要求4所述的三次採油提高採收率用組合物，其特徵在於所述的脂肪醇聚氧乙烯醚羧酸鹽中R為C14~C16的烷基；η選自3~7中的任意整數；金屬離子M選自鈉離子。
8.權利要求1所述的三次採油提高採收率用組合物的製備方法，包括以下步驟: a)將耐溫抗鹽共聚物NWKY-PAN、第二單體配成總質量濃度為5~45wt%的水溶液I，其中第一單體為丙烯醯胺，第二單體為內醯胺類物質； b)向溶液I中通氮氣脫氧，加入佔總單體質量0.00廣3%的複合引發體系，得到溶液II;其中複合引發體系以重量百分比計，包括以下組分:㈧15~85%的氧化劑；(B)5~75%的還原劑；(C) 10~80%的叔胺類功能性單體；其中氧化劑選自過硫酸鉀、過硫酸銨、過硫酸鈉中的至少一種，還原劑選自亞硫酸氫鈉、硫代硫酸鈉、雕白粉中的至少一種，叔胺類功能性單體為甲基丙烯酸N，N- 二甲氨基乙酯或β - 二甲氨基丙腈； c)向溶液II中通氮氣脫氧，於5~20°C下，引發反應15~180分鐘，再升溫到30-80°C，繼續恆溫反應2~16小時，得到的膠體狀產物I ; d)向膠體狀產物I中加入質量濃度為1~30%的鹼液，升溫至50-100°C，水解0.5-6小時，得到膠體狀產物II ； e)將膠體狀產物II乾燥、粉碎、過篩後，製得粉末狀耐溫耐鹽共聚物NWKY-PAN； f)將耐溫耐鹽共聚物NWKY-PAN、上述的脂肪醇聚氧乙烯醚羧酸鹽及注入水均勻混合，攪拌1~3小時，得到所需的組合物；以組合物重量百分比計，耐溫耐鹽共聚物NWKY-PAN、脂肪醇聚氧乙烯醚羧酸鹽 及注入水的配比為0.01~3.0%: 0.01~5.0%: 92.0~99.98%。
9.權利要求1-7中所述的任意一種三次採油提高採收率組合物用於油田三次採油生產中提高採收率。
【文檔編號】C09K8/588GK103897682SQ201210575777
【公開日】2014年7月2日 申請日期:2012年12月27日 優先權日:2012年12月27日
【發明者】陳安猛, 沈之芹, 李應成, 宋曉芳 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