專(zhuān)利名稱(chēng)：一種驅(qū)油劑及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于新材料領(lǐng)域，涉及一種驅(qū)油劑及其制備方法。
背景技術(shù)：
疏水締合聚丙烯酰胺是指在水溶性的丙烯酰胺聚合物中引入少量的疏水基團(tuán)后，仍能溶于水的一類(lèi)水溶性聚丙烯酰胺衍生物。當(dāng)疏水締合聚丙烯酰胺溶于水時(shí)，因疏水基 團(tuán)與水的極度不相容性，疏水基團(tuán)間發(fā)生聚集，形成疏水微區(qū)。疏水締合聚丙烯酰胺具有的 這一微相分離特性，使其在水溶液中形成物理交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，呈現(xiàn)與常規(guī)聚丙烯酰胺顯著不同 的結(jié)構(gòu)與性能。目前，疏水締合聚丙烯酰胺AP-P4已進(jìn)入了工業(yè)化生產(chǎn)和推廣應(yīng)用。在聚合物驅(qū)油過(guò)程中，聚合物溶液的粘度和粘彈性對(duì)提高驅(qū)油效率起到了至關(guān)重 要的作用。聚合物溶液注入油層后，由于聚合物溶液的增粘性，增加了驅(qū)替相的粘度，并且 聚合物在油層中存在吸附和捕集，增加了滲流阻力，降低了水相滲透率，改善了油水流度 比，調(diào)整了注入剖面而擴(kuò)大了波及體積；另一方面，由于聚合物溶液的粘彈性的作用，進(jìn)一 步改善了驅(qū)油效果。從而提高了原油的采收率。在多孔介質(zhì)中，締合聚合物溶液的彈性起 著不可忽視的作用，甚至起主導(dǎo)作用。聚合物粘彈性越好，擴(kuò)大波及體積和提高驅(qū)油效率的 作用越明顯，聚合物溶液的粘性、彈性和粘彈性與驅(qū)油效率之間存在著一個(gè)最佳的組合，此 時(shí)溶液粘性和彈性的共同作用使采收率的提高值最大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種驅(qū)油劑及其制備方法。本發(fā)明提供的一種制備驅(qū)油劑的方法，包括如下步驟1)先將非離子表面活性劑與綏中36-1油田水混合，混勻后再加入聚丙烯酰胺，混 勻后得到所述驅(qū)油劑母液；2)將所述驅(qū)油劑母液用所述綏中36-1油田水進(jìn)行稀釋?zhuān)玫剿鲵?qū)油劑。該方法的步驟1)混勻步驟中，溫度為45士0. 5°C，混勻的方法為攪拌混勻。所述攪 拌混勻步驟中，轉(zhuǎn)速為400士5r/min，旋轉(zhuǎn)半徑為35mm。該步驟中所用非離子表面活性劑為 聚氧乙烯十八醇醚-10，其結(jié)構(gòu)式如式I所示，化學(xué)式為C18H37O (CH2CH2O)ltlH,也即C18Eltl。 (式I )該非離子表面活性劑化合物購(gòu)自比利時(shí)ACROS Organics公司，由百靈威化學(xué)技術(shù) 有限公司代理。所述綏中36-1油田水優(yōu)選為綏中36-1油田模擬水，所述綏中36-1油田 模擬水由水、Na+、K+、Ca2+、Mg2+、HC03_、C032—、S042—和Cl—組成，所述Na+和K+的濃度之和為 3091. 96mg/L,所述 Ca2+ 的濃度為 276. 17mg/L,所述 Mg2+ 的濃度為 158. 68mg/L,所述 HCOf 的 濃度為311. 48mg/L,所述CO:的濃度為14. 21mg/L,所述S042_的濃度為85. 29mg/L,所述 Cl—的濃度為5436. 34mg/L。所述聚丙烯酰胺的粘均分子量為1200萬(wàn)。所述聚丙烯酰胺優(yōu)選為編號(hào)為AP-P4的聚丙烯酰胺，購(gòu)自四川光亞科技股份有限公司，固含量為91. 22%。所述 非離子表面活性劑在所述驅(qū)油劑母液中的濃度為14. 3 71. 4mg/L，具體為14. 3-42. Smg/ L或42. 8 71. 4mg/L,優(yōu)選42. 8 71. 4mg/L。所述聚丙烯酰胺在所述驅(qū)油劑母液中的 濃度為 4928. 6 4985. 7mg/L,具體為 4928. 6-4957. 2mg/L 或 4957. 2 4985. 7mg/L,優(yōu)選 4928. 6 4957. 2mg/L。所述非離子表面活性劑和所述聚丙烯酰胺在所述驅(qū)油劑母液中的 總濃度為5000mg/L。
所述步驟2)稀釋步驟中，稀釋后的終濃度為1750mg/L，所述終濃度為所述非離子 表面活性劑和所述聚丙烯酰胺的濃度之和。按照上述方法制備得到的驅(qū)油劑，也屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。本發(fā)明提供了一種非離子表面活性劑與疏水締合聚丙烯酰胺AP-P4相互作用形 成驅(qū)油劑的制備方法。該方法的技術(shù)要點(diǎn)有以下三個(gè)方面1)非離子表面活性劑的加入時(shí) 機(jī)是在將其首先溶解于水中，再加入疏水締合聚丙烯酰胺AP-P4 ；2)由于聚合物溶液經(jīng)過(guò) 地面流程后進(jìn)入地下，在經(jīng)過(guò)地面流程和炮眼的時(shí)候因機(jī)械剪切而發(fā)生降解，到達(dá)地層時(shí) 粘度已降低，故在實(shí)驗(yàn)室中表征非離子表面活性劑對(duì)疏水締合聚丙烯酰胺目標(biāo)液粘彈性的 影響時(shí)，要先用WARING攪拌器1檔剪切20秒，以模擬聚合物溶液經(jīng)過(guò)地面注入流程和井底 過(guò)炮眼的強(qiáng)烈機(jī)械剪切后的狀態(tài)；3)疏水締合聚丙烯酰胺AP-P4溶液的粘度和粘彈性可通 過(guò)控制非離子表面活性劑的加入量進(jìn)行調(diào)節(jié)。本發(fā)明提供的制備驅(qū)油劑的制備方法，非離子型表面活性劑加入方法操作簡(jiǎn)單， 使用濃度低(小于100mg/L)，疏水締合聚丙烯酰胺AP-P4溶液的粘彈性改善效果顯著。該 方法在實(shí)際操作中，可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)需要，通過(guò)改變加入的非離子型表面活性劑的濃度調(diào)節(jié)疏 水締合聚丙烯酰胺溶液的粘度和粘彈性，使溶液的粘性、彈性和粘彈性與驅(qū)油效率之間達(dá) 到一個(gè)最佳的組合，從而使采收率的提高值最大，具有很好的應(yīng)用前景。


圖1為驅(qū)油劑TL1、TL2、TL3與空白TBL的表觀粘度 剪切速率曲線。圖2為空白TBL的模量 頻率曲線。圖3為驅(qū)油劑TLl的模量 頻率曲線。圖4為驅(qū)油劑TL2的模量 頻率曲線。圖5為驅(qū)油劑TL3的模量 頻率曲線。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明提供的制備驅(qū)油劑的方法，包括如下步驟1、制備驅(qū)油劑母液(1)向5000mL燒杯中稱(chēng)取0. 0143 0. 0714g式I所示非離子表面活性劑聚氧乙 烯十八醇醚-IO(C18H37O(CH2CH2O)ltlH),用不添加非離子表面活性劑的體系作為空白進(jìn)行對(duì) 比實(shí)驗(yàn)，將燒杯置于45士0. 5°C恒溫水浴中，固定攪拌棒，向燒杯中加入IOOOmL綏中36_1油 田模擬水(水質(zhì)條件見(jiàn)表1)，并調(diào)整攪拌器速度至400 士 5r/min，恒溫?cái)嚢?0分鐘；表1、綏中36-1油田模擬水水質(zhì) (2)準(zhǔn)確稱(chēng)取AP-P4干粉4. 9286 4. 9857g，緩慢均勻地把AP-P4干粉撒入恒溫?cái)嚢璧哪M水中，得到本發(fā)明提供的驅(qū)油劑母液，其中，非離子表面活性劑和所述聚丙烯酰 胺在所述驅(qū)油劑母液中的總濃度為5000mg/L。2、制備驅(qū)油劑量取1860mL所述綏中36_1油田模擬水倒入母液中，45 士0. 5°C恒溫?cái)嚢?0分鐘， 室溫靜置30分鐘，將稀釋后所得溶液用WARING攪拌器1檔剪切20秒，以模擬AP-P4溶液經(jīng) 過(guò)地面注入流程和井底過(guò)炮眼的強(qiáng)烈機(jī)械剪切后的狀態(tài)，得到本發(fā)明提供的驅(qū)油劑，其中， 非離子表面活性劑與疏水締合聚丙烯酰胺AP-P4的總濃度為1750mg/L。按照下述方法對(duì)所得驅(qū)油劑的粘度進(jìn)行測(cè)定用德國(guó)HAAKE公司生產(chǎn)的RS600型流變儀測(cè)定該驅(qū)油劑的表觀粘度(Happa)隨剪 切速率(Y)的變化情況，測(cè)試系統(tǒng)為同軸圓筒測(cè)量系統(tǒng)。剪切速率范圍為0. 005 200s—1。按照下述方法對(duì)所得驅(qū)油劑的粘彈性進(jìn)行測(cè)定用德國(guó)HAAKE公司生產(chǎn)的RS600型流變儀測(cè)定該驅(qū)油劑的儲(chǔ)能模量(G’ )和損耗 模量(G”)隨頻率(f)的變化情況。測(cè)試系統(tǒng)為錐板測(cè)量系統(tǒng)，轉(zhuǎn)子參數(shù)為60mm/r，頻率 掃描范圍為0. 100 3. 162Hzο下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明，但本發(fā)明并不限于以下實(shí)施例。下 述實(shí)施例中所述方法如無(wú)特別說(shuō)明，均為常規(guī)方法。下述實(shí)施例中所用疏水締合聚丙烯酰 胺均為購(gòu)自四川光亞科技股份有限公司的編號(hào)為AP-P4的疏水締合聚丙烯酰胺，固含量為 91. 22%，其粘均分子量為1200萬(wàn)。所用攪拌器購(gòu)自江蘇江陰保利科研器械有限公司。所 用聚氧乙烯十八醇醚-10購(gòu)自比利時(shí)ACROS Organics公司，由百靈威化學(xué)技術(shù)有限公司代 理。實(shí)施例11)將0. 0143g式I所示非離子表面活性劑聚氧乙烯十八醇 醚-10 (C18H37O (CH2CH2O)10H)溶于IOOOmL表1所示綏中36-1油田模擬水中，恒溫(45°C )恒 速(400r/min)用旋轉(zhuǎn)半徑為35mm的攪拌器攪拌10分鐘完全溶解；2)向添加了聚氧乙烯十八醇醚-10的模擬水中加入4. 9857g疏水締合聚丙烯酰胺 AP-P4干粉，恒溫(45°C )恒速(400r/min)用旋轉(zhuǎn)半徑為35mm的攪拌器攪拌2小時(shí)后得到 所述非離子表面活性劑和聚氧乙烯十八醇醚-10總濃度為5000mg/L的驅(qū)油劑母液；3)將驅(qū)油劑母液用所述綏中36-1油田模擬水稀釋至所述非離子表面活性劑聚氧 乙烯十八醇醚-10與聚丙烯酰胺AP-P4的總濃度為1750mg/L，得到本發(fā)明提供的驅(qū)油劑，編 號(hào)為T(mén)L1。將本發(fā)明提供的編號(hào)為T(mén)Ll的驅(qū)油劑經(jīng)WARING攪拌器1檔20秒剪切后，按照前 述方法進(jìn)行粘度和粘彈性的測(cè)定，所得驅(qū)油劑母液TLl的表觀粘度 剪切速率曲線如圖1 所示，溶液TLl的模量 頻率曲線如圖3所示。實(shí)施例21)將0. 0428g式I所示非離子表面活性劑聚氧乙烯十八醇醚-10 (C18H37O (CH2CH2O)10H)溶于IOOOmL表1所示綏中36-1油田模擬水中，恒溫(45°C )恒 速(400r/min)用旋轉(zhuǎn)半徑為35mm的攪拌器攪拌10分鐘完全溶解；2)向添加了聚氧乙烯十八醇醚-10的模擬水中加入4.9584g聚丙烯酰胺AP-P4干 粉，恒溫(45°C )恒速(400r/min)用旋轉(zhuǎn)半徑為35mm的攪拌器攪拌2小時(shí)后得到所述非離 子表面活性劑和聚氧乙烯十八醇醚-10總濃度為5000mg/L的驅(qū)油劑母液；3)將驅(qū)油劑母液用所述綏中36-1油田模擬水稀釋至所述非離子表面活性劑聚氧 乙烯十八醇醚-10與聚丙烯酰胺AP-P4的總濃度為1750mg/L，得到本發(fā)明提供的驅(qū)油劑，編 號(hào)為T(mén)L2。將本發(fā)明提供的編號(hào)為T(mén)L2的驅(qū)油劑經(jīng)WARING攪拌器1檔20秒剪切后，按照前 述方法進(jìn)行粘度和粘彈性的測(cè)定，所得驅(qū)油劑母液TL2的表觀粘度 剪切速率曲線如圖1 所示，溶液TL2的模量 頻率曲線如圖4所示。實(shí)施例31)將0. 0714g式I所示非離子表面活性劑聚氧乙烯十八醇 醚-10 (C18H37O (CH2CH2O)10H)溶于IOOOmL表1所示綏中36-1油田模擬水中，恒溫(45°C )恒 速(400r/min)用旋轉(zhuǎn)半徑為35mm的攪拌器攪拌10分鐘完全溶解；2)向添加了聚氧乙烯十八醇醚-10的模擬水中加入4.9285g聚氧乙烯十八醇 醚-10，恒溫(45°C)恒速(400r/min)用旋轉(zhuǎn)半徑為35mm的攪拌器攪拌2小時(shí)后得到所述 非離子表面活性劑和聚氧乙烯十八醇醚-10總濃度為5000mg/L的驅(qū)油劑母液；3)將驅(qū)油劑母液用所述綏中36-1油田模擬水稀釋至所述非離子表面活性劑聚氧 乙烯十八醇醚-10與聚丙烯酰胺AP-P4的總濃度為1750mg/L，得到本發(fā)明提供的驅(qū)油劑，編 號(hào)為T(mén)L3。將本發(fā)明提供的編號(hào)為T(mén)L3的驅(qū)油劑經(jīng)WARING攪拌器1檔20秒剪切后，按照前 述方法進(jìn)行粘度和粘彈性的測(cè)定，所得驅(qū)油劑母液TL3的表觀粘度 剪切速率曲線如圖1 所示，溶液TL3的模量 頻率曲線如圖5所示。對(duì)照例按照與上述實(shí)施例1-3完全相同的步驟及條件，僅將步驟1)中不加入非離子表面 活性劑，步驟2)中所用聚丙烯酰胺AP-P4干粉的用量替換為5. OOOOg，得到作為空白對(duì)照的 驅(qū)油劑TBL，該TBL驅(qū)油劑中所述聚丙烯酰胺AP-P4的總濃度為5000mg/L，其模量 頻率曲 線如圖2所示。 由圖1可知，剪切速率為7. 677s-1時(shí)，溶液表觀粘度隨聚氧乙烯十八醇醚_10加入 量的增大而減小，說(shuō)明非離子表面活性劑的加入可以適度降低疏水締合聚丙烯酰胺AP-P4 驅(qū)油體系的粘度，從而提高體系的注入性。由圖2 圖5可知，加入非離子表面活性劑后，溶液損耗模量G”隨頻率增大而增 加的速率小于儲(chǔ)能模量G’，曲線出現(xiàn)交叉，損耗和儲(chǔ)能模量的比值由大于1變?yōu)樾∮?，即 聚合物溶液由在低應(yīng)力區(qū)主要發(fā)生粘性形變，在高應(yīng)力區(qū)主要發(fā)生彈性形變。而空白溶液 G”恒大于G’，即溶液在應(yīng)力掃描范圍內(nèi)均以發(fā)生粘性形變?yōu)橹?。說(shuō)明非離子表面活性劑聚 氧乙烯十八醇醚-10的加入能夠顯著改善驅(qū)油體系的粘彈性。上述本發(fā)明提供的編號(hào)依次為T(mén)L1、TL2和TL3的驅(qū)油劑與空白溶液的粘度和粘彈 性測(cè)定結(jié)果均列于表2中。
表2、本發(fā)明提供的驅(qū)油劑與空白溶液的粘度和粘彈性比較 a 剪切速率為 7. 677s"1 ；bG’/G” = 1時(shí)對(duì)應(yīng)的臨界頻率。由表2可知，在頻率掃描范圍內(nèi)，溶液儲(chǔ)能模量 等于損耗模量時(shí)的臨界頻率f隨非離子表面活性劑聚氧乙烯十八醇醚-10加入量的增大而 減小，說(shuō)明溶液粘彈性隨著聚氧乙烯十八醇醚-10加入量的增大而增大。
權(quán)利要求
一種制備驅(qū)油劑的方法，包括如下步驟1)先將非離子表面活性劑與綏中36-1油田水混合，混勻后再加入聚丙烯酰胺，混勻后得到所述驅(qū)油劑母液；2)將所述驅(qū)油劑母液用所述綏中36-1油田水進(jìn)行稀釋?zhuān)玫剿鲵?qū)油劑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述步驟1)混勻步驟中，溫度為 45士0. 5°C，混勻的方法為攪拌混勻。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于所述攪拌混勻步驟中，轉(zhuǎn)速為400士5r/min0
4.根據(jù)權(quán)利要求1 3任一所述的方法，其特征在于所述非離子表面活性劑為聚氧 乙烯十八醇醚-10，其結(jié)構(gòu)式如式I所示，(式 I )。
5.根據(jù)權(quán)利要求1 4任一所述的方法，其特征在于所述聚丙烯酰胺的粘均分子量 為1200萬(wàn)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1 4任一所述的方法，其特征在于所述綏中36-1油田水為綏中 36-1油田模擬水；所述綏中36-1油田模擬水由水、Na+、K+、Ca2+、Mg2+、HC03_、C032—、S042—和Cl—組成，所述 Na+和K+的濃度之和為3091. 96mg/L,所述Ca2+的濃度為276. 17mg/L,所述Mg2+的濃度為 158. 68mg/L，所述 HC03_ 的濃度為 311. 48mg/L，所述 C032—的濃度為 14. 21mg/L，所述 S042—的 濃度為85. 29mg/L，所述Cl—的濃度為5436. 34mg/L。
7.根據(jù)權(quán)利要求1 6任一所述的方法，其特征在于所述非離子表面活性劑在所述 驅(qū)油劑母液中的濃度為14. 3 71. 4mg/L，優(yōu)選42. 8 71. 4mg/L ；所述聚丙烯酰胺在所述 驅(qū)油劑母液中的濃度為4928. 6 4985. 7mg/L，優(yōu)選4928. 6 4957. 2mg/L。
8.根據(jù)權(quán)利要求1 7任一所述的方法，其特征在于所述非離子表面活性劑和所述 聚丙烯酰胺在所述驅(qū)油劑母液中的總濃度為5000mg/L。
9.根據(jù)權(quán)利要求1 8任一所述的方法，其特征在于所述步驟3)稀釋步驟中，稀釋的 終濃度為1750mg/L，所述終濃度為所述非離子表面活性劑和所述聚丙烯酰胺的濃度之和。
10.權(quán)利要求1 9任一所述方法制備得到的驅(qū)油劑。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種制備驅(qū)油劑的方法。該方法，包括如下步驟1)先將所述非離子表面活性劑與所述綏中36-1油田水混合，混勻后再加入所述聚丙烯酰胺，混勻后得到所述驅(qū)油劑母液；2)將所述驅(qū)油劑母液用所述綏中36-1油田水進(jìn)行稀釋?zhuān)玫剿鲵?qū)油劑。該方法操作簡(jiǎn)單，使用濃度低，疏水締合聚丙烯酰胺AP-P4溶液的粘彈性改善效果顯著。
文檔編號(hào)C09K8/588GK101845300SQ20101019238
公開(kāi)日2010年9月29日 申請(qǐng)日期2010年6月4日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月4日
發(fā)明者張健, 朱玥珺 申請(qǐng)人:中國(guó)海洋石油總公司;中海石油研究中心