CN106318361A - 一种用于高温高钙镁油藏的调驱剂及其制备方法 - Google Patents

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吕成远
伦增珉
王友启
赵淑霞
王锐
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周国华
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Abstract

本发明提供一种用于高温高钙镁油藏的调驱剂及其制备方法，该调驱剂由抗盐聚丙烯酰胺、甲醛、苯酚、硫脲、NaOH或KOH、和矿化水制备而成。本发明通过在调驱剂中添加抗盐聚丙烯酰胺来增加调驱剂的黏度，进一步提高调驱剂的耐温抗盐性能，从而提高调驱剂的抗钙镁能力，而且通过调整各组分配比合成的调驱剂黏度范围不同，黏度不同的调驱剂应用广泛，适用于不同硬度的油藏。

Description

一种用于高温高钙镁油藏的调驱剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及石油开发领域，更具体地说，是涉及一种油田开发过程中用于油藏的调驱剂。
背景技术
近年来聚合物驱技术已成为我国提高采收率比较成熟完善的实用技术，尤其是在老油田剩余油挖潜和特殊类型油藏提高采收率方面具有重要的应用价值。
聚合物溶液的黏度是聚合物提高采收率的重要指标，如果聚合物驱替液的有效黏度不能达到要求，聚驱则不能很好的起到改善流度比的作用，从而降低聚合物驱的使用效果。聚合物溶液黏度主要受油藏温度和地层水矿物离子的影响，尤其受Ca2+、Mg2+的影响最为严重。目前，新型聚合物溶液的耐温上限为85℃，虽然采用交联聚合物的方法可进一步提高聚合物溶液的耐温抗盐性能，但并不能解决Ca2+、Mg2+对聚合物溶液黏度的影响。
现有技术关于高温高盐油藏的调驱剂的研究较多，但针对高温高钙镁油藏的化学驱油剂并不多见。现有技术中大多采用络合法提高聚合物溶液的抗钙镁能力，但合成的聚合物溶液的长期稳定性不好。因此，在现有研究的基础上，寻找高温条件下提高聚合物溶液抗钙镁能力是解决高温高硬度油藏有效开发的关键。
发明内容
为了解决现有技术中的上述问题，本发明提出了一种用于高温高钙镁油藏的调驱剂及其制备方法。该抗盐聚丙烯酰胺可以增加调驱剂的黏度，从而提高调驱剂的抗钙镁能力及长期稳定性以提高原油采收率，最终有效开发高温高硬度油藏。
本发明提供一种用于高温高钙镁油藏的调驱剂，该调驱剂由抗盐聚丙烯酰胺、甲醛、苯酚、硫脲、NaOH或KOH、和矿化水制备而成。
本发明还提供一种用于高温高钙镁油藏的调驱剂的制备方法，该方法包括以下步骤：(1)将抗盐聚丙烯酰胺加入到矿化水中缓慢搅拌溶解、分散形成溶液A；(2)向溶液A中加入甲醛、苯酚、NaOH或KOH，混合后形成调驱剂；混合的条件包括温度为80-90℃，时间为1-3h。(3)将溶液A、溶液B和硫脲按比例混合，放入95℃-110℃形成调驱剂。
本发明通过在调驱剂中添加抗盐聚丙烯酰胺来增加调驱剂的黏度，进一步提高调驱剂的耐温抗盐性能，从而提高调驱剂的抗钙镁能力，而且通过调整各组分配比合成的调驱剂黏度范围不同，黏度不同的调驱剂应用广泛，适用于不同硬度的油藏。
具体实施方式
本发明提供一种用于高温高钙镁油藏的调驱剂，该调驱剂由抗盐聚丙烯酰胺、甲醛、苯酚、硫脲、NaOH或KOH、和矿化水制备而成；其中，以各组分的总重量计，所述抗盐聚丙烯酰胺的含量为0.1-0.3重量％。其中，所述抗盐聚丙烯酰胺的概念为本领域所公知，是指具有抗盐能力和抗硬度能力等特性的聚丙烯酰胺，即含有抗盐支链的驱油用部分水解聚丙烯酰胺，其制备方法为在聚丙烯酰胺合成过程中加入抗盐支链。
本发明中所述抗盐聚丙烯酰胺可以为本领域常规的各种抗盐聚丙烯酰胺。优选地，所述抗盐聚丙烯酰胺为含有AMPS基团的抗盐聚丙烯酰胺、疏水缔合聚合物、梳型聚合物中的一种具有抗盐特性的聚合物。
最优选地，所述抗盐聚丙烯酰胺为含有AMPS基团的抗盐聚丙烯酰胺，其制备方法可以为本领域常规方法，例如：在聚合瓶中加入丙烯酰胺和水，然后在搅拌下加入碳酸钠和2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)，接着在聚合瓶中通氮气，并将温度降到10℃，然后，加入EDTA、甲酸钠、TB-2000、萜烯酚醛树脂、乙酰胺、过硫酸钾和亚硫酸氢钠。聚合完毕后取出造粒、烘干，粉碎过筛，得到抗盐聚丙烯酰胺。
更优选地，所述含有AMPS基团的抗盐聚丙烯酰胺中AMPS基团的含量为8-12摩尔％。
本发明中，所述甲醛的含量优选为0.005-0.15重量％。所述苯酚的含量优选为0.005-0.15重量％。所述硫脲的含量优选为0.0-0.02重量％。所述NaOH或KOH的含量优选为0.003-0.018重量％。所述矿化水的含量优选为99.362-99.877重量％。
其中，所述矿化水为本领域公知的概念，指高矿化度和硬度的水。
本发明还提供一种上述用于高温高钙镁油藏的调驱剂的制备方法，该方法包括以下步骤：
(1)将抗盐聚丙烯酰胺加入到矿化水中缓慢搅拌溶解、分散形成溶液A；
(2)向溶液A中加入甲醛、苯酚、NaOH或KOH，混合后形成调驱剂；
所述混合的条件包括：80-90℃，时间为1-3h；
(3)将溶液A、溶液B和硫脲按比例混合，放入95℃-110℃形成调驱剂。
调驱剂老化是在温度110℃条件下老化，采用测得溶液的黏度来评价调驱剂，黏度用布氏黏度计测定。
本发明的发明人发现，采用上述优选的各种组分以及优选的制备方法能够使得到的调驱剂具有较强的抗钙镁能力，能有效开发高温高硬度油藏。
下面将更详细地描述本发明的优选实施方式。
实施例中所用的抗盐聚丙烯酰胺的制备方法为：在聚合瓶中加入200份的丙烯酰胺，加入1000份水，然后在搅拌下加入10份碳酸钠和30份2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)，接着在聚合瓶中通氮气，并将温度降到10℃，10分钟后，加入0.05份EDTA，5-10分钟后，加入0.004份甲酸钠，5-10分钟后，加入2.5份的TB-2000，5-10分钟后，加入4.5份的萜烯酚醛树脂，5-10分钟后加入1.8份的乙酰胺，5-10分钟后，加入0.02份的过硫酸钾，5-10分钟后，加入0.015份的亚硫酸氢钠。聚合完毕后取出造粒、烘干，粉碎过筛，得到抗盐聚丙烯酰胺。
实施例1
本实例用于高温高钙镁油藏调驱剂的制备与评价
配制矿化度200000mg/L硬度2000mg/L的模拟地层水99.877ml，将抗盐聚丙烯酰胺溶解于模拟地层水中，配制质量浓度为0.1％的抗盐聚丙烯酰胺溶液。将甲醛0.005g、苯酚0.005g、NaOH0.003g加入反应器中，在80℃条件下反应2h后停止反应，即可配制成交联剂。将交联剂和0.01g硫脲同时加入到抗盐聚丙烯酰胺溶液中，在95℃下成胶时间24h。体系老化30d后黏度为70.8mPa·s。
实施例2
本实例用于高温高钙镁油藏调驱剂的制备与评价
配制矿化度200000mg/L硬度2000mg/L的模拟地层水99.877ml，将抗盐聚丙烯酰胺溶解于模拟地层水中，配制质量浓度为0.1％的抗盐聚丙烯酰胺溶液。将甲醛0.005g、苯酚0.005g、NaOH0.003g至反应器中，在80℃条件下反应3h后停止反应，即可配制成交联剂。将交联剂和0.01g硫脲同时加入到抗盐聚丙烯酰胺溶液中，在110℃下成胶时间12h。体系老化30d后黏度为78.5mPa·s。
实施例3
本实例用于高温高钙镁油藏调驱剂的制备与评价
配制矿化度200000mg/L硬度2000mg/L的模拟地层水99.68ml，将抗盐聚丙烯酰胺溶解于模拟地层水中，配制质量浓度为0.1％的抗盐聚丙烯酰胺溶液。将甲醛0.1g、苯酚0.1g、NaOH0.01g至反应器中，在80℃条件下反应3h后停止反应，即可配制成交联剂。将交联剂和0.01g硫脲同时加入到抗盐聚丙烯酰胺溶液中，在95℃下成胶时间18h。体系老化30d后黏度为3187mPa·s。
实施例4
本实例用于高温高钙镁油藏调驱剂的制备与评价
配制矿化度200000mg/L硬度2000mg/L的模拟地层水99.68ml，将抗盐聚丙烯酰胺溶解于模拟地层水中，配制质量浓度为0.1％的抗盐聚丙烯酰胺溶液。将甲醛0.1g、苯酚0.1g、NaOH0.01g至反应器中，在80℃条件下反应2h后停止反应，即可配制成交联剂。将交联剂和0.01g硫脲同时加入到抗盐聚丙烯酰胺溶液中，在110℃下成胶时间10h。体系老化30d后黏度为3360mPa·s。
实施例5
本实例用于高温高钙镁油藏调驱剂的制备与评价
配制矿化度200000mg/L硬度2000mg/L的模拟地层水99.572ml，将抗盐聚丙烯酰胺溶解于模拟地层水中，配制质量浓度为0.1％的抗盐聚丙烯酰胺溶液。将甲醛0.15g、苯酚0.15g、NaOH0.018g至反应器中，在80℃条件下反应2h后停止反应，即可配制成交联剂。将交联剂和0.01g硫脲同时加入到抗盐聚丙烯酰胺溶液中，在95℃下成胶时间15h。体系老化30d后黏度为5123mPa·s。
实施例6
本实例用于高温高钙镁油藏调驱剂的制备与评价
配制矿化度200000mg/L硬度2000mg/L的模拟地层水99.572ml，将抗盐聚丙烯酰胺溶解于模拟地层水中，配制质量浓度为0.1％的抗盐聚丙烯酰胺溶液。将甲醛0.15g、苯酚0.15g、NaOH0.018g至反应器中，在80℃条件下反应2h后停止反应，即可配制成交联剂。将交联剂和0.01g硫脲同时加入到抗盐聚丙烯酰胺溶液中，在110℃下成胶时间8h。体系老化30d后黏度为5236mPa·s。
实施例7
本实例用于高温高钙镁油藏调驱剂的制备与评价
配制矿化度200000mg/L硬度2000mg/L的模拟地层水99.562ml，将抗盐聚丙烯酰胺溶解于模拟地层水中，配制质量浓度为0.1％的抗盐聚丙烯酰胺溶液。将甲醛0.15g、苯酚0.15g、NaOH0.018g至反应器中，在80℃条件下反应2h后停止反应，即可配制成交联剂。将交联剂和0.02g硫脲同时加入到抗盐聚丙烯酰胺溶液中，在95℃下成胶时间15h。体系老化30d后黏度为5277mPa·s。
实施例8
本实例用于高温高钙镁油藏调驱剂的制备与评价
配制矿化度200000mg/L硬度2000mg/L的模拟地层水99.562ml，将抗盐聚丙烯酰胺溶解于模拟地层水中，配制质量浓度为0.1％的抗盐聚丙烯酰胺溶液。将甲醛0.15g、苯酚0.15g、NaOH0.018g至反应器中，在85℃条件下反应2h后停止反应，即可配制成交联剂。将交联剂和0.02g硫脲同时加入到抗盐聚丙烯酰胺溶液中，在110℃下成胶时间8h。体系老化30d后黏度为5655mPa·s。
对比例1
本实例用于高温高钙镁油藏调驱剂的制备与评价
用驱油用的普通部分水解聚丙烯酰胺(不含抗盐支链)代替实施例1中抗盐聚丙烯酰胺，其他组分、用量与实施例1相同。体系老化30d后黏度为0.2mPa·s。
可见，本发明调驱剂体系老化30d后的黏度远高于普通部分水解聚丙烯酰胺溶液的黏度。

Claims (10)

1.一种用于高温高钙镁油藏的调驱剂，其特征在于，该调驱剂由抗盐聚丙烯酰胺、甲醛、苯酚、硫脲、NaOH或KOH、和矿化水制备而成。
2.根据权利要求1所述的用于高温高钙镁油藏的调驱剂，其中，所述抗盐聚丙烯酰胺为含有AMPS基团的抗盐聚丙烯酰胺、具有抗盐特性的疏水缔合聚合物和具有抗盐特性的梳型聚合物中的至少一种。
3.根据权利要求1或2所述的用于高温高钙镁油藏的调驱剂，其中，所述含有AMPS基团的抗盐聚丙烯酰胺中AMPS基团的含量为8-12摩尔％。
4.根据权利要求1或2所述的用于高温高钙镁油藏的调驱剂，其中，以各组分的总重量计，所述抗盐聚丙烯酰胺含量为0.1-0.3重量％。
5.根据权利要求1或2所述的用于高温高钙镁油藏的调驱剂，其中，所述甲醛的含量为0.005-0.15重量％。
6.根据权利要求1或2所述的用于高温高钙镁油藏的调驱剂，其中，所述苯酚的含量为0.005-0.15重量％。
7.根据权利要求1或2所述的用于高温高钙镁油藏的调驱剂，其中，所述硫脲的含量为0.01-0.02重量％。
8.根据权利要求1或2所述的用于高温高钙镁油藏的调驱剂，其中，所述NaOH或KOH的含量为0.003-0.018重量％。
9.根据权利要求1或2所述的用于高温高钙镁油藏的调驱剂，其中，所述矿化水的含量为99.362-99.877重量％。
10.一种权利要求1-9中任意一项所述的用于高温高钙镁油藏的调驱剂的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
(1)将抗盐聚丙烯酰胺加入到矿化水中缓慢搅拌溶解、分散形成溶液A；
(2)将甲醛、苯酚、NaOH或KOH，混合后形成交联剂溶液B；所述混合的条件包括：温度为80-90℃，时间为1-3h；
(3)将溶液A、溶液B和硫脲按比例混合，放入95℃-110℃形成调驱剂。
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