CN107286920B - 一种微球状双梳型嵌段聚合物调驱剂及其制备方法 - Google Patents

一种微球状双梳型嵌段聚合物调驱剂及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种微球状双梳型嵌段聚合物调驱剂及其制备方法。该制备方法包括将丙烯酰胺单体、长链环氧烷烃、丙烯酰胺基磺酸盐、丙烯酸单体制成水溶液,加入pH调节剂,调节pH值为6‑8;在0℃‑15℃下,通入氮气,加入氧化还原复合引发剂,聚合3h‑10h;在70℃‑90℃水浴温度下水解1h‑4h,60℃‑90℃干燥4h‑8h、粉碎、过筛;溶于亲油性溶剂中,在20℃‑35℃水浴温度下搅拌1h‑4h;加热至40℃‑50℃,造粒,制得微球状双梳型嵌段聚合物调驱剂。本发明还提供了由上述方法制备得到的微球状双梳型嵌段聚合物调驱剂。本发明的微球状双梳型嵌段聚合物调驱剂与储层具有良好的适应性,可有效进入地层深部,实现高效调驱效果,大幅度提高原油采收率。

Description

一种微球状双梳型嵌段聚合物调驱剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种调驱剂及其制备方法,特别涉及一种可控溶胀时间的微球状的亲水-疏水双梳型嵌段高分子聚合物调驱剂及其制备方法,属于高分子聚合物制备技术领域。
背景技术
随着油田开采步伐地不断加快,我国乃至全球大部分油田已经进入了高含水的阶段,这对如何进一步提高原油采收率提出了新的要求与挑战。
现如今,注水井调驱和油井堵水技术已经成为三次采油的重要技术手段,同样也是改善油田注水开发效果、实现油藏稳产、提高原油采收率技术不可或缺的配套技术。
目前对调驱剂的研究日趋广泛,现有的调驱剂包括针对高渗透油层使用的铬、锆冻胶体系、酚醛树脂体系、粘土/水泥分散体、石灰乳、水膨体;适用于低渗透油层的硅酸、氢氧化铝冻胶微球等。
但是,经过长期的现场应用发现,现有的大多数调驱剂的初始粒径大、交联时间短、增粘速度过快、流动性过差,使其在未注入井管前便开始膨胀,不易输送至较深的地层。即便进入地层,也会由于调驱剂在地面配液池中提前膨胀,导致堵水颗粒在入泵过程中被地层剪切力及筛管挤压至破裂,进而失去堵水调驱能力。
因此,传统堵水调驱剂仅能在距注水井较浅的层位上发挥调驱作用,难以深入到地层的内部。对于高渗透油田的深部调驱技术仍是目前亟待进一步研究的问题。
发明内容
为了解决上述技术问题,本发明的目的在于提供一种初始粒径适宜、交联时间长、增粘速度适中、流动性和抗盐能力强的适用于高渗透高盐油层深度调驱的调驱剂。
为了实现上述技术目的,本发明提供了一种微球状双梳型嵌段聚合物调驱剂的制备方法,该制备方法包括以下步骤:
步骤一:将丙烯酰胺单体、长链环氧烷烃、丙烯酰胺基磺酸盐、丙烯酸单体制成质量浓度为5%-40%的水溶液,加入pH调节剂,调节pH值为6-8,得到溶液;其中,以摩尔份数计,所述丙烯酰胺单体、长链环氧烷烃、丙烯酰胺基磺酸盐、丙烯酸单体的混合比例为30-80:5-30:5-40:1-20;
步骤二:在0℃-15℃,向溶液中通入氮气20min-60min后,加入氧化还原复合引发剂,聚合3h-10h,得到胶状产物;其中,步骤二的过程保持氮气的通入;其中,所述氧化还原复合引发剂的加入量为单体总质量的0.2%-0.5%,所述单体总质量是指丙烯酰胺单体、长链环氧烷烃、丙烯酰胺基磺酸盐、丙烯酸单体制成的水溶液的质量总和,不包含水的质量;
步骤三:将胶状产物在70℃-90℃水浴温度下水解1h-4h,60℃-90℃干燥4h-8h、粉碎、过筛,得到双梳型嵌段共聚物粉体;其中,过筛选择的网筛为400目-800目的网筛;
步骤四:将双梳型嵌段共聚物粉体溶于亲油性溶剂中,在20℃-35℃水浴温度下搅拌1h-4h,得到乳液;其中,粉末状双梳型嵌段共聚物粉体以100ppm-2000ppm的浓度溶于亲油性溶剂中,搅拌速度为50rad/min-200rad/min;
步骤五:将乳液加热至40℃-50℃,通过气溶胶设备进行造粒,制得所述微球状双梳型嵌段聚合物调驱剂。
在本发明的微球状双梳型嵌段聚合物调驱剂的制备方法中,优选地,采用的长链环氧烷烃包括环氧己烷、环氧辛烷、1,2-环氧十二烷和1,2-环氧十四烷中的一种或几种的组合。在本发明的微球状双梳型嵌段聚合物调驱剂的制备方法中,优选地,采用的丙烯酰胺基磺酸盐包括2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、2-丙烯酰胺基十四烷磺酸和2-丙烯酰胺基十六烷磺酸中的一种或几种的组合,上述原料均由百灵威科技有限公司提供。
根据本发明的具体实施方式,本发明的微球状双梳型嵌段聚合物调驱剂的制备方法中,采用的氮气为99.999%高纯氮气,在通入氮气时以能够隔绝氧气且混合反应溶液不喷出即可。
在本发明的微球状双梳型嵌段聚合物调驱剂的制备方法中,优选地,采用的pH调节剂包括氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钾、碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸氢钾、一乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺和氨水中的一种或多种的组合。
在本发明的微球状双梳型嵌段聚合物调驱剂的制备方法中,优选地,以所述氧化还原复合引发剂的总质量为100wt%计,所述氧化还原复合引发剂的原料组成包括过硫酸盐、亚硫酸氢盐、胺类化合物和余量的水,其中,所述过硫酸盐、亚硫酸氢盐和胺类化合物的质量比为0.2wt%-20wt%:0.1wt%-10wt%:0.1wt%-30wt%。
在本发明的微球状双梳型嵌段聚合物调驱剂的制备方法中,优选地,采用的过硫酸盐包括过硫酸铵、过硫酸钠或过硫酸钾。
在本发明的微球状双梳型嵌段聚合物调驱剂的制备方法中,优选地,采用的亚硫酸氢盐包括亚硫酸氢铵、亚硫酸氢钠或亚硫酸氢钾。
在本发明的微球状双梳型嵌段聚合物调驱剂的制备方法中,优选地,采用的胺类化合物包括N,N-二乙基乙二胺、二乙烯三胺、N,N,N’,N’-四乙基乙二胺、N,N-二异丙基乙二胺和N,N,N’,N’-四烯丙基乙二胺中的一种或几种的组合。
在本发明的微球状双梳型嵌段聚合物调驱剂的制备方法中,优选地,采用的亲油性溶剂包括正己烷、环己烷、苯、甲苯、四氯化碳或氯苯。
本发明还提供了一种微球状双梳型嵌段聚合物调驱剂,其是通过上述微球状双梳型嵌段聚合物调驱剂的制备方法制备得到的。
本发明提供的微球状双梳型嵌段聚合物调驱剂中,优选地,该微球状双梳型嵌段聚合物调驱剂的粒径为2μm-8μm。
本发明又提供了一种气溶胶设备,该气溶胶设备用于上述微球状双梳型嵌段聚合物调驱剂的制备方法中,该气溶胶设备包括:
母液罐、喷枪、第一筛分塔、第二筛分塔、第三筛分塔、鼓风机和引风机;
其中,母液罐与第一筛分塔连通,母液罐与所述第一筛分塔之间设置有喷枪;
第一筛分塔、第二筛分塔、第三筛分塔依次连通;
鼓风机与所述第一筛分塔连通;
引风机与所述第三筛分塔连通。
在本发明提供的气溶胶设备中,采用的喷枪包括单喷枪、三喷枪、四喷枪、六喷枪或八喷枪。根据底层孔隙度需求选择蒸发能力因而选择不同的喷枪,本领域技术人员可以根据具体情况进行选择。
在本发明提供的气溶胶设备中,喷枪的枪头设置在所述第一筛分塔内部的上端。
本发明提供的微球状双梳型嵌段聚合物调驱剂的制备方法中:将丙烯酰胺、丙烯酸、长链环氧烷烃以及丙烯酰胺基磺酸盐共聚,形成亲水-疏水嵌段型水溶性高分子聚合物。其中,丙烯酰胺基磺酸盐作为多功能性阴离子单体,具有良好的聚合活性,丙烯酰胺基磺酸盐中的磺酸基团中含有的两个S-O配位键,可有效阻碍外界阳离子的进攻,进而提高了聚合物的耐温、抗盐性能;丙烯酸(AA)中具有的羧酸根离子(-COOH)可显著改善聚合物在水中的溶解性,提高溶解速度;疏水基团设定为具有长支链结构的环氧烷烃,在烷基碳链长度大于6后,可实现所要求的疏水程度,环氧烷烃属于三元环,由于其张力大,加之C-O键的极性作用,使其在酸(阳离子)、碱(阴离子)以及中性(水)中,均可发生C-O键断裂而开环,环氧烷烃开环聚合的产物为聚醚,主要作用于非离子表面活性剂的预聚物。其中,开环嵌段后的长链烷烃侧基作为主体疏水基团。
本发明的微球状双梳型嵌段聚合物调驱剂由于具有微米级初始粒径,且外层由长链疏水烷基充当“保护膜”,可使变形球顺利深入地层内部,随着在模拟盐水中溶解时间的延长,水分子逐渐透过变形球孔道,进入由疏水烷基链包裹的嵌段共聚物内部,与亲水基团接触,导致环形链逐渐溶胀,最终全部打开。亲水基团完全暴露在盐水中,而疏水基团由于疏水作用开始聚集,使高分子链间发生缔合作用,形成动态物理交联网络,导致其流体力学体积增加,溶液黏度大幅度提高,进而封堵注水地层中的高渗透流通道,且堵而不死,实现稳油控水的目的。与传统驱油剂相比,大大提高了其驱油能力。
本发明提供的微球状双梳型嵌段聚合物调驱剂的制备方法通过对分子尺度以及宏观尺度的设计,可以合理且有效地控制调堵时间,同时解决了调驱剂调堵性差、不耐温、不抗盐等问题。
本发明提供的微球状双梳型嵌段聚合物调驱剂为亲水-疏水嵌段接枝球型聚合物,向外侧基为疏水基团,亲水基团同样作为侧基有序向内排列,形成微米级“可控溶型变形球”。同时,通过气溶胶工艺,控制微球状双梳型嵌段聚合物调驱剂的粒径为2μm-8μm。
本发明提供的微球状双梳型嵌段聚合物调驱剂的制备方法的制备工艺流程简单;本发明提供的微球状双梳型嵌段聚合物调驱剂是一种可控溶胀时间的变形材料,解决了现有的调驱剂的调堵性差、不耐温、不抗盐等问题。
本发明提供的微球状双梳型嵌段聚合物调驱剂中具有的微米级初始粒径与疏水基团壳层包裹的“保护膜”,使得该调驱剂与储层具有良好的适应性,可有效进入地层深部,并可控性调节自身溶胀时间,实现高效调驱效果,大幅度提高原油采收率。
附图说明
图1为实施例1中的气溶胶装置的结构示意图。
图2为实施例6的微球状双梳型嵌段聚合物调驱剂的表观黏度随时间的变化规律曲线。
主要附图符号说明
1母液罐 2喷枪 3第一筛分塔 4第二筛分塔 5第三筛分塔 6鼓风机 7引风机 8柱泵塞
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和有益效果有更加清楚的理解,现对本发明的技术方案进行以下详细说明,但不能理解为对本发明的可实施范围的限定。
实施例1
本实施例首先提供了一种气溶胶设备,其结构如图1所示,该气溶胶设备包括:
母液罐1、三喷枪2、第一筛分塔3、第二筛分塔4、第三筛分塔5、鼓风机6和引风机7;
其中,母液罐1与第一筛分塔3连通,母液罐1与第一筛分塔3之间设置有喷枪2;喷枪2上设置有柱塞泵8;第一筛分塔3、第二筛分塔4、第三筛分塔5依次连通;鼓风机6与第一筛分塔3连通;引风机7与第三筛分塔5连通;喷枪2的枪头设置在第一筛分塔3内部的上端。
本实施例提供了一种微球状双梳型嵌段聚合物调驱剂的制备方法,具体包括以下步骤:
(1)溶液的配制:以摩尔份计,丙烯酰胺单体、环氧己烷、将2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸单体与丙烯酸按照40:25:12:7比例配制成浓度为30%的水溶液,加入pH调节剂(氢氧化钠与二乙醇胺),调节pH至7;
(2)聚合过程:在恒温5℃条件下持续通入99.999%高纯氮气,50min后依次加入氧化还原复合引发剂(由N,N-二乙基二胺、过硫酸钠、亚硫酸氢钠组成,各组分的质量比为7:5:1),此过程持续通入高纯氮气,氧化还原复合引发剂的加入量为单体(单体是指丙烯酰胺单体、环氧己烷配制成浓度为30%的水溶液中的单体总和,不包含水)总质量的0.3%,加入氧化还原复合引发剂后持续通入高纯氮气60min后密封,在密闭条件下反应4h,即得胶块;
(3)胶块后处理:将胶块搅碎,并在80℃下熟化1.5h,60℃下烘干6h后进行粉碎、筛分处理,选择500目的网筛进行筛分,得到双梳型嵌段共聚物粉体;
(4)微球状调驱剂乳液的制备:将双梳型嵌段共聚物粉体以500ppm的浓度溶于正己烷亲油性溶剂中,在水浴温度30℃下搅拌3h,搅拌速度为150rad/min,得到乳液;
(5)聚合物的造粒:将乳液预热至40℃,并通过上述的气溶胶设备进行造粒,最终制得微球状双梳型嵌段聚合物调驱剂,编号TQ-1。
通过上述的气溶胶设备进行造粒具体包括以下流程:
将母液罐1内的乳液预热至40℃,在柱塞泵8的作用下将乳液由母液罐1进入喷枪2中;由塔顶喷头,呈50℃-80℃的雾化角以雾状喷至第一筛分塔3内,同时经过滤的空气由鼓风机6进入第一筛分塔3内,分配均匀的热空气与塔内雾化料进行充分的热交换,热交换后水分蒸发经180℃大回转,在顶部排出的雾化料依次进入第二筛分塔4、第三筛分塔5,干料呈粉状落入第一筛分塔3的底部,由第三筛分塔5的顶部排出的雾化料通过进入硫化床,经过沸腾加热、冷却的细粉颗粒通过震荡筛进入收集罐,收集成品,得到微球状双梳型嵌段聚合物调驱剂。其中,气溶胶设备中的母液罐1、喷枪2、第一筛分塔3、第二筛分塔4、第三筛分塔5的表面均覆盖有保温层,是制粒过程处于恒温环境中进行。
实施例2
本实施例提供了一种微球状双梳型嵌段聚合物调驱剂的制备方法,具体包括以下步骤:
(1)溶液的配制:以摩尔份计,丙烯酰胺单体、环氧辛烷、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸与丙烯酸单体按照50:23:19:7比例配制成浓度为28%的水溶液,加入pH调节剂(碳酸氢钠),调节pH至7.5;
(2)聚合过程:在恒温12℃下持续通入99.999%高纯氮气,40min后依次加入氧化还原复合引发剂(由二乙烯三胺、过硫酸钾、亚硫酸氢钾组成,各组分的质量比为3:2:1),此过程持续通入高纯氮气,氧化还原复合引发剂的加入量为单体(单体是指丙烯酰胺单体、环氧己烷配制成浓度为28%的水溶液中的单体总和,不包含水)总质量的0.25%,加入氧化还原复合引发剂后持续通入高纯氮气60min后密封,在密闭条件下反应3h,即得胶块;
(3)胶块后处理:将胶块搅碎,并在85℃下熟化2h,85℃下烘干5h后进行粉碎、筛分处理,选择600目的网筛进行筛分,得到双梳型嵌段共聚物粉体;
(4)微球状调驱剂乳液的制备:将上述双梳型嵌段共聚物粉体以1000ppm的浓度溶于正己烷亲油性溶剂中,在水浴温度30℃搅拌2.5h,搅拌速度为150rad/min,得到乳液;
(5)聚合物的造粒:将乳液预热至40℃,并通过实施例1的气溶胶设备进行造粒,最终制得微球状双梳型嵌段聚合物调驱剂,编号为TQ-2。
实施例3
本实施例提供了一种微球状双梳型嵌段聚合物调驱剂的制备方法,具体包括以下步骤:
(1)溶液的配制:以摩尔份计,丙烯酰胺单体、1,2-环氧十二烷、2-丙烯酰胺基十四烷磺酸与丙烯酸单体按照45:25:12:5比例配制成浓度为35%的水溶液,加入pH调节剂(碳酸氢钠),调节pH至7;
(2)聚合过程:在恒温15℃下持续通入99.999%高纯氮气,30min后依次加入氧化还原复合引发剂(由N,N,N’,N’-四乙基乙二胺、过硫酸铵、亚硫酸氢铵组成,各组分的质量比为4:2:1),此过程持续通入高纯氮气,氧化还原复合引发剂的加入量为单体(单体是指丙烯酰胺单体、环氧己烷配制成浓度为35%的水溶液中的单体总和,不包含水)总质量的0.4%,加入氧化还原复合引发剂后持续通入高纯氮气45min后密封,在密闭条件下反应2.5h,即得胶块;
(3)胶块后处理:将胶块搅碎,并在90℃下熟化2.5h,90℃下烘干2h后进行粉碎、筛分处理,选择700目的网筛进行筛分,得到双梳型嵌段共聚物粉体;
(4)微球状调驱剂乳液的制备:将上述双梳型嵌段共聚物粉体以600ppm的浓度溶于正己烷亲油性溶剂中,在水浴温度25℃下搅拌2.5h,搅拌速度为180rad/min,得到乳液;
(5)聚合物的造粒:将乳液预热至40℃,并通过气溶胶设备进行造粒,最终制得微球状双梳型嵌段聚合物调驱剂,编号为TQ-3。
实施例4
本实施例提供了一种微球状双梳型嵌段聚合物调驱剂的制备方法,具体包括以下步骤:
(1)溶液的配制:以摩尔份计,丙烯酰胺单体、1,2-环氧十四烷、2-丙烯酰胺基十六烷磺酸单体按照7:3:2:1比例配制成浓度为40%的水溶液,加入pH调节剂(碳酸氢钠),调节pH至6.5;
(2)聚合过程:在恒温12℃下持续通入99.999%高纯氮气,40min后依次加入氧化还原复合引发剂(由N,N,N’,N’-四烯丙基乙二胺、过硫酸钠、亚硫酸氢钠组成,各组分的质量比为11:6:3),此过程持续通入高纯氮气,氧化还原复合引发剂的加入量为单体(单体指丙烯酰胺单体、环氧己烷配制成浓度为40%的水溶液中的单体总和,不包含水)总质量的0.3%,加入氧化还原复合引发剂后持续通入高纯氮气60min后密封,在密闭条件下反应3h,即得胶块;
(3)胶块后处理:将胶块搅碎,并在80℃下熟化4h,80℃下烘干5h后进行粉碎、筛分处理,选择800目的网筛进行筛分,得到双梳型嵌段共聚物粉体;
(4)微球状调驱剂乳液的制备:将上述双梳型嵌段共聚物粉体以600ppm的浓度溶于正己烷亲油性溶剂中,在水浴温度35℃下搅拌4h,搅拌速度为200rad/min,得到乳液;
(5)聚合物的造粒:将乳液预热至50℃,并通过气溶胶设备进行造粒,最终制得微球状双梳型嵌段聚合物调驱剂,编号为TQ-4。
实施例5
在总矿化度为1.28×105mg/L,钙镁离子总浓度为425mg/L的模拟盐水中,加入实施例1-实施例4的微球状双梳型嵌段聚合物调驱剂,配制成浓度为500mg/L的聚合物盐水溶液。激光粒度仪测试结果显示,该材料在模拟盐水中可直接快速分散,粒径均控制在2μm-8μm,结果如表1所示。
表1
样品编号 TQ-1 TQ-2 TQ-3 TQ-4
粒径/μm 8.0 7.8 3.3 2.2
实施例6
本实施例对实施例1-实施例4的微球状双梳型嵌段聚合物调驱剂进行了表观粘度测试,在120℃下,1500mg/L浓度的聚合物盐水溶液在总矿化度为1.28×105mg/L,钙镁离子总浓度为425mg/L的模拟盐水中,7.34s-1下初始表观粘度为11.6mPa·s。随着时间的延长,水分子透过由疏水基团包裹的微球状聚合物,与球心内部的亲水基团相结合,致使微球状材料逐渐溶胀,最终全部打开,形成舒展的兼具亲水-疏水基团的嵌段共聚物。链端打开后,嵌段共聚物中的-SO3Na基团可有效地隔绝二价阳离子,抑制Ca2+与Mg2+离子与该调驱剂结合,防止分子链断裂,发生沉降失活现象,表现出了优异的抗盐能力。持续测试,3h-9h内表观粘度迅速提升至25.7mPa·s,且在96h之内,黏度均保持稳定,结果如图2所示。图2的结果表明,实施例1-实施例4的微球状双梳型嵌段聚合物调驱剂在深入地层的过程中黏度缓慢提升,最终可提升为原来的2.2倍左右,具有微米级初始粒径,可顺利进入地层内部。
此外,值得注意的是,该实施例1-实施例4的微球状双梳型嵌段聚合物调驱剂的溶解速度与疏水基团所占比例呈反向相关性。其中,TQ-1与TQ-3调驱剂中疏水基团所占比例分别为26.6%与25.8%;而TQ-2与TQ-4调驱剂中疏水基团所占比例分别为19.2%与20%。从图2中可以发现,在0-9天内,TQ-2与TQ-4的斜率明显大于TQ-1与TQ-3,即前者溶解速率明显快于后者。
实施例7
本实施例对实施例1-实施例4的微球状双梳型嵌段聚合物调驱剂进行了抗老化能力测试,具体过程如下:
一、新鲜样品黏度测试:采用哈萨克斯坦高矿化度模拟水:总矿化度为1.28×105mg/L,钙镁离子总浓度为425mg/L,将实施例1-实施例4的微球状双梳型嵌段聚合物调驱剂稀释至1500ppm浓度,测得85℃,7.34cm-1转速下上述样品的黏度;
二、进行老化处理:抽真空,在120℃,无氧条件下密封90天;
三、老化样品黏度测试:取出上述样品,静置常温后,测试其恒温85℃,7.34cm-1转速下该样品的老化黏度;
四、黏度保留率计算=(新鲜样品黏度-老化样品黏度)/新鲜样品黏度×100%。测试结果如表2所示。
表2的结果表明,在120℃无氧条件下,实施例1-实施例4的微球状双梳型嵌段聚合物调驱剂老化90天后,黏度保留率可达90%-96%。
表2 实施例1-实施例4样品黏度保留率
Figure BDA0000963951360000101
实施例8
本实施例对实施例1-实施例4的微球状双梳型嵌段聚合物调驱剂分别进行模拟岩心驱油试验。
一、
岩心取样:取样长度为25cm,直径为3.5cm的哈萨克斯坦油田某区块岩心;
哈萨克斯坦高矿化度模拟水:总矿化度为1.28×105mg/L,钙镁离子总浓度为425mg/L;
堵前水相渗透率的测定:将岩心抽真空注入哈萨克斯坦高矿化度盐水注入水至饱和,以1L/min的流量水驱至压力稳定,测得岩心的水相渗透率为189×103μm2
模拟岩心驱油试验:于120℃恒温下注入哈萨克斯坦油田某区块脱水原油,将该岩心进行饱和处理,24h水驱至残余油状态;
注入2PV实施例1的微球状双梳型嵌段聚合物调驱剂TQ-1,120℃下恒温72h,并用哈萨克斯坦高矿化度盐水继续驱替,测得封堵后的水相渗透率为5.2×103μm2,计算封堵率为97.2%。
二、
岩心取样:取样长度为30cm,直径为4.0cm的哈萨克斯坦油田某区块岩心;
哈萨克斯坦高矿化度模拟水:总矿化度为1.28×105mg/L,钙镁离子总浓度为425mg/L;
堵前水相渗透率的测定:将岩心抽真空注入哈萨克斯坦高矿化度盐水注入水至饱和,以1L/min的流量水驱至压力稳定,测得岩心的水相渗透率为201×103μm2
模拟岩心驱油试验:于110℃恒温下注入哈萨克斯坦油田某区块脱水原油,将该岩心进行饱和处理,24h水驱至残余油状态;
注入2PV实施例2的微球状双梳型嵌段聚合物调驱剂TQ-2,110℃下恒温72h。并用哈萨克斯坦高矿化度盐水继续驱替,测得封堵后的水相渗透率为2.6×103μm2,计算封堵率为98.7%。
三、
岩心取样:取样长度为27cm,直径为3.8cm的哈萨克斯坦油田某区块岩心;
哈萨克斯坦高矿化度模拟水:总矿化度为1.28×105mg/L,钙镁离子总浓度为425mg/L;
堵前水相渗透率的测定:将岩心抽真空注入哈萨克斯坦高矿化度盐水注入水至饱和,以1L/min的流量水驱至压力稳定,测得岩心的水相渗透率为197×103μm2
模拟岩心驱油试验:于85℃恒温下注入哈萨克斯坦油田某区块脱水原油,将该岩心进行饱和处理,24h水驱至残余油状态;
注入2PV实施例3的微球状双梳型嵌段聚合物调驱剂TQ-3,85℃下恒温72h。并用哈萨克斯坦高矿化度盐水继续驱替,测得封堵后的水相渗透率为3.1×103μm2,计算封堵率为98.5%。
四、
岩心取样:取样长度为33cm,直径为4.1cm的哈萨克斯坦油田某区块岩心;
哈萨克斯坦高矿化度模拟水:总矿化度为1.28×105mg/L,钙镁离子总浓度为425mg/L;
堵前水相渗透率的测定:将岩心抽真空注入哈萨克斯坦高矿化度盐水注入水至饱和,以1L/min的流量水驱至压力稳定,测得岩心的水相渗透率为176×103μm2
模拟岩心驱油试验:于95℃恒温下注入哈萨克斯坦油田某区块脱水原油,将该岩心进行饱和处理,24h水驱至残余油状态;
注入2PV实施例4的微球状双梳型嵌段聚合物调驱剂TQ-4,95℃下恒温72h。并用哈萨克斯坦高矿化度盐水继续驱替,测得封堵后的水相渗透率为2.1×103μm2,计算封堵率为98.8%。
以上实施例说明本发明的微球状双梳型嵌段聚合物调驱剂的制备方法的制备工艺流程简单;本发明的微球状双梳型嵌段聚合物调驱剂中具有的微米级初始粒径,与储层具有良好的适应性,可有效进入地层深部,并可控性调节自身溶胀时间,实现高效调驱效果,大幅度提高原油采收率。

Claims (8)

1.一种微球状双梳型嵌段聚合物调驱剂的制备方法,该制备方法包括以下步骤:
步骤一:将丙烯酰胺单体、长链环氧烷烃、丙烯酰胺基磺酸、丙烯酸单体制成质量浓度为5%-40%的水溶液,加入pH调节剂,调节pH值为6-8,得到溶液;其中,以摩尔份数计,所述丙烯酰胺单体、长链环氧烷烃、丙烯酰胺基磺酸、丙烯酸单体的混合比例为30-80:5-30:5-40:1-20;所述长链环氧烷烃包括环氧己烷、环氧辛烷、1,2-环氧十二烷和1,2-环氧十四烷中的一种或几种的组合;所述丙烯酰胺基磺酸包括2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、2-丙烯酰胺基十四烷磺酸和2-丙烯酰胺基十六烷磺酸中的一种或几种的组合;
步骤二:在0℃-15℃,向所述溶液中通入氮气20min-60min后,加入氧化还原复合引发剂,聚合3h-10h,得到胶状产物;其中,步骤二的过程保持氮气的通入;其中,所述氧化还原复合引发剂的加入量为单体总质量的0.2%-0.5%,所述单体总质量是指丙烯酰胺单体、长链环氧烷烃、丙烯酰胺基磺酸、丙烯酸单体制成的水溶液的质量总和,不包含水的质量;
步骤三:将所述胶状产物在70℃-90℃水浴温度下水解1h-4h,60℃-90℃干燥4h-8h、粉碎、过筛,得到双梳型嵌段共聚物粉体;其中,过筛选择的网筛为400目-800目的网筛;
步骤四:将所述双梳型嵌段共聚物粉体溶于亲油性溶剂中,在20℃-35℃水浴温度下搅拌1h-4h,得到乳液;其中,所述粉末状双梳型嵌段共聚物粉体以100ppm-2000ppm的浓度溶于亲油性溶剂中,所述搅拌速度为50rad/min-200rad/min;
步骤五:将所述乳液加热至40℃-50℃,通过气溶胶设备进行造粒,制得所述微球状双梳型嵌段聚合物调驱剂。
2.根据权利要求1所述的微球状双梳型嵌段聚合物调驱剂的制备方法,其中,所述pH调节剂包括氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钾、碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸氢钾、一乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺和氨水中的一种或多种的组合。
3.根据权利要求1所述的微球状双梳型嵌段聚合物调驱剂的制备方法,其中,以所述氧化还原复合引发剂的总质量为100wt%计,所述氧化还原复合引发剂的原料组成包括过硫酸盐、亚硫酸氢盐、胺类化合物和余量的水,其中,所述过硫酸盐、亚硫酸氢盐和胺类化合物的质量比为0.2wt%-20wt%:0.1wt%-10wt%:0.1wt%-30wt%。
4.根据权利要求3所述的微球状双梳型嵌段聚合物调驱剂的制备方法,其中,所述过硫酸盐包括过硫酸铵、过硫酸钠或过硫酸钾,所述亚硫酸氢盐包括亚硫酸氢铵、亚硫酸氢钠或亚硫酸氢钾。
5.根据权利要求3所述的微球状双梳型嵌段聚合物调驱剂的制备方法,其中,所述胺类化合物包括N,N-二乙基乙二胺、二乙烯三胺、N,N,N’,N’-四乙基乙二胺、N,N-二异丙基乙二胺和N,N,N’,N’-四烯丙基乙二胺中的一种或几种的组合。
6.根据权利要求1所述的微球状双梳型嵌段聚合物调驱剂的制备方法,其中,所述亲油性溶剂包括正己烷、环己烷、苯、甲苯、四氯化碳或氯苯。
7.一种微球状双梳型嵌段聚合物调驱剂,其是通过权利要求1-6任一项所述的微球状双梳型嵌段聚合物调驱剂的制备方法制备得到的。
8.根据权利要求7所述的微球状双梳型嵌段聚合物调驱剂,其中,该微球状双梳型嵌段聚合物调驱剂的粒径为2μm-8μm。
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