CN1594493A

CN1594493A - 亚微米聚合物活性微球调剖驱油剂

Info

Publication number: CN1594493A
Application number: CN 200410024440
Authority: CN
Inventors: 雷光伦
Original assignee: China University of Petroleum East China
Current assignee: China University of Petroleum East China
Priority date: 2004-07-07
Filing date: 2004-07-07
Publication date: 2005-03-16

Abstract

本发明公开了一种亚微米聚合物活性微球调剖驱油剂，它是活性聚丙烯酰胺凝胶，其分子量为100～800万。采用分散聚合合成方法，即将聚丙烯酰胺单体、交联剂、引发剂和活性剂等用高压喷射雾化和超声雾化将聚合单体及交联剂等混合溶液，分散于合适温度的油相介质中进行聚合合成。由于亚微米聚合物活性微球能在油层岩石孔隙中运移，多个微球的堆积能封堵大孔道使水绕流，同时封堵压差升高到一定程度，微球发生弹性变形，通过喉道继续向油层深部运移，是一种全新的可移动式调剖驱油剂。亚微米聚合物活性微球耐温、耐矿化度能力强，封堵强度高，且微球粒径小、以水为携带介质，不需专门的注入设备、不需对注水管线进行改造，适用于高含水油田、断块油田、海上油田，可大幅度提高油田采收率。

Description

亚微米聚合物活性微球调剖驱油剂

技术领域：

本发明涉及一种亚微米聚合物活性微球调剖驱油剂。

背景技术：

油田采收率大小由注入流体的波及体积和洗油效率决定，油藏岩石的复杂性和严重的非均质性以及长期注水形成的水流大通道，导致注入水波及体积小、油田采收率低。在油田进入高含水和特高含水期，大量的注入水无功循环，而油藏中的低渗层、同一层的低渗区还未被波及，仍存在大量剩余油，所以，改变注入水渗流方向，提高注入水波及体积是提高油藏采收率的重要方法。

多年来，国内外研究工作者作了大量细致的研究工作，取得了不少研究成果，从分层注水到卡封堵水层及水井调剖，都是为提高波及体积采取的直接工艺措施，而分层注水需要有良好的隔层和厚度，不可能层层分注。对卡封水层，需要对高吸水层位有清楚的认识并有较高的施工工艺技术水平。调剖是目前应用较多的一种方法，主要有无机颗粒堵剂调剖、预交联体膨堵剂调剖、交联聚合物凝胶调剖等。目前的颗粒型调剖剂，由于其粒径较大，往往只在水井附近油层起到封堵作用，水会很快绕流再次进入高渗层。对交联聚合物凝胶，当后继注入水突破凝胶层后，其对水的阻力会大幅降低，使有效期变短。这些调剖方法，主要是改善了注水井附近渗流状况，只提高了注水井附近地层的波及体积，而注水井附近往往剩余油饱和度小，因此对提高采收率影响不大。

目前国内外应用最多的三次采油技术主要是提高波及体积的聚合物驱油技术，包括既可提高波及体积又可提高洗油效率的二元、三元和泡沫复合驱油技术。实验和矿场试验证明聚合物驱可有效增加油层波及体积，可提高油田采收率十个以上百分点。但聚合物驱投入成本相对较高，聚合物注入泵站的建设和管线的改造、高浓度的聚合物药剂费用，都使原油生产成本增高，这对断块小油田和平台面积有限的海上油田不大适用。聚合物溶液的粘度还受到油层温度和矿化度的严重影响。为降低成本和适用不同条件油藏要求，国外又较早开展了交联聚合物驱油技术研究，研究了低浓度聚合物凝胶(CDG)驱油技术。国内的吴肇亮等研究了以铝交联的低浓度聚合物驱油体系(LPS)，通过分子内交联形成聚合物絮团，取得了较好的降低成本效果。另一项可降低成本和提高驱油效率的是泡沫复合驱油技术，但其泡沫的稳定性有待进一步提高。可降低矿化度对粘度影响的疏水聚合物也已进入矿场试验。这些驱油技术，无论是交联的或非交联的聚合物溶液，都具有流体流动特性，其分子间力还达不到使其具备固有形态的程度，提高波及体积还主要依赖于其高粘度所产生的流动阻力，增加波及体积的强度还较低。

经实践证明，现有技术存在如下局限性：①无机颗粒调剖剂只适用于井底附近存在亏空的大通道调剖，进入深度很小，且易堵死油层，需用专门的调剖泵进行施工；②聚合物凝胶适用于井壁附近调剖，调剖深度有限，其明显的特点是当后续注水突破凝胶层后，注入压力大幅降低，调剖效果明显减弱，且凝胶的形成和强度受地层温度和矿化度影响，调剖时需用调剖泵；③弱凝胶调驱是一种分子间或分子内交联，可提高聚合物溶液粘度，但仍为流体，强度弱，受温度矿化度影响严重，且由于岩石对交联剂的吸附，导致体系浓度变化，不易交联。

发明内容：

本发明的目的是要提供一种亚微米聚合物活性微球调剖驱油剂。

本发明的目的是这样实现的：所提供的亚微米聚合物活性微球调剖驱油剂为活性聚丙烯酰胺凝胶，其分子结构式为：

分子量为：100～800万。

采用分散聚合合成方法，将聚丙烯酰胺单体、交联剂、引发剂和活性剂等用高压喷射雾化和超声雾化将聚合单体及交联剂等混合溶液，分散于合适温度的油相介质中进行聚合合成。

针对油藏岩石孔隙喉道半径尺寸，合成与之匹配的亚微米聚合物活性微球，由于亚微米聚合物活性微球能在油层岩石孔隙中运移，多个微球的堆积能封堵大孔道使水绕流，同时封堵压差升高到一定程度，微球发生弹性变形，通过喉道继续向油层深部运移，是一种全新的可移动式调剖驱油剂。亚微米聚合物活性微球是在较高温度下合成的微球体，耐温、耐矿化度能力强，封堵强度高，且微球粒径小、以水为携带介质，不需专门的注入设备、不需对注水管线进行改造，可适用于高含水油田、断块油田、海上油田的提高采收率，可用于聚合物驱油中降低聚合物产出时间。亚微米聚合物活性微球全程调剖和“滚雪球”携油的调剖驱油双向提高采收率方法，是一种注入方便、适应性强、波及效率高、注入成本低的提高采收率新技术，可大幅度提高油田采收率，对满足我国的能源需求，对石油工业的可持续发展有重意义。

纳米技术的发展为许多领域带来可喜的变化，纳米材料的合成及制造方法也日臻完善，用悬浮聚合、微乳液聚合和分散聚合法等已成功合成纳米和微米级的有机聚合物微粒，并用于涂料、造纸和医药行业中，表现出许多优良的性能。

具体实施方式：

下面结合实施例来具体描述本发明。

本发明所提供的亚微米聚合物活性微球调剖驱油剂为活性聚丙烯酰胺凝胶，其分子结构式为：

可以通过以下方法进行合成：

取丙烯酰胺8％～20％、亚甲基双丙烯酰胺0.01～0.1％、过硫酸胺0.1～0.2％，十二烷基苯磺酸钠1～3％配成溶液，在60～100℃温度下，用高压喷射或两相流超声雾化法将溶液雾化成0.2～20μm微滴，并分散在油相介质中聚合反应1小时左右，即得驱油用亚微米聚合物活性微球。

微球粒径设计原则：渗透率为1μm²油层的平均孔隙直径为10.4μm，渗透率为2μm²油层的平均孔隙直径为15μm，对于注水形成的大孔道其渗透率在10μm²以上，平均孔隙直径超过20μm，因此针对油层孔隙直径为μm级特点，合成聚合物微球为亚微米级(500nm～10μm)，以便微球能在油层中运移和多个微球能封堵油层大孔道。

计算表明，1kg直径为5μm的聚合物活性微球，其数量为20亿个；1kg直径为3μm的聚合物活性微球，其数量为100亿个。可见，亚微米聚合物活性微球注入油层后，其数量庞大的聚合物微球将广泛分布于岩石孔隙中，对孔喉产生封堵作用。

亚微米聚合物活性微球调剖驱油剂的优势：

①运移与封堵及全程调剖驱油优势

具有弹性的聚合物活性微球随水在线注入油层后，其数量庞大的微球将广泛分布于油藏岩石孔隙或裂缝性油藏裂缝中，并在其中运移、封堵、变形、再运移、再封堵，不断改变油藏岩石中注入流体的流动方向，有效增大油层尤其是深部和油井附近油层的波及体积，实现油层全程调剖驱油。

②活性微球的滚雪球驱油优势

微球表面的活性亲油基团会吸附岩石表面油膜，并象滚“雪球”一样，不断向前携带驱替剩余原油，具有活性剂驱油功能。因活性剂被固定在微球表面，微球运移时同时运移，而不会被吸附在岩石表面而损失，也是减小活性剂损失的一种新的表面活性剂驱油方法。对降低活性剂驱油成本有重要意义。

③在线方便注入优势

微球粒径小、以水为携带介质，不需专门的注入设备、不需对注水管线进行改造，不需建专门的注入泵站，可节约大量投资。适用于高含水油田、断块油田、尤其是平台面积有限的海上油田的提高采收率。也可用于聚合物驱油中封堵高渗通道，降低聚合物产出时间。用于裂缝潜山油藏调剖驱油。

④耐温耐矿化度优势

亚微米聚合物微球是在高温下合成的有形微球，适用温度在120℃以上，不受矿化度影响，可用于高温高矿化度油田提高采收率。

Claims

1.一种亚微米聚合物活性微球调剖驱油剂，其特征是该剂为活性聚丙烯酰胺凝胶，其分子结构式为：

分子量为：100～800万。