耐温抗盐低张力纳米微球调驱剂及其制备方法技术

技术编号:20939780 阅读:244 留言:0更新日期:2019-04-24 00:32
本发明专利技术涉及一种耐温抗盐低张力纳米微球调驱剂及其制备方法,主要解决现有技术中存在的聚合物微球主要起调剖作用、表面活性剂主要起到洗油作用,一般需二者复配才能起到既调又驱等作用的问题。本发明专利技术通过采用一种耐温抗盐低张力纳米微球调驱剂,以重量份数计,由包含以下组分的反应体系在复合引发剂的存在下反应制得:20~70份的油溶性溶剂;5~20份含驱油用表面活性剂的复合乳化剂体系;20~70份的含有丙烯酰胺及耐温抗盐单体等水溶性单体的水相,单体在水相中的含量为40~70%;0.05~2份的交联剂的技术方案,较好的解决了该问题,可用于高温高盐油藏三次采油用深部调剖、驱油等提高采收率的现场应用。

Temperature-Resistant, Salt-Resistant and Low Tension Nano-Microsphere Flooding Regulator and Its Preparation Method

The invention relates to a temperature-resistant, salt-resistant and low tension nano-microsphere profile control agent and a preparation method thereof, which mainly solves the problems existing in the prior art that polymer microspheres play the role of profile control and surfactants play the role of oil washing, and generally requires the combination of the two to play the role of both profile control and flooding. The invention adopts a temperature-resistant, salt-resistant and low tension nano-microsphere profile control and displacement agent, which is prepared by the reaction system containing the following components in the presence of composite initiator by weight: 20-70 copies of oil-soluble solvents; 5-20 copies of composite emulsifier system containing surfactants for oil displacement; 20-70 copies of water-soluble monomers containing acrylamide and water-soluble monomers such as temperature-resistant and salt-resistant monomers. The content of monomer in water phase is 40-70%. The technical scheme of 0.05-2 phr crosslinking agent can solve this problem better, and can be used in field application of deep profile control and oil displacement for tertiary oil recovery in high temperature and high salinity reservoirs.

【技术实现步骤摘要】
耐温抗盐低张力纳米微球调驱剂及其制备方法
本专利技术涉及一种耐温抗盐低张力纳米微球调驱剂及其制备方法。
技术介绍
反相微乳液聚合体系为热力学稳定的胶体分散体系,微乳液形成不需要外加功,主要依靠该体系中各种成分匹配而自发形成,油相、水相和乳化剂体系之间匹配是微乳液形成和稳定的关键。微乳液结构随着油水比、表面活性剂种类、温度、电解质浓度、油相化学特性和各组分比例不同而变化,聚合前微乳液体系的制备与优化是反相微乳液聚合基础。为了增加体系的稳定性,还会加入一些醇类或盐类作为助乳化剂。在微乳液体系中,微珠滴是靠乳化剂与助乳化剂形成的一层复合物薄膜或称界面层来维持其稳定的。反相微乳液聚合体系的聚合速率比反相乳液聚合体系快很多,聚合通常在几分钟内完成,产物呈透明或半透明且高度稳定,无论初始单体的结构如何,产物粒径为10~100nm且分布均一。可采用水溶性引发剂在内相引发、或用油溶性引发剂在外相引发微乳液聚合,两种方法形成的胶粒粒径大小不同。微乳液成核机理可能为胶束碰撞机理或单体扩散机理,而通常条件下的反相微乳液聚合是这两种机理并存。聚合物驱是三次采油的主要技术方法,驱油机理清楚,工艺相对简单,技术日趋成熟,是一项有效的提高采收率技术措施。然而对于非均质地层,聚合物驱替仅能作用于高渗透层,波及不到含油的低渗透层,这就造成了原油的采收率降低,成本费用升高。一般针对非均质地层常采用注水井调剖和生产井堵水技术,但这种技术有效范围仅限于近井地带,不能深入到油井深部,达不到大幅度提高原油采收率的目的。采用反相微乳液聚合可得到纳米尺寸的交联聚合物微球用于注水开发油藏逐级深部调驱材料,其作用原理是利用纳米尺寸的聚合物微球,初始尺寸远小于地层孔喉尺寸,随注入水可以顺利地进入地层深部,在地层中不断向前运移,吸水逐步膨胀后在渗水通道孔喉处形成封堵,造成液流改向,实现扩大水波及体积,提高原油采收率的目的。聚合物微球具有以下优点:微球能够满足封堵水流通道的孔喉处“进得去、堵得住”的要求,微球遇水可以膨胀,遇油不变化,是一种选择性堵剂;微球膨胀层经过长时间的注入水冲刷后不断稀释剥落,最后随着油水被油井采出,不会在地层造成污染,不伤害地层,后期不需要专门的处理液处理调剖的水井。但是,微球体系因其采用反相微乳液聚合,通常传统的反应工艺造成产物固含量低,乳化剂含量高,而且这部分常规乳化剂起不到驱油作用;另外,针对高温高盐的苛刻油藏,聚合物微球的耐温抗盐性能差,不能起到有效的深部调剖和驱替作用。微乳液聚合作为一种新的聚合介质引起了国内外学者的广泛关注。国内自20世纪90年代起开始了主要针对丙烯酰胺(AM)、丙烯酸(AA)等水溶性单体的反相微乳液均聚及共聚合,制备的聚合物纳米微球在三次采油中作为深部调驱剂得到成功应用。一些高校在丙烯酰胺反相微乳液聚合的机理、动力学、表征等方面研究较多,中国石油大学(北京、华东)、西南石油大学、西安石油大学等在聚丙烯酰胺反相微乳液的制备及三次采油驱油应用方面取得了较好的进展和成果,但是在探索具有既调又驱双重作用的低张力聚合物纳米微球的研制方面涉及较少。CN101759838A采用复配乳化体系提供了一种低界面张力聚丙烯酰胺纳米微球调驱体系的制备方法,评价了胜利油田桩因采油厂桩106井条件下对原油的降张力情况,但对于聚合物微球的膨胀性能没有表述,因此体系对于油藏的调驱能力不得而知。CN104231168A公开了一种具有超低界面张力的聚合物微球暂堵剂及其制备方法,但分析其专利,采用的乳化剂为普通非离子型的SPAN、TWEEN、OP、TX一类的表面活性剂,而且没有说明是在地下原油和水之间形成的界面张力,故其形成的超低界面张力应是在反应体系中油水界面产生的,对驱油不会起到有益的作用。CN104357039采用烷醇酰胺、斯潘80、椰油酰胺丙基甜菜碱和小分子醇的化合物作为乳化剂,得到了一种聚合物微球乳液驱油剂,在85℃、20万矿化度的现场水条件下可以与油田的混合原油形成超低界面张力,并评价了微球的膨胀倍数,但仍存在表活剂总体用量高(20~30%)、降低成本效果不明显等问题。也有一些采用驱油用表活剂与聚合物微球复配形成调驱剂的专利,如CN102295918A采用聚合物微球、天然混合羧酸盐、少量聚丙烯酰胺(作为悬浮剂),在水溶液中混合后作为复合调驱体系,在胜利油田孤岛采油厂的70℃、5000mg/L的油藏条件下,与原油可以形成超低界面张力,填砂管的驱油实验显示,在先注聚合物驱、再注二元复合驱、后注聚合物保护驱的组合段塞下,取得了提高采收率的效果。纵观上述专利,一体化的低张力聚合物微球用于提高高温高盐油藏采收率的研究还不多,对于这种既调又驱的低成本化学剂是值得关注的研究方向。本专利技术在对聚丙烯酰胺反相微乳液的合成、结构表征及性质方面进行广泛、深入的研究基础上,将具有降低油水界面能力的驱油用表面活性剂部分替代反应体系中的乳化剂,反应结束后加入与复合乳化剂中的离子型或两性表面活性剂能形成离子对相互作用的表面活性剂作为转相剂,使之形成阴阳复合表活剂胶束增强驱油能力,一是减少了对驱油无效的普通乳化剂的用量、降低了成本,二是驱油用表活剂作为乳化剂排布在纳米微球的油水界面上、以微乳液的形式作用于油水界面,不仅提高了驱油用表活剂的洗油效率,而且还有一定的调驱作用。制得的耐温抗盐低张力纳米微球调驱剂可直接或与其他油田化学品复配后用于高温高盐油藏三次采油用深部调剖、驱油等提高采收率的现场应用。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题之一是现有技术中存在的聚合物微球主要起调剖作用、表面活性剂主要起到洗油作用,一般需二者复配才能起到既调又驱等作用的问题,提供一种耐温抗盐低张力纳米微球调驱剂,通过采用反相微乳液聚合的方法,将具有降低油水界面能力的驱油用表面活性剂部分替代反应体系中的乳化剂,反应结束后加入与复合乳化剂中的离子型或两性表面活性剂能形成离子对相互作用的表面活性剂作为转相剂,使之形成阴阳复合表活剂胶束增强驱油能力,一是减少了对驱油无效的普通乳化剂的用量、降低了成本,二是驱油用表活剂作为乳化剂排布在纳米微球的油水界面上、以微乳液的形式作用于油水界面,不仅提高了驱油用表活剂的洗油效率,而且还有一定的调驱作用。另外,通过引入耐温抗盐共聚单体、增强了聚合物微球的耐温抗盐性能。产品能满足高温高盐油藏三次采油用深部调剖、驱油等提高采收率的现场应用,具有较好的经济性。本专利技术所要解决的技术问题之二是提供一种解决技术问题之一中的耐温抗盐低张力纳米微球调驱剂的制备方法,筛选了具有较好乳化、增容、稳定效果及降低油水界面张力的乳化剂体系,并采用半连续反应的方法,将含有丙烯酰胺及其他耐温抗盐等单体的水相或部分油相Ⅱ分批加入到含有复合乳化剂的油相Ⅰ中,制得的聚合物微乳液稳定性好、可析出固形物含量较高,并且由于选择了合适的共聚单体、交联剂、转相剂等的种类及用量,能够调整并控制聚合物微球乳液的膨胀倍数及体系界面张力。制得的耐温抗盐低张力纳米微球调驱剂可直接或与其他油田化学品复配后用于高温高盐油藏三次采油用深部调剖、驱油等提高采收率的现场应用。为了解决上述技术问题之一,本专利技术采用以下技术方案如下:一种耐温抗盐低张力纳米微球调驱剂,以重量份数计,由包含以下组分的反应体系在复合引发剂的存在本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.一种耐温抗盐低张力纳米微球调驱剂,以重量份数计,由包含以下组分的反应体系在复合引发剂的存在下反应制得:a)20~70份的油溶性溶剂;b)5~20份含驱油用表面活性剂的复合乳化剂体系;c)20~70份的含有丙烯酰胺及耐温抗盐单体的水相,所用单体在水相中的含量为40~70%;d)0.05~2份的交联剂。

【技术特征摘要】
1.一种耐温抗盐低张力纳米微球调驱剂,以重量份数计,由包含以下组分的反应体系在复合引发剂的存在下反应制得:a)20~70份的油溶性溶剂;b)5~20份含驱油用表面活性剂的复合乳化剂体系;c)20~70份的含有丙烯酰胺及耐温抗盐单体的水相,所用单体在水相中的含量为40~70%;d)0.05~2份的交联剂。2.根据权利要求1所述的耐温抗盐低张力纳米微球调驱剂,其特征在于所述油溶性溶剂选自脂肪烃、芳烃、卤代烃,用量占整个体系的20~70w.t.%。3.根据权利要求1所述的耐温抗盐低张力纳米微球调驱剂,其特征在于所述含驱油用表面活性剂的复合乳化剂包含非离子型的亲油性表面活性剂、亲水性表面活性剂、阳离子型乳化剂、阴离子型乳化剂中的至少一种和驱油用表面活性剂,复合乳化剂的亲水亲油平衡值在3~9之间。4.根据权利要求1所述的耐温抗盐低张力纳米微球调驱剂,其特征在于所述的复合乳化剂还包含助乳化剂;所述助乳化剂优选自醇类或盐类,总用量占复合乳化剂体系的1~30w.t.%。5.根据权利要求1所述的耐温抗盐低张力纳米微球调驱剂,其特征在于所述耐温抗盐单体包括阴离子单体、阳离子单体、疏水单体中的一种或多种;其中,优选:阴离子单体包含但不限于2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、丙烯酸、甲基丙烯酸、衣康酸、乙烯基苯磺酸、乙烯基磺酸和/或其水溶性碱金属、碱土金属和铵盐中的至少一种;阳离子单体包含但不限于二甲基二烯丙基氯化铵、丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵及2-丙烯酰胺基-2-甲基丙基三甲基氯化铵中的至少一种;疏水单体包含但不限于具有环状结构的疏水单体或长链结构的疏水单体中的至少一种,如具有环状结构的疏水单体优选苯乙烯及其衍生物、马来酸酐、N-苯基马来酰亚胺;长链结构的疏水单体优选N-烷基丙烯酸酯以及具有表面活性的乙烯基碳链数为8~18的丙烯酰胺氮烷基磺酸盐或乙烯基碳链数为12~22的烯丙基烷基氯化铵。6.根据权利要求1所述的耐温抗盐低张力纳米微球调驱剂,...

【专利技术属性】
技术研发人员:夏燕敏宋晓芳许汇苏智青王兰
申请(专利权)人:中国石油化工股份有限公司中国石油化工股份有限公司上海石油化工研究院
类型:发明
国别省市:北京,11

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