一种适用于高温高矿化度油藏的三元复合体系及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种适用于高温高矿化度油藏的三元复合体系及其制备方法，包括聚合物、表面活性剂和碳酸钠，该聚合物化学结构式如下：该聚合物具有网状结构，能够有效抑制高温和氧化降解，从而有效地提高抗盐能力，加强增黏能力。在本发明专利技术的三元复合体系中引入该聚合物后，使得三元复合体系在高温和高矿化度条件下具有良好的化学稳定性和优良的耐盐性，并且在弱碱碳酸钠条件下使原油/地层水界面张力降至超低，并能够提高采收率20％以上，从而本发明专利技术的三元复合体系能够适用于极端的高温和高盐油藏条件。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及石油开采过程中使用的三元复合驱油体系，特别是涉及一种适用于高 温高矿化度油藏的三元复合体系及其制备方法。
技术介绍
化学复合驱技术是上世纪80年代发展起来的三次采油新技术，其特点是采用碱、 表面活性剂和高分子之间的有机复合，发挥各化学剂之间的协同作用，大幅度提高驱油效 率。它是一种基于碱驱、聚合物驱和表面活性剂驱等技术但又有所革新的技术，它发挥了它 们的优势，在提高原油采收率的同时大幅度降低成本。因此，化学复合驱被认为是继聚合物 驱之后的又一种更有潜力的三次采油新方法。 在过去的二、三十年中，国内外广泛开展了碱-表面活性剂-聚合物三元复合驱技 术的研究。结果表明，三元复合驱能将原油/地层水界面张力降至超低，即10 3mN/m数量级， 在水驱基础上提高采收率15% -20%，是一种有效的三次采油方法。2001年大庆油田自行 研制了具有独立知识产权的表面活性剂，并实现国产化和工业化生产，截至2010年底各试 验区累计注入表面活性剂10万吨，已完成杏二中、北三西、三厂小井距、北一区断东和南五 等五个试验区，均取得了良好的增油降水效果。然而大庆油田现场应用的三元复合驱技术 是基于大庆油田的低温（45°C)和低矿化度（4000mg/L左右）油藏条件自主研发的，难以满 足高温（> 75°C)和高矿化度（> 10000mg/L)油藏条件的技术要求。 原因在于，三元复合驱技术以提高注入驱替相粘度、改善油藏流体中油水流动的 流度比为手段，同时降低油水界面张力，从而达到扩大波及程度、增加驱油效率，提高油藏 采收率的目的。对于非均质油藏而言，它是油田开发后期提高采收率的主要技术手段。国内 已形成了较大的生产及应用规模，其中的聚合物和表面活性剂普遍采用部分水解聚丙烯酰 胺（HPAM)和重烷基苯磺酸盐作为主要化学剂。然而部分水解聚丙烯酰胺分子链上的羧基 对盐非常敏感，当Ca2+、Mg2+存在时易发生相分离，温度大于70°C时分子链上的酰胺基易水 解，导致聚合物溶液的粘度大幅度降低。因此，高温（75~110°C)和高矿化度（IX104~ 3X104mg/L)油藏条件使得部分水解聚丙烯酰胺不能作为主力驱油剂进行大规模使用。鉴于现有三元复合驱技术的局限性，研发适用于高温和高矿化度条件的新型耐温 抗盐聚合物体系，并形成三元复合驱体系配方和配套技术，将极大地扩展三元复合驱技术 的应用范围。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有技术中存在的技术缺陷，提供一种适用于高温高矿化度 油藏的复合三元体系，包括聚合物、表面活性剂和碳酸钠，所述聚合物化学结构式如下：o 所述聚合物聚合度为300-500,聚合物分子量大于2500万 所述聚合物在温度85-115°C范围内和矿化度10000-30000ppm(优选18000ppm)条 件下粘度在2-30mPa?s之间，优选6. 7-30. 6mPa?s，更优选10. 7-30. 6mPa?s，并且90天 后的粘度保留率大于75%。 制备所述聚合物的合成路线如式（1)-式（3): 制备所述聚合物的具体步骤为： (1 )、将多聚甲醛和碳酸钠溶液加入溶有苄醇的乙醇中，搅拌均匀后加热至 95-KKTC密闭反应5-6小时，冷却后倒入冷水中过滤，再用无水乙醇重结晶得到化合物II， 其中多聚甲醛和苄醇的物质的量比为（6-8) : 1 ; (2)、将部分水解聚丙烯酰胺（水解度为25-30mol% )与水搅拌均匀并加热至 40-50°C后，加入步骤（1)得到的化合物II，搅匀后立即加入醋酸钠溶液，搅拌2-3小时后冷 却过滤，再经洗涤和干燥，得到化合物III; (3)将步骤⑵得到的化合物III与乙酰胺加入水中，在70°C下搅拌90-120min， 得到网状桥联的聚合物水溶液。 该三元复合体系包括1700mg/L-3700mg/L的聚合物、0?025-0. 3wt%的表面活性 剂和0.4-1. 2wt%的碳酸钠。 包括3200mg/L的聚合物、0? 3wt%的表面活性剂和1.Owt%的碳酸钠。 所述表面活性剂选自烷基苯磺酸盐、石油磺酸盐和石油羧酸盐类阴离子型表面活 性剂中的一种或几种。 本专利技术再有一个目的在于提供一种上述三元复合体系的制备方法，将聚合物溶 于水后形成聚合物溶液，再向聚合物溶液中加入表面活性剂和碳酸钠，在25°C条件下搅拌 30min，得到所述三元复合体系。 本专利技术还有一个目的在于提供一种适用于高温高矿化度油藏的驱油方法，在水驱 后，使用以下任一方式进行注入，然后再水驱；方式一 ：05-0. 3)PV上述聚合物；方式二： (0. 05-0. 3)PV上述三元复合体系+(0-0. 3)PV上述聚合物。 本专利技术提供的在高温高矿化度油藏条件下适用的三元复合体系中的聚合物具有 网状结构，能够有效抑制高温和氧化降解，从而有效地提高抗盐能力，加强增黏能力。使得 三元复合体系在高温和高矿化度条件下具有良好的化学稳定性和优良的耐盐性，并且在弱 碱碳酸钠条件下使原油/地层水界面张力降至超低，并能够提高采收率20 %以上，从而本 专利技术的三元复合体系能够适用于极端的高温和高盐油藏条件，极大地拓展了三元复合驱的 应用范围。【附图说明】 图1所示为用本专利技术三元复合体系时，原油/地层水动态界面张力（80°C)变化 图； 图2所示为用现有三元复合体系时，原油/地层水动态界面张力（80°C)变化图。【具体实施方式】 在参照国内外耐温抗盐聚合物研究成果的基础上，专利技术人开展了适合高温高矿化 度油藏条件的新型聚合物体系的研究。以聚丙烯酰胺为代表的水溶性聚合物是目前使用最 广泛和最有效的驱油剂，聚丙烯酰胺是一种高分子聚合物，分子结构属线型高分子化合物， 有多种活性基团：酰胺基、羧基和羧酸根离子。部分水解聚丙烯酰胺（HPAM)分子上的酰胺 基与有机单体反应后，形成网状的三维空间结构，可提高聚合物体系的强度，聚合物中的环 结构则使体系的耐温抗盐能力增加。用此种改进的聚合物作驱替剂具有可流动性，有利于 增加注入量，扩大处理半径，提高原油采收率。因此，本专利技术正是利用此思路合成了具有良 好耐温抗盐性能的新型适用于高温高矿化度的聚合物。 以下结合附图和具体实施例，更具体地说明本专利技术的内容，并对本专利技术作进一步 阐述，但这些实施例绝非对本专利技术有任何限制。本领域技术人员在本说明书的启示下对本 专利技术实施例中所作的任何变动都将属于本专利技术权利要求书的范围内。 实施例一、适用于高温和高矿化度油藏的聚合物的制备 (1)、将108g苄醇溶于200mL乙醇形成苄醇的乙醇溶液，再加入70g多聚甲醛，和 l〇6g碳酸钠和290mL水配成的碱液，搅拌均匀后加热至95-100°C密闭反应5-6小时。冷却 后将反应物倾入500mL冷水中，析出粗产品。粗产品经无水乙醇重结晶，得121g白色结晶 化合物II--偏三苄醇，产率72%。 合成路线如下如式（1)，多聚甲醛在本反应温度下解聚得到甲醛单体，因此式（1) 中的反应物为甲醛单体： (2)、将10g部分水解聚丙烯酰胺（HPAM)(水解度25-30mol% )与500mL水搅拌 均匀，加热至40-50°C;再加入步骤（1)得到的化合物II5. 5g，搅匀后立即加入lOOmLIO% (质量体积百分含本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种适用于高温高矿化度油藏的复合三元体系，包括聚合物、表面活性剂和碳酸钠，其特征在于，所述聚合物化学结构式如下：

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：程杰成，伍晓林，吴军政，侯兆伟，陈劼，赵新，窦绪谋，金锐，李建路，王海峰，杨勇，单存龙，
申请(专利权)人：中国石油天然气股份有限公司，大庆油田有限责任公司，
类型：发明
国别省市：北京;11