含电解质的水性聚合物溶液以及石油的三次采油的方法技术

本发明专利技术描述了一种含电解质的水性聚合物溶液，其盐含量为基于该聚合物溶液的总量的5重量％至35重量％，该水性聚合物溶液含有至少一种含有结构单元的、经溶解的合成共聚物，该结构单元来源于(ⅰ)至少一种烯属不饱和羧酸的酰胺、以及(ⅱ)至少一种烯属不饱和磺酸或其碱金属盐和/或铵盐，并且，该水性聚合物溶液含有至少一种非离子型表面活性剂，该非离子型表面活性剂选自下述组：烷氧基化的脂肪醇、烷氧基化的烷基酚和/或烷氧基化的脂肪酸，前提是，这些表面活性剂的平均烷氧基化程度为8-10。在石油的三次采油中采用该水性聚合物溶液，并且特征在于十分良好的过滤性能，特别是在存在盐水的情况下的十分良好的过滤性能。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种含电解质的水性聚合物溶液以及其在石油的三次采油中的用途。
技术介绍
多年来已经公知，以一次采油方法，仅能从石油油床中获得小部分的石油。三次采油措施(例如水驱采油)提供更大量的原油。然而存在的油的大部分仍然保留在油床之中。三次采油措施(提高的石油采收率(EOR))已知可以用于显著提高油床的产率。这些EOR方法中的一种包含所谓的聚合物驱油。在该方法中，使用水性的聚合物溶液，有时与表面活性剂相结合，以便对油床的出油产生积极影响。通过凭借添入的聚合物对水的粘度进行提升，以能够让更多的油流动的方式改变了水对原油的流动比例。为此，常用的聚合物为高分子量的部分氢化的聚丙烯酰胺。然而，只有当可以在整个分布期间在油藏中保持该聚合物溶液的粘度时，才能够成功地控制流动性和流过效率(“波及系数(sweepefficiency)”)。针对EOR方法使用表面活性剂已经经常被描述(参见例如：表面活性剂：石油工业中的基础和应用，L.L.Schramm，剑桥大学出版社，2000,203-250)。在此的目标是，降低水和油(原油)之间的表面张力，以便实现油在水相中的乳化。典型地在此使用磺酸盐型、硫酸盐型或者羧酸盐型表面活性剂。然而该技术的缺陷是，对于有效地乳化原油所需的表面活性剂的量很高(油床中原油的1至5％)，这会使方法不经济。对于来自于专利文献的表面活性剂驱，例如可以在文献DE-AS1082208、DE3422613A1、DE-AS2646507和DE-AS1234646中找到。为了克服表面活性剂驱的缺陷，开发了所谓的碱-表面活性剂-聚合物驱(ASP)。在此，与聚丙烯酰胺相结合地，添入碱金属氢氧化物或者碱金属碳酸盐。与单纯的表面活性剂驱相比，可以降低表面活性剂的浓度。然而，该方法的缺陷是，注入水必须经过清洁，因为二价离子可能会导致与碱组分发生沉淀。因此，在ASP措施之前注入水必须不含这些二价离子，以便避免对油藏的阻塞。这意味着，该方法既有技术限制，又有经济限制。在引入到热的含盐的水性溶液时，许多表面活性剂示出了浑浊(浊点)。这意味着，这些表面活性剂在热的盐水中发生团聚。这样的表面活性剂不适合于表面活性剂驱油。仅部分采用聚合物溶液或者表面活性剂和聚合物的组合，以便提高石油油床的产率。为此，在专利文献中找到众多的实例，像DE-AS1116171、DE-AS1033155、DE-AS1097931、DE-AS1097385、DE-AS1017560、DE-AS1014943、DE2557324A1、DE2554082A1、DE14138A1、DE-AS2432699、WO2011/092221A1、WO2011/113470A1、和WO2010/133258A1。在许多这些文件中，建议采用纤维素醚衍生物作为聚合物。这些聚合物已经被证明对温度不是特别稳定的。还有它们相对于微生物降解仅有有限的耐受性，从而使它们一般必须结合杀虫剂来得到采用。特别是由文献DE-AS2432699公开了一种由丙烯酰胺-聚合产物制造对沉降稳定的油包水分散系的方法，其中除了疏水的有机分散介质之外，该油包水分散系还含有润湿剂，它的HLB值为多于10。示例性提及的是，非离子型和阴离子型润湿剂，像乙氧基化的烷基酚、磺基琥珀酸钠的二烷基酯、带有10-22个碳原子的脂肪酸的肥皂、以及带有10-26个碳原子的烷基或者烯基硫酸的碱金属盐。在反相乳液聚合中，这些乳化剂被用作稳定剂。文献US2010/0197529A1描述了：将表面活性剂与聚合物一起使用，其具有至少一个疏水的阳离子单体，以便在油床中把油乳化并且因而提高采油率。然而聚合物和表面活性剂的组合仅在氯化钠溶液中进行了研究。由此不能得出与二价阳离子的相容性。WO00/73623A1描述了：凭借将疏水缔合型聚合物与至少一种表面活性剂相结合进行盐溶液的粘滞化，其具有在20℃到60℃范围的粘度降解温度稳定性。溶液的盐含量在此为基于水的0.5至10重量％。已知的是，在二价离子(例如钙或镁)存在下对于部分水解的聚丙烯酰胺，由于在阴离子电荷和Ca或Mg离子之间的桥连，聚合物溶液的粘度下降(D.B.Levitt,G.A.Pope,SPE113845,2008)。最后该相互作用会导致聚合物沉淀，并且导致完全失去初始的粘度。随着温度上升，丙烯酰胺单元的水解增加，这然后会在存在盐的条件下导致相应地更快地沉淀出聚合物。注入溶液的盐含量越高，因而粘度流失就发生得越快。聚丙烯酰胺可以用功能单体(例如N-乙烯基吡咯烷酮、N,N-二甲基丙烯酰胺或者2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS))进行修饰。由此可以实现：对二价阳离子的提高的耐受度和通过起稳定化作用的邻接基团效应受保护免遭水解。在文献DE102004035515A1描述了热稳定的、水溶性的、在高温下能够交联的聚合物。它们衍生自不同的单体，其中一些拥有能与多价的金属离子交联的基团。因此，这些共聚物在存在这种金属离子的条件下构造出三维网络，并且因此不适合于其中不采用交联的共聚物的表面活性剂驱油。文献EP0233533A2描述了来自于AMPS的均聚物和来自于AMPS以及N,N-二甲基丙烯酸酯的共聚物。这些聚合物即使在高于90℃的温度下也被描述为热学稳定。然而，在测试溶液中二价离子的含量仅为最高1％。对这种溶液的操作和注入对于使用者是存在巨大的技术难度的，这是由于特定添加物的不相容性，尤其是在高盐油床中的不相容性。因此存在将聚合物和表面活性剂进行组合的需要，其即使在高盐油床中也有能力构建足够的粘度，并且同时具有适宜的注入特性。令人惊讶地发现了，在高盐的油床中凭借将特定的水溶性聚合物与特定的表面活性剂相结合也能够为石油油床中的聚合物驱油构建出足够的粘度，而且，通过添加表面活性剂，改善了溶液到油床中的可注入性。
技术实现思路
本专利技术涉及一种含电解质的水性聚合物溶液，其盐含量为基于所述聚合物溶液的总量的5至35重量％，该水性聚合物溶液含有至少一种含有结构单元的、经溶解的合成共聚物，所述结构单元衍生自(ⅰ)至少一种烯属不饱和羧酸的酰胺以及(ⅱ)至少一种烯属不饱和磺酸或其碱金属盐和/或铵盐，并且，所述聚合物溶液含有至少一种非离子型表面活性剂，所述非离子型表面活性剂选自下述组：烷氧基化的脂肪醇、烷氧基化的烷基酚和/或烷氧基化的脂肪酸，前提是，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种含电解质的水性聚合物溶液，其盐含量为基于所述聚合物溶液的总量的5重量％至35重量％，所述聚合物溶液含有至少一种含有结构单元的、经溶解的合成共聚物，所述结构单元衍生自(ⅰ)至少一种烯属不饱和羧酸的酰胺以及(ⅱ)至少一种烯属不饱和磺酸或其碱金属盐和/或铵盐，并且，所述聚合物溶液含有至少一种非离子型表面活性剂，所述非离子型表面活性剂选自下述组：烷氧基化的脂肪醇、烷氧基化的烷基酚和/或烷氧基化的脂肪酸，前提是，这些表面活性剂的平均烷氧基化程度为8‑10。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.05.03 DE 102013007680.31.一种含电解质的水性聚合物溶液，其盐含量为基于所述聚合物
溶液的总量的5重量％至35重量％，所述聚合物溶液含有至少一种含
有结构单元的、经溶解的合成共聚物，所述结构单元衍生自(ⅰ)至
少一种烯属不饱和羧酸的酰胺以及(ⅱ)至少一种烯属不饱和磺酸或
其碱金属盐和/或铵盐，并且，所述聚合物溶液含有至少一种非离子型
表面活性剂，所述非离子型表面活性剂选自下述组：烷氧基化的脂肪
醇、烷氧基化的烷基酚和/或烷氧基化的脂肪酸，前提是，这些表面活
性剂的平均烷氧基化程度为8-10。
2.根据权利要求1所述的聚合物溶液，其特征在于，它的盐含量
为：相对于所述聚合物溶液的总量而言，位于＞10重量％和35重量％
之间、优选位于10.5重量％和35重量％之间、特别优选位于11重量％
和35重量％之间、特别优选位于12重量％和35重量％之间、特别优
选位于13重量％和35重量％之间、特别是在15重量％和25重量％之
间；并且所述聚合物溶液包含碱金属盐和/或碱土金属盐，优选碱金属
卤化物和/或碱土金属卤化物，特别优选氯化钠、氯化钾、氯化镁和/或
氯化钙。
3.根据权利要求2所述的聚合物溶液，其特征在于，在所述盐含
量中，带有多价金属离子、特别是带有选自碱土金属离子的多价金属
离子的盐的含量为：基于所述聚合物溶液总量的至少0.01重量％、优
选至少1重量％。
4.根据权利要求1至3的任意一项所述的聚合物溶液，其特征在
于，所述不饱和羧酸的酰胺选自下述组：丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、
它们的N-C1-C4-烷基-衍生物和/或它们的N-羟甲基-衍生物，优选丙烯
酰胺和/或甲基丙烯酰胺。
5.根据权利要求1至4的任意一项所述的聚合物溶液，其特征在
于，所述烯属不饱和磺酸选自下述组：乙烯基磺酸、2-丙烯酰胺基-2-
甲基丙磺酸、2-甲基丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、苯乙烯磺酸、它们的
碱金属盐和/或铵盐，优选2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸和/或2-甲基丙
烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、以及前面提及的化合物的碱金属盐和/或铵
盐。
6.根据权利要求1至5的任意一项所述的聚合物溶液，其特征在
于，所述合成共聚物还含有衍生自烯属不饱和羧酸和/或衍生自其它可
共聚单体的结构单元，其选自下述组：烯属不饱和羧酸的烷基酯、烯
属不饱和羧酸的氧烷基酯、烯属不饱和羧酸与N-二烷基烷醇胺衍生出
的酯、和/或N-乙烯基酰胺。
7.根据权利要求6所述的聚合物溶液，其特征在于，所述烯属不
饱和羧酸衍生自下述组：丙烯酸、甲基丙烯酸、富马酸、马来酸、衣
康酸和/或巴豆酸。
8.根据权利要求6所述的聚合物溶液，其特征在于，所述烯属不
饱和羧酸的烷基酯是丙烯酸的、甲基丙烯酸的、富马酸的、马来酸的、
衣康酸的或巴豆酸的烷基酯；所述烯属不饱和羧酸的氧烷基酯是丙烯
酸的、甲基丙烯酸的、富马酸的、马来酸的、衣康酸的或巴豆酸的2-
羟乙基酯；烯属不饱和羧酸与N-二烷基烷醇胺的酯是N,N-二甲基乙醇
胺甲基丙烯酸酯、它的盐或者季铵产物；并且所述N-乙烯基酰胺是N-
乙烯基甲酰胺、N-乙烯基乙酰胺、N-乙烯基-N-甲基乙酰胺、或者环状
N-乙烯基酰胺化合物，优选：N-乙烯基吡咯烷酮、N-乙烯基己内酰胺
或者N-乙烯基吡啶。
9.根据权利要求1所述的聚合物溶液，其特征在于，该水溶性合
成共聚物由衍生自下述的结构单元构成：
ⅰ)至少一种烯属不饱和羧酸的酰胺以及至少一种烯属不饱和磺

\t酸及其碱金属盐和/或铵盐；
ⅱ)至少一种烯属不饱和羧酸的酰胺，至少一种烯属不饱和磺酸
及其碱金属盐和/或铵盐以及至少一种N-乙烯基酰胺；
ⅲ)至少一种烯属不饱和羧酸的酰胺，至少一种烯属不饱和磺酸
及其碱金属盐和/或铵盐，至少一种烯属不饱和羧酸以及至少一种N-乙
烯基酰...

【专利技术属性】
技术研发人员：卡罗琳·乌泽纳，曼弗雷德·克拉腾马赫尔，法蒂玛·杜贡吉克彼里克，马里塔·诺伊贝尔，
申请(专利权)人：荣济油田技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE