一种快速制备驱油用聚合物溶液的方法技术

本发明专利技术公开了一种快速制备驱油用聚合物溶液的方法，包括如下步骤：1）开启超重力旋转装置，且装置内的超重力水平gr为10～1000倍重力加速度g；2）将聚合物水分散液输送到设有填料的超重力旋转装置中，自超重力旋转装置的液相出口得熟化液，即驱油用聚合物溶液。本发明专利技术所述超重力旋转装置转子中的填料能够将进入填料层中的聚合物溶液进行分割、破碎、撕裂、使流体产生大量快速更新的表面积，大大强化聚合物分子的传质过程，提高传质效率，减小设备体积；本发明专利技术相对于以熟化罐搅拌的方式进行的现有技术，设备投资少，能耗低、设备所占空间小、操作弹性大等优点。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了，包括如下步骤：1）开启超重力旋转装置，且装置内的超重力水平gr为10～1000倍重力加速度g；2）将聚合物水分散液输送到设有填料的超重力旋转装置中，自超重力旋转装置的液相出口得熟化液，即驱油用聚合物溶液。本专利技术所述超重力旋转装置转子中的填料能够将进入填料层中的聚合物溶液进行分割、破碎、撕裂、使流体产生大量快速更新的表面积，大大强化聚合物分子的传质过程，提高传质效率，减小设备体积；本专利技术相对于以熟化罐搅拌的方式进行的现有技术，设备投资少，能耗低、设备所占空间小、操作弹性大等优点。【专利说明】
本专利技术涉及一种聚合物溶液的制备方法，尤其是涉及。
技术介绍
目前，国内大部分老油田的综合含水率已经达到了相当高的水平。控制油田采出液含水率、实现稳产是油田急待解决的问题。维持油田稳产的主要手段是三次采油技术。聚合物驱油是60年代初发展起来的一项三次采油技术，其特点是向水中加入高分子量的聚合物，从而使其粘度增加，改善驱替相与被驱替相间的流度比，扩大波及体积，进而提高原油采收率。聚合物驱油技术是一种较经济有效地提高原油采收率的方法。与其它三次采油技术相比，聚合物驱油技术工艺简单、投资较少，已成为我国重要的三次采油技术，该技术在大庆、胜利等油田的应用取得了成功经验。聚合物驱油技术中应用最为广泛的是采用部分水解高分子量聚丙烯酰胺(HPAM)驱油。聚丙烯酰胺溶液体系由于具有比较高的黏弹性而备受关注。高粘度聚丙烯酰胺溶液可以提高驱油效率、降低残余油饱和度的原因是黏弹性流体的“拉、拽”作用。聚合物水溶液的粘度是影响聚合物驱油效果的一个主要指标，部分水解聚丙烯酰胺溶于水后离解成带负电荷的大分子，分子之间静电排斥作用以及同一分子上不同链节之间的阴离子排斥力导致分子在溶液中伸展并能使分子之间相互缠绕，这就是部分水解聚丙烯酰胺能使其溶液粘度明显增加的原因。而由于聚合物溶液的粘度很大，高分子链在溶液内部扩散舒展的过程阻力很大，需外加作用力强化聚合物溶液配制的分散熟化过程。目前，油田聚合物溶液制备采用“分散-熟化-外输”短流程配制工艺。首先将聚合物干粉通过鼓风机或射流分散设备分散于水中，形成分散液，分散液输送至熟化单元进行熟化。熟化流程采用平台高架熟化罐搅拌熟化方法，搅拌熟化时间一般为1-4小时。在搅拌过程中，溶液中的长链聚合物分子通过扩散舒展开来，形成均匀的溶液态。由于聚合物溶液的粘度普遍较大，长链分子在聚合物溶液中舒展分散受到的阻力非常大，因此在传统的搅拌罐中进行聚合物溶液的熟化面临很大的工艺困难，其缺陷在于:投资大、能耗高且制备效率低。因此开发投资小、低能耗、高效率制备聚合物溶液的方法，成为目前油田稳定生产，降低米油成本的关键技术方向。超重力技术是利用比地球重力加速度大得多的超重力环境对传质和微观混合过程进行强化的新技术，在地球上通过旋转产生模拟的超重力环境而获得。研究和分析表明，在超重力环境下，不同大小分子间的分子扩散和相间传质过程均比常重力场下的要快得多，气一液、液一液、液一固两相在比地球重力场大数百倍至千倍的超重力环境下的多孔介质(填料)中产生流动接触，巨大的剪切力使液体破碎成纳米级的膜、丝和滴，产生巨大的和快速更新的相界面，使得不同相间物料之间的扩散距离大大缩短，相间传质速率比传统的塔器中提高1-3个数量级，相间传质过程得到极大强化。目前的超重力装置中国专利申请(申请号91109255.2,91111028.3等)中已经公开，该装置在分离、解吸过程中的应用获得了良好的效果。作为本专利技术的参考，有关此类超重力设备特点的详细介绍，可参考下列技术资料和文献，如:陈建峰等著《超重力技术及应用一新一代反应与分离技术》，化学工业出版社；中国专利ZL95107423.7、中国专利ZL92100093.6、中国专利ZL91109225.2、中国专利ZL95105343.4中所述的超重力装置。但是，现有技术中未有将超重力技术应用到制备驱油用聚合物溶液领域。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供；该方法利用超重力装置提高聚合物溶液界面的更新速率和减小聚合物分子在高粘度液相中的扩散阻力来达到快速熟化的目的。该方法使用的超重力设备可以使高粘度聚合物均匀分布进入和通过填料层，并且使流体在通过填料时产生局部扰动，强化溶液液膜或液丝表面的更新，从而提高聚合物溶液配制效率。为解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案:，包括如下步骤:I)开启超重力旋转装置，且装置内的超重力水平gr为10?1000倍重力加速度g ;2)将聚合物水分散液输送到设有填料的超重力旋转装置中，得熟化液，即驱油用聚合物溶液。所述聚合物水分散液经过单位填料表面积的体积流量为20?0.0lmVrn2 *min ;优选为5?0.1mVm2.min ;更优选2?0.5m3/m2.min ;体积流量因素为本专利技术的关键因素之一，经过大量实验发现，流量过大会导致聚合物溶液在填料内的停留时间缩短，聚合物溶液的熟化效率下降，流量过小会导致填料内液体的不均匀分布加剧，填料的利用率下降，但一般不会影响产品性能。所述系统操作温度为O?60°C ;优选为10?40°C ;最优选为10?25°C。系统操作温度包含前期分散过程和超重力熟化过程的温度。系统温度的选择也是本申请的关键因素之一，经过大量实验发现，温度过高会导致聚合物分子链出现断裂的可能，聚合物发生降解，粘度急剧降低，严重影响产品的性能；温度过低会增大聚合物分子的扩散阻力，延长聚合物的熟化时间，降低聚合物溶液的熟化效率。所述超重力水平是指超重力旋转装置中转子旋转产生离心加速度的大小，主要和转子转速和转子的内外径大小有关。超重力水平I可用下式表明: gr = o/r =式中:n为转子每分钟的转速；ri，r2为转子的内外径，超重力水平gr通常用重力加速度g的倍数表示。所述聚合物水分散液在离心力的作用下由转子内缘依次通过多层或单层填料层流向转子外缘，在填料层内流动的过程中，聚合物水分散液中的长链聚合物分子的舒展和扩散过程大为提高，大大降低分散液的熟化时间。所述聚合物水分散液是指将聚合物粉末加入到水中分散后形成的分散液。将聚合物粉末加入到水中分散的方法包括鼓风机鼓入或射流分散器射入等方式。优选地，所述聚合物水分散液的浓度为2000?7000mg/L ;更优选地，所述聚合物水分散液的浓度为4000~6000mg/L。分散液浓度过大，通过本方法的处理很难将分散液完全熟化开，影响产品质量和性能；浓度过低，不会对本方法处理的熟化液质量产生影响，但是后续溶液的输送量会升高，导致成本上升，聚合物溶液熟化完成后，再通过输送管路输送至注入站后进行稀释至50mg/L左右使用。优选地，所述聚合物为聚丙烯酰胺、聚丙烯酸钠或丙烯酰胺多元共聚物；所述丙烯酰胺多元共聚物是指丙烯酰胺与下列物质中的一种或多种形成的共聚物:丙烯酸、丙烯酸正辛酯、甲基丙烯酸十二烷基酯、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、甲基丙烯酰氧乙基磺酸、3-丙烯酰胺基3-甲基丁酸、苯乙烯磺酸、N-烷基马来酰亚胺、甲基丙烯酸二甲胺基乙酯、丙烯酰胺基长链烷基磺酸。丙烯酰胺多元共聚可提高聚合物乳化性能，抗盐性能和抗温性能。优选地，当使用分子量大于800万，小于或等于1600万的聚丙烯酰胺本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种快速制备驱油用聚合物溶液的方法，其特征在于，包括如下步骤： 1）开启超重力旋转装置，且装置内的超重力水平gr为10～1000倍重力加速度g； 2）将聚合物水分散液输送到设有填料的超重力旋转装置中，自超重力旋转装置的液相出口得熟化液，即驱油用聚合物溶液。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈建峰，张亮亮，赵宏，王洁欣，张鹏远，初广文，
申请(专利权)人：北京化工大学，苏州海基环能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11