一种聚合物胶体体系及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种聚合物胶体体系及其制备方法。该聚合物胶体体系包括下列组分：(1)丙烯酰胺类聚合物；(2)分散剂；(3)除垢剂；(4)水。该抗钙镁聚合物胶体体系可以大幅度提高聚合物溶液的粘度，注入到地层后，可有效扩大流体波及体积，驱替残留在油藏孔隙中的原油，从而降低采油井产出液的含水率、提高原油产量。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种油田开发用化学品，具体地说是一种油田开发领域用化学驱油剂。
技术介绍
钙镁离子对HPAM(部分水解聚丙烯酰胺)的粘度有显著的影响作用。研究表明，Ca2+和Mg2+不仅与HPAM分子链上的羧基结合使溶液黏度下降，还能与HPAM分子内和分子间的羧基发生交联反应，使分子内发生严重的卷曲和分子间凝聚，甚至沉淀，造成溶液的增粘能力急剧下降；Ca2+和Mg2+对HPAM粘度的影响远大于Na+和K+，影响程度大概是一价离子的8～25倍；要保证较好的增粘，水中Ca2+含量应控制在200mg/L以下，最好在100mg/L以下；Mg2+含量应控制在100mg/L以下，最好在50mg/L以下。近年来，针对高钙镁离子含量条件下的聚合物溶液増粘问题，国内外开展了大量研究，研究工作大体可归纳为三类。其一为耐温抗盐丙烯酰胺系聚合物的合成与应用，目前见报道的耐温抗盐聚合物主要有梳型聚合物、疏水缔合聚合物和多元共聚聚合物，各种新型耐温抗盐聚合物具备一定的抗钙镁性能，其増粘性能明显优于HPAM，但在钙镁含量超过某一临界含量时仍然存在粘度大幅降低问题。其二为加钙镁除垢剂増粘，在聚合物溶液中加入弱碱(Na2CO3或NaHCO3)，弱碱与钙镁产生沉淀反应形成固相碳酸钙镁，溶液钙镁含量降低而粘度增加；其三为络合螯合剂増粘，在聚合物溶液中加入络合剂或螯合剂，可以降低活性钙镁离子含量，增加聚合物的粘度；这一方法存在两个问题，一是络合螯合剂用量较大，二是即使加入高浓度的络合螯合剂溶液钙镁离子含量仍然难以降低到超低(200mg/L以下)；薛新生等经复配后获得了鳌合剂GX，1711.5mg/L的GX可以将渤海某油田地层水配制的疏水缔合聚合物AP-P4溶液中活性钙、镁离子含量之和控制在360-400mg/L，溶液在65℃老化120天时粘度保留率由33.8％增加至222.7％。
技术实现思路
针对络合螯合剂増粘方法中的络合螯合剂用量大的缺点，本专利技术提出了一种新的抗钙镁聚合物体系及其配制方法：利用高钙镁离子含量的油田注入水配制聚合物溶液，先向聚合物溶液中加入防垢分散剂，之后再加入除垢剂，制备形成一种聚合物胶体体系，注入油层用于驱油。具体技术方案如下：本专利技术的目的之一是提供一种抗钙镁聚合物胶体体系，该聚合物胶体体系包括下列组分：(1)丙烯酰胺类聚合物；(2)分散剂；(3)除垢剂；(4)水；组分(2)中所述的分散剂为聚羧酸、聚羧酸盐和有机磷化合物中的至少一种；组分(3)中所述的除垢剂为碳酸钠或碳酸氢钠中的至少一种；所述的水含有800-3000mg/L的钙离子和200-1000mg/L的镁离子；各种组分的加料比为丙烯酰胺类聚合物1000-3000mg/L、分散剂0.05-3wt％、除垢剂0.1-1wt％，余量为水。所述的丙烯酰胺类聚合物可以是疏水缔合聚合物、梳型聚合物、抗盐聚合物、或多元共聚聚合物，分子链上可能含有的基团有磺酸基、羧酸基、酰胺基、季胺基团等。具体化合物可以选自疏水缔合聚合物，例如法国SNF公司的SP1205、S6030,光亚聚合物公司AP-P4。所述的聚羧酸(盐)类分散剂为聚丙烯酸、丙烯酸-丙烯酸羟丙酯共聚物、丙烯酸-磺酸盐-酰胺基共聚物、丙烯酸-丙烯酸酯-膦酸-磺酸盐四元共聚物、丙烯酸-丙烯酸酯-磺酸盐三元共聚物、聚天冬氨酸(钠)、羧酸盐-磺酸盐-非离子三元共聚物、聚甲基丙烯酸、马来酸-丙烯酸共聚物、羧酸盐-磺酸盐-丙烯酸酯三元共聚物、水解聚马来酸酐中的一种或几种；优选聚丙烯酸。所述的有机磷化合物分散剂为氨基三亚甲基膦酸、乙二胺四甲叉膦酸(钠)、羟基乙叉二膦酸、二乙烯三胺五甲叉膦酸、2-膦酸丁烷-1,2,4-三羧酸、多元醇磷酸酯、2-羟基膦酰基乙酸、己二胺四甲叉膦酸、多氨基多醚基甲叉膦酸、双1，6亚己基三胺五甲叉膦酸中的一种或几种；优选氨基三亚甲基膦酸、乙二胺四甲叉膦酸(钠)、羟基乙叉二膦酸中的至少一种。本专利技术的第二个目的是提供一种抗钙镁聚合物胶体体系的制备方法，该制备方法包括如下步骤：(1)配制聚合物溶液。称量一定量的模拟配制水或油田实际注入水，用0.45微米的滤膜过滤，加入一定量的聚合物干粉，600转/分转速下溶解2小时，控制其浓度为1500-2000mg/L；(2)配制胶体聚合物体系。向聚合物溶液中加入一定量的分散剂，搅拌均匀后，再加入与钙镁离子等摩尔浓度的除垢剂，搅拌直至完全溶解。本专利技术的抗钙镁聚合物胶体体系可以大幅度提高聚合物溶液的粘度，注入到地层后，可有效扩大流体波及体积，驱替残留在油藏孔隙中的原油，从而降低采油井产出液的含水率、提高原油产量。附图说明图1为本专利技术一种实施方式中聚合物胶体体系与纯聚合物溶液的采收率对比图。其中，▲表示聚合物溶液采收率％；■表示胶体聚合物体系采收率％，◆表示胶体聚合物体系压力MPa，×表示聚合物溶液压力MPa。具体实施方式下面以实施例来说明本专利技术，但并非限制本专利技术的范围。实施例11、用模拟盐水(TDS：25g/L，Ca2+：1200mg/L)配制2000mg/L的聚合物水溶液，62℃下粘度为15.8mPa.s；聚合物为SNF公司的SP1205，SP1205是属于阴离子聚丙烯酰胺，分子链上嫁接有特殊的功能单元。2、向2000mg/L的聚合物水溶液中加入0.2wt％分散剂，分散剂是氨基三亚甲基膦酸、乙二胺四甲叉膦酸按质量百分比为1:2配置的，0.3wt％除垢剂碳酸钠，62℃下该体系的粘度为31.9mPa.s，比纯聚合物溶液粘度提高101.9％；该体系为乳白色胶体均相体系。实施例21、用模拟盐水(TDS：25g/L，Ca2+：1200mg/L)配制1500mg/L的聚合物水溶液，62℃下粘度为13.1mPa.s；聚合物为SNF公司的SP1205，SP1205是属于阴离子聚丙烯酰胺，分子链上嫁接有特殊的功能单元。2、向此聚合物水溶液中加入0.1％分散剂，分散剂是氨基三亚甲基膦酸、乙二胺四甲叉膦酸按质量百分比为1:2配置的，和除垢剂0.2wt％碳酸钠及0.1wt％碳酸氢钠，62℃下该体系的粘度为23.8mPa.s，比纯聚合物溶液粘度提高81.7％；该体系为乳白色胶体均相体系。实施例31、用模拟盐水(TDS：25g/L，Ca2+：1200mg/L)配制2000mg/L的聚合物水溶液，一部分留下进行驱油实验，一部分按照实施例1的方法配制聚合物胶体体系。2、用2根渗透率都是800mD的人造岩心，分别进行驱油实验，进行提高采收率对比实验。实验中，首先将岩心抽真空4小时后，饱和模拟盐水(TDS：25g/L，Ca2+：1200mg/L)，再将岩心进行饱和原油，在62℃条件下老化一天，再进行水驱实验，至含水98％后转注聚合物或聚合物胶体体系分别0.5PV，再转后续水驱至含水98％。结果表明，2000mg/L聚合物溶液提高采收率13.3％，聚合物胶体体系提高采收率21.6％，即聚合物胶体体系比纯聚合物溶液提高采收率高8.3。实验结果如图1。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种聚合物胶体体系，该聚合物胶体体系包括下列组分：(1)丙烯酰胺类聚合物；(2)分散剂；(3)除垢剂；(4)水；组分(2)中所述的分散剂为聚羧酸、聚羧酸盐和有机磷化合物中的至少一种；组分(3)中所述的除垢剂为碳酸钠或碳酸氢钠中的至少一种；所述的水含有800‑3000mg/L的钙离子和200‑1000mg/L的镁离子；各种组分的加料比为丙烯酰胺类聚合物1000‑3000mg/L、分散剂0.05‑3wt％、除垢剂0.1‑1wt％，余量为水。

【技术特征摘要】
1.一种聚合物胶体体系，该聚合物胶体体系包括下列组分：(1)丙烯酰胺类聚合物；(2)分散剂；(3)除垢剂；(4)水；组分(2)中所述的分散剂为聚羧酸、聚羧酸盐和有机磷化合物中的至少一种；组分(3)中所述的除垢剂为碳酸钠或碳酸氢钠中的至少一种；所述的水含有800-3000mg/L的钙离子和200-1000mg/L的镁离子；各种组分的加料比为丙烯酰胺类聚合物1000-3000mg/L、分散剂0.05-3wt％、除垢剂0.1-1wt％，余量为水。2.根据权利要求1所述的一种聚合物胶体体系，其特征在于所述的丙烯酰胺类聚合物选自疏水缔合聚合物、梳型聚合物、抗盐聚合物或多元共聚聚合物。3.根据权利要求1所述的一种聚合物胶体体系，其特征在于所述的分...

【专利技术属性】
技术研发人员：谭中良，贾红育，马涛，吕成远，周国华，海玉芝，崔茂蕾，
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石油勘探开发研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11