一种支化型粘弹性粉末状驱油剂及制备方法

摘要

本发明提供一种支化型粘弹性粉末状驱油剂及制备方法，该方法按如下步骤进行：a.按照丙烯酰胺：水＝100：200～250重量份配比配制丙烯酰胺水溶液；b.先取a步骤的丙烯酰胺水溶液置入三颈容器中，于10℃～15℃的水浴中，通入氮气15～30分钟，然后将按照过硫化物：水＝0.01～0.04：40～80重量份配比配制的过硫化物水溶液和按照多羟基化合物：水＝0.0018～0.004：40～60重量份配比配制的多羟基化合物水溶液加入三颈容器中进行反应，待反应溶液温升超过1℃后，停止通氮气，并开始记录反应体系温度；c.待反应体系温度不再上升，将三颈容器放入70～85℃水浴中保温4～6小时，然后将凝胶取出，经烘干、粉碎、得粘弹性粉末状驱油剂产品。

说明书

技术领域：

本发明涉及三次采油技术领域，尤其涉及一种可提高石油采收率的支化型粘弹性粉 末状驱油剂及其制备方法。

背景技术：

目前我国大多数油田已经进入高含水或特高含水的开发阶段，传统驱油剂部分水解 聚丙烯酰胺注入油藏后沿高渗透层或带突进，进入低渗透层的少，驱油剂波及体积低， 导致最终驱油采收率不高，因此研发了一种部分交联并含有大量支链结构的聚丙烯酰胺 粘弹性颗粒驱油剂。专利CN101775275B公开了粘弹性颗粒驱油剂及其制备方法，采用 甲基丙烯酸二甲氨基乙酯作为功能单体配合过硫酸钾-亚硫酸氢钠引发体系，合成制备出 部分交联并含有大量支链结构的聚丙烯酰胺粘弹性颗粒驱油剂。其部分支化部分交联结 构可在不降低其水溶液分散体系粘度的同时，有效提高其弹性模量，并且能提高聚丙烯 酰胺在高温高盐环境中的长期耐老化性能。

发明内容：

本发明旨在克服现有技术的不足，目的之一是提供一种引发剂用量小，成本低，反 应易于控制，产品性能稳定的支化型粘弹性粉末状驱油剂；目的之二是提供一种聚合方 法简单，反应速度适中，易于控制的支化型粘弹性粉末状驱油剂的制备方法。

本发明的目的之一可通过如下技术措施来实现：

该支化型粘弹性粉末状驱油剂由如下重量份配比的原料组成：

本发明的目的之一还可通过如下技术措施来实现：

所述的过氧化物是过硫酸钾或过硫酸铵；所述的多羟基化合物是丙三醇、季戊四醇、 三羟甲基乙烷中的一种或多种以任意配比组成。

本发明的目的之二可通过如下技术措施来实现：

上面所述的支化型粘弹性粉末状驱油剂的制备方法按如下步骤进行：

a.按照丙烯酰胺：水＝100：200～250重量份配比配制丙烯酰胺水溶液；

b.先取a步骤的丙烯酰胺水溶液置入三颈容器中，于10℃～15℃的水浴中，通入氮 气15～30分钟，然后将按照过硫化物：水＝0.01～0.04：40～80重量份配比配制的过硫 化物水溶液和按照多羟基化合物：水＝0.0018～0.004：40～60重量份配比配制的多羟基 化合物水溶液加入三颈容器中进行反应，待反应溶液温升超过1℃后，停止通氮气，并开 始记录反应体系温度；

c.待反应体系温度不再上升，将三颈容器放入70～85℃水浴中保温4～6小时，然后 将凝胶取出，剪碎、经烘干、粉碎，得粘弹性粉末状驱油剂产品，若再经筛分，可得粘 弹性颗粒状驱油剂产品。

本发明的目的之二还可通过如下技术措施来实现：

b步骤中向三颈容器中先加入过氧化物水溶液，然后再加入多羟基化合物水溶液，可 以防止多羟基化合物中的羟基被残存的氧气氧化，影响其还原效果。

本发明与现有技术相比，采用过硫化物与多羟基化合物复配的引发体系，引发剂用 量小，价格低，极大地降低了生产成本；且合成路线合理，聚合方法简单，反应速度适 中，易于控制，产品性能稳定且优良，具有重要的推广和应用价值。

附图说明：

图1是本发明的支化型粘弹性粉末状驱油剂抽样样品悬浮液的动态震荡测试曲线图；

图2本发明的支化型粘弹性粉末状驱油剂抽样样品悬浮液稳态粘切曲线图；

图3本发明的支化型粘弹性粉末状驱油剂抽样样品填砂管岩心渗流实验曲线图。

具体实施方式：

下面结合具体实施例对本发明作进一步阐述，但并不用来限制本发明的保护范围。

实施例1：

a.将100g丙烯酰胺溶于200g水中配制丙烯酰胺水溶液；

b.先取a步骤的丙烯酰胺水溶液置入三颈容器中，于15℃的水浴中，通入氮气15 分钟，然后将按照过硫酸钾：水＝0.04g：40g配比配制的过硫化物水溶液和按照季戊四 醇：水＝0.004g：40g配比配制的季戊四醇水溶液依次加入三颈容器中进行反应，待反应 溶液温升超过1℃后，停止通氮气，并开始记录反应体系温度；

c.待反应体系温度不再上升，将三颈容器放入85℃水浴中保温4小时，然后将凝胶 取出，剪碎、经烘干、粉碎，得粘弹性粉末状驱油剂产品，若再经筛分，可得粘弹性颗 粒状驱油剂产品。

实施例2：

a.将100g丙烯酰胺溶于250g水中配制丙烯酰胺水溶液；

b.先取a步骤的丙烯酰胺水溶液置入三颈容器中，于10℃的水浴中，通入氮气30 分钟，然后将按照过硫酸钾：水＝0.04g：40g配比配制的过硫化物水溶液和按照季戊四 醇：水＝0.004g：40g配比配制的季戊四醇水溶液依次加入三颈容器中进行反应，待反应 溶液温升超过1℃后，停止通氮气，并开始记录反应体系温度；

c.待反应体系温度不再上升，将三颈容器放入70℃水浴中保温6小时，然后将凝胶 取出，剪碎、经烘干、粉碎，得粘弹性粉末状驱油剂产品，若再经筛分，可得粘弹性颗 粒状驱油剂产品。

实施例3：

a.将100g丙烯酰胺溶于220g水中配制丙烯酰胺水溶液；

b.先取a步骤的丙烯酰胺水溶液置入三颈容器中，于12℃的水浴中，通入氮气20 分钟，然后将按照过硫酸钾：水＝0.025g：60g配比配制的过硫化物水溶液和按照季戊四 醇：水＝0.0030g：50g配比配制的季戊四醇水溶液依次加入三颈容器中进行反应，待反 应溶液温升超过1℃后，停止通氮气，并开始记录反应体系温度；

c.待反应体系温度不再上升，将三颈容器放入78℃水浴中保温5小时，然后将凝胶 取出，剪碎、经烘干、粉碎，得粘弹性粉末状驱油剂产品，若再经筛分，可得粘弹性颗 粒状驱油剂产品。

实施例4：

不同的是用过硫酸铵代替过硫酸钾，其它分别与实施例1-3相同。

实施例5：

不同的是用丙三醇代替季戊四醇，其它分别同实施例1-3。

实施例6：

不同的是用三羟甲基乙烷代替季戊四醇，其它分别同实施例1-3。

实施例7：

不同的是用丙三醇、季戊四醇和三羟甲基乙烷中的两种或三种以任意配比组成的混 合物代替季戊四醇，其它分别同实施例1-3。

取本发明合成的支化型粘弹性粉末状驱油剂样品进行流变性能测试：

采用矿化度为19334mg/L的油藏模拟盐水，将样品配制成浓度为10g/L的悬浮液。 实验通过马尔文高级流变仪(BohlinGemini200)测定了悬浮液的流变性能。实验采用 40mm平板，1mm平板间距测定，应力0.1Pa，温度为70℃。

取本发明合成的支化型粘弹性粉末状驱油剂样品进行悬浮液的动态震荡测试：

如图1所示，测试结果表明该悬浮液流变性能优异，其储能模量和耗能模量均较高。 在0.1Hz时，储能模量达13.2Pa，耗能模量达7.7Pa。该悬浮液的粘切曲线如图2所示， 可以看到该悬浮液具有较高的粘度，在剪切速率为0.11s^-1时，粘度达36.9Pas。

取本发明合成的支化型粘弹性粉末状驱油剂样品进行渗流特征测试：

取本发明合成的支化型粘弹性粉末状驱油剂样品配制成浓度为2000mg/L的悬浮液， 盐水矿化度为19334mg/L，填砂管渗透率为1500毫达西，温度为70℃，注入速度为 0.5ml/min。测试结果如图3所示，可以看到，注入支化型粘弹性粉末状驱油剂悬浮液后， 压力明显上升，表明该样品对填砂管具有良好的封堵能力；随着悬浮液的不断注入，压 力出现明显的波动，说明该支化型粘弹性粉末状驱油剂在填砂管中实现了“边调边驱” 的运移机制；最终平衡压力高达0.307MPa。