本發(fā)明涉及一種適用于高溫高鹽苛刻油藏的聚合物型調(diào)驅(qū)劑及其制備方法。
背景技術(shù):
國內(nèi)各大油田經(jīng)過一次、二次采油,原油含水率不斷增加,部分大油田先后進(jìn)入三次采油階段。很多油田通過長期開采,目前原油產(chǎn)量出現(xiàn)逐年遞減趨勢。為了穩(wěn)產(chǎn),有些后期采用了強(qiáng)采強(qiáng)注方式,造成地下形成很多大孔道。油藏非均質(zhì)性和不利流度比是影響水驅(qū)油藏波及效率和最終采收率的兩大重要因素。對于水驅(qū)油藏出現(xiàn)的上述問題,調(diào)剖堵水是解決油藏非均質(zhì)性較為有效的方法,聚合物驅(qū)可以改善水驅(qū)油的流度比,解決注入水的指進(jìn)現(xiàn)靠。
對于調(diào)剖堵水,使用較多的是聚合物凝膠類(交聯(lián)聚合物),根據(jù)使用的聚合物濃度的不同,將交聯(lián)聚合物體系分為三類:本體凝膠(Bulk Gel簡稱BG)、膠態(tài)分散凝膠(Colloidal Dispersion Gel簡稱CDG)和弱凝膠(Weak Gel簡稱WG),這三類體系聚合物使用的濃度界限和形成條件取決于很多因素,如溫度、礦化度、交聯(lián)劑類型和pH值等。雖然已有一定規(guī)模的現(xiàn)場應(yīng)用,但由于體系比較復(fù)雜、成膠存在一定的不確定性,特別是在高溫高礦化度下要篩選到合適的聚合物比較困難。
聚合物的驅(qū)油機(jī)理主要是利用水溶性聚丙烯酰胺分子鏈的粘度,改善驅(qū)替液的流度比,提高驅(qū)替效率和波及體積,從而達(dá)到提高采收率的目的。三次采油用聚合物必須有良好的增粘、耐溫、抗鹽、抗剪切性,并且性能長期穩(wěn)定。近年來,有關(guān)耐溫抗鹽型聚丙烯酰胺的研究主要通過在聚合物主鏈上引入大側(cè)基或剛性側(cè)基提高聚合物的熱穩(wěn)定性、引入抑制水解的單體或?qū)}不敏感的單體進(jìn)行共聚來提高聚合物的耐水解及抗鹽性能,或通過疏水基團(tuán)的疏水締合作用來改善聚合物的耐溫抗鹽性能。目前三次采油中,能真正滿足高溫高溫要求的聚合物很少,特別是不能滿足礦化度100000mg/L以上,溫度85℃以上的要求。
疏水締合水溶性聚合物是指在聚合物親水性大分子鏈上帶有少量疏水基團(tuán)的一類水溶性聚合物。由于其獨(dú)特的增粘、抗鹽、抗剪切等溶液性質(zhì),作為新型聚合物驅(qū)油劑應(yīng)用于高鹽、高剪切油藏開發(fā)具有良好的應(yīng)用前景。因?yàn)樵诰酆衔锓肿又幸胧杷鶊F(tuán)而生成的疏水締合型共聚物,在水介質(zhì)中它的疏水鏈節(jié)以類似于表面活性劑方式聚集并締合,大分子線團(tuán)的有效流體力學(xué)體積增大,水介質(zhì)粘度提高,較 大的側(cè)基對聚合物分子主鏈起到屏蔽作用,減弱鹽離子對-COO—基團(tuán)的影響;并且較大的側(cè)基還具有一定的空間位阻效應(yīng),增強(qiáng)鏈的剛性。但是現(xiàn)有研究表明該類聚合物的締合能力和水溶性之間相互矛盾,水溶性好的聚合物往往疏水單體的碳鏈較短或含量較低,締合效應(yīng)不明顯,需在較高的聚合物濃度下才表現(xiàn)出一定的締合效果滿足抗溫抗鹽性能;而含有長鏈或高含量的疏水單體的聚合物締合能力很強(qiáng),抗溫抗鹽性能好,但水溶性差,往往需要很長的時(shí)間才能完全溶解,失去了工業(yè)化應(yīng)用的價(jià)值。如何能在二者之間找到理想的平衡點(diǎn),是該類聚合物能否廣泛應(yīng)用于三次采油過程的關(guān)鍵。
國內(nèi)在疏水締合聚合物方面開展了大量研究,其中西南石油學(xué)院、成都科技大學(xué)、中石油勘探開發(fā)研究院、石油大學(xué)、中北大學(xué)等均取得了較好的進(jìn)展和成果。馮茹森等(CN1793189A)采用膠束共聚法合成了含丙烯酰胺、丙烯酸鈉和烯丙基-烷基苯基醚三種結(jié)構(gòu)單元的疏水締合聚合物,雖然有較好的增粘效果,但烯丙基-烷基苯基醚單體的合成較為復(fù)雜;鐘傳蓉等(CN101293944A、CN 101148582A)合成了含乙烯基稠環(huán)芳烴作為疏水單體的疏水締合聚合物,聚合過程時(shí)間較長,只評價(jià)了45℃下聚合物在淡水及鹽水中的增粘效果,抗鹽效果評價(jià)了NaCl濃度<100000mg/L、CaC12濃度<1000mg/L的情況;歐陽堅(jiān)等(CN1317501)高分子量疏水締合聚合物,在75℃總礦化度12000mg/L,其中Ca2+和Mg2+為300mg/L,樣品濃度為1500mg/L,采用布氏粘度計(jì),剪切速率為36.7s-1粘度為15.6~12.4mPa.s;孔瑛等(CN1528734、CN1528797)合成了含氟碳基團(tuán)的超高分子量水溶性疏水締合型聚合物,評價(jià)了其在勝利鹽水(總礦化度6000mg/L,鈣鎂離子500mg/L)70℃條件下的增粘性,其中含氟丙烯酸酯疏水單體的價(jià)格昂貴;江立鼎(新一族疏水締合聚丙烯酰胺的合成及其水溶液的流變性能,2007年碩士論文)采用表面活性單體NaAMC14S與AM水溶液均相共聚合的方法成功的制備了具有疏水嵌段結(jié)構(gòu)的共聚物NaAMC14S/AM,克服了膠束共聚合使用普通表面活性劑所帶來的若干缺點(diǎn),共聚物NaAMC14S/AM的疏水微嵌段的長度可以通過調(diào)節(jié)外加電解質(zhì)的用量來控制,但研究工作偏重于理論,沒有在實(shí)際油田礦藏條件下的評價(jià)結(jié)果。
縱觀上述研究,目前合成疏水締合聚合物最常用的方法是自由基膠束聚合法,采用此種方法聚合時(shí)需要加入大量的表面活性劑(如SDS)使疏水單體增溶在膠束內(nèi),但在聚合過程中加入大量的表面活性劑對聚合物的締合行為有顯著的影響,這些表面活性劑在聚合產(chǎn)物中與疏水鏈段相互作用,劣化了疏水締合水溶性聚合物的性能。如果要除去這些表面活性劑,會(huì)增加分離及純化等后處理過程的復(fù)雜性。為了簡化后處理過程并增強(qiáng)聚合物的溶解性,可采用本身就具有表面活性的疏水性單 體。這類單體同時(shí)含有疏水基團(tuán)和親水基團(tuán),在共聚合時(shí)不需要另外加入表面活性劑,可直接采用傳統(tǒng)的自由基水溶液聚合,并且可使疏水單體高度無序無規(guī)則地引入共聚物中。但國外有研究(Ezzell,S.A.,McCormick,C.L.,Macromolecules 1992,25(7),1881~1886)發(fā)現(xiàn),這類離子型疏水單體的共聚物在水溶液中的臨界締合濃度是膠束共聚物相同疏水鏈長度的2倍以上,這點(diǎn)對疏水締合聚合物在工業(yè)上的應(yīng)用極為不利。由此可見,國內(nèi)外研究人員對疏水締合水溶性聚合物的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、增粘機(jī)理及應(yīng)用做了大量研究、探索工作,但聚合物的評價(jià)基本根據(jù)大慶或勝利油田某些礦藏條件,溫度和礦化度都不屬于高溫高鹽型,對于礦化度100000mg/L以上,溫度85℃以上的條件幾乎沒有涉及。
本發(fā)明在對各類疏水締合水溶性聚合物及疏水改性聚電解質(zhì)的合成、結(jié)構(gòu)表征及溶液性質(zhì)方面進(jìn)行廣泛、深入的研究基礎(chǔ)上,利用具有表面活性的單體與其相反電荷的離子型單體之間的相互作用,一是離子型單體對表面活性單體有增溶作用,不需在聚合時(shí)另加表面活性劑,二是可以形成兩性疏水締合聚合物,即使在疏水單體較低含量下聚合物也具有高效增粘及優(yōu)良的耐溫、抗鹽和長期穩(wěn)定性,并且不需后水解過程,不但有助于長期老化性能,還降低了生產(chǎn)能耗,又不影響產(chǎn)品的溶解性;在干燥過程中加入一定量的粘穩(wěn)劑不但有助于聚合物的溶解并發(fā)揮協(xié)同增粘作用,還進(jìn)一步增強(qiáng)了抗老化性能。特別是通過大量的復(fù)配實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),該類疏水締合聚合物與某些表面活性劑具有特殊的相互作用,根據(jù)兩者比例的改變可以形成不同締合程度和粘度的聚合物流體或凝膠,可以同時(shí)發(fā)揮既調(diào)又驅(qū)的雙重功效,在三次采油中充當(dāng)調(diào)驅(qū)劑。本發(fā)明所述的適用于高溫高鹽苛刻油藏的聚合物調(diào)驅(qū)劑適合于總礦化度超過10萬mg/L、溫度大于85℃的苛刻油藏的要求,在三次采油工程中具有良好的應(yīng)用前景。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題之一是現(xiàn)有技術(shù)中存在的高溫高鹽苛刻油藏中凝膠類堵劑一般只用來改善油藏的非均質(zhì)性,聚合物一般只用來改善油水流度比,二者不能合二為一的問題。通過采用一種適用于高溫高鹽苛刻油藏的聚合物型調(diào)驅(qū)劑,由特殊結(jié)構(gòu)疏水締合聚合物,并通過與某些表面活性劑按一定比例進(jìn)行復(fù)配,根據(jù)油藏地層的現(xiàn)場情況,可以調(diào)節(jié)聚合物的締合強(qiáng)度及粘度,在注入過程中發(fā)揮既調(diào)又驅(qū)的雙重功效。
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題之二是提供一種解決技術(shù)問題之一中的適用于高溫高鹽苛刻油藏的聚合物型調(diào)驅(qū)劑的制備方法,該方法具有聚合工藝過程簡單,無需分離、純化及后水解等步驟,降低成本的優(yōu)點(diǎn)。
為了解決上述技術(shù)問題之一,本發(fā)明采用以下技術(shù)方案如下:一種適用于高溫高鹽苛刻油藏的聚合物型調(diào)驅(qū)劑,由特殊結(jié)構(gòu)的疏水締合聚合物和表面活性劑復(fù)配組成,以重量份數(shù)計(jì),包含以下組分:
a)0.05~1.0份聚合物;
b)0.05~1.0份表面活性劑;
其中,所述聚合物為疏水締合聚合物,含有0.5~2%的8~22長碳鏈離子型疏水單體;所述表面活性劑選自疏水部分碳鏈長度為8~18的非離子、陰離子或陽離子表面活性劑。
上述技術(shù)方案中,所述疏水締合型聚合物,由包括以下單體組成的溶液在復(fù)合引發(fā)劑的存在下反應(yīng)制得;所述的單體,以重量份數(shù)計(jì),包含以下組分:
a)5~99.9份的非離子水溶性單體;
b)0~50份陰離子單體或/和陽離子單體;
c)0.1~10份結(jié)構(gòu)單體
d)0.1~5份疏水單體;
e)200~2000份的水;
其中,所述結(jié)構(gòu)單體為帶環(huán)狀結(jié)構(gòu)或樹枝狀結(jié)構(gòu)的功能單體;
所述復(fù)合引發(fā)劑,以上述全部單體重量百分比計(jì),包含以下組分:
a)0.003~0.5%的過硫酸鹽;
b)0.003~0.5%的亞硫酸鹽或酸式亞硫酸鹽;
c)0.003~1%的由NR1R2R3代表的叔胺類化合物或由N+R4R5R6R7代表的季銨類化合物或由NH2R8代表的脂肪胺類化合物,式中R1~R7均選自C1~C14直鏈或支鏈烷基或烷基衍生物,R8選自C1~C18直鏈或支鏈烷基或烷基衍生物;
d)0.005~2%的偶氮類化合物;
e)0.01~10%的尿素、硫脲;
f)0.03~1.0%的乙二胺四乙酸二鈉或二乙烯三胺五乙酸鈉;
g)0.03~1.0%的分子量調(diào)節(jié)劑。
上述技術(shù)方案中,所述帶環(huán)狀結(jié)構(gòu)的功能單體優(yōu)選自N-乙烯基吡咯烷酮、N-苯基馬來酰亞胺中的至少一種;樹枝狀結(jié)構(gòu)的功能單體優(yōu)選自叔丁基丙烯酰胺。
上述技術(shù)方案中,所述非離子水溶性單體優(yōu)選方案為選自水溶性乙烯基單體,所述乙烯基單體選自丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、N-異丙基丙烯酰胺、N-N-二甲基丙烯酰胺、N-N-二乙基丙烯酰胺和N-羥甲基丙烯酰胺、N-乙烯基甲酰胺、N-乙烯基乙酰胺中的至少一種。所述陰離子單體優(yōu)選方案為選自2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、 丙烯酸、甲基丙烯酸、衣康酸、馬來酸、富馬酸、巴豆酸、乙烯基苯磺酸、乙烯基磺酸、乙烯基膦酸、烯丙基磺酸、烯丙基膦酸和/或其水溶性堿金屬、堿土金屬和銨鹽中的至少一種;陽離子單體選自二甲基二烯丙基氯化銨、丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨及2-丙烯酰胺基-2-甲基丙基三甲基氯化銨中的至少一種。
上述技術(shù)方案中,所述疏水單體優(yōu)選為具有表面活性的疏水單體,進(jìn)一步優(yōu)選方案為陰離子型表面活性單體或陽離子型表面活性單體。所述具有表面活性的疏水單體更優(yōu)選方案為選自8-22個(gè)碳原子的單乙烯基類化合物。優(yōu)選的技術(shù)方案,所述陰離子型表面活性單體是乙烯基碳鏈數(shù)為8~18的丙烯酰胺氮烷基磺酸鈉;陽離子型表面活性單體是乙烯基碳鏈數(shù)為12~22的烯丙基烷基氯化銨。
上述技術(shù)方案中,所述過硫酸鹽優(yōu)選方案為選自過硫酸鉀、過硫酸鈉或過硫酸銨;亞硫酸鹽選自亞硫酸鈉或亞硫酸鉀,酸式亞硫酸鹽選自亞硫酸氫鈉或亞硫酸氫鉀;叔胺類化合物優(yōu)選方案為選自甲基丙烯酸N,N-二甲氨基乙酯、丙烯酸N,N-二甲氨基乙酯、β-二甲氨基丙腈、四甲基乙二胺、六亞甲基四胺等;季銨類化合物選自N,N-二甲基二烯丙基氯化銨、N,N-二乙基二烯丙基氯化銨;脂肪胺類化合物選自甲胺、乙二胺、1,3-丙二胺、1,4-丁二胺、N,N-二甲基-1,3-丙二胺等;偶氮類化合物選自偶氮二異丁基脒鹽酸鹽、2,2'-偶氮[2-(2-咪唑啉-2-基)丙烷]二鹽酸鹽等;分子量調(diào)節(jié)劑優(yōu)選方案為選自異丙醇、叔丁醇、異丁醇、季戊四醇或一縮二丙二醇中的至少一種。
為了解決上述技術(shù)問題之二,本發(fā)明采用以下技術(shù)方案如下:一種適用于高溫高鹽苛刻油藏的聚合物型調(diào)驅(qū)劑的制備方法,包括以下步驟:
a)在反應(yīng)釜中加入水、非離子水溶性單體、陰離子單體或/和陽離子單體、結(jié)構(gòu)單體、疏水單體;
b)加入除氧化、還原劑以外的復(fù)合引發(fā)體系,攪拌均勻,形成溶液;
c)調(diào)節(jié)溶液的pH值至7~10,并通入氮?dú)?,將釜?nèi)溫度降至10~30℃,然后加入其余的復(fù)合引發(fā)劑,繼續(xù)通入氮?dú)夂螅芊猓?/p>
d)0.1~1小時(shí)后引發(fā)聚合開始,反應(yīng)溫度升至50~70℃,升溫過程持續(xù)2~5小時(shí),達(dá)到最高溫后保溫1~3小時(shí),得到凝膠狀聚合產(chǎn)物;
e)切膠后加入干燥助劑,捏合均勻后在85~95℃下鼓風(fēng)干燥1~3小時(shí),用粉碎機(jī)或碾壓機(jī)粉碎到一定粒度,得到疏水締合聚合物;
f)將所需量的疏水締合聚合物和表面活性劑混合均勻,得到所述的適用于高溫高鹽苛刻油藏的聚合物型調(diào)驅(qū)劑。
上述技術(shù)方案中,所述干燥助劑,以締合聚合物全部單體重量百分比計(jì),包括以下組分:0.1~3%分散劑,0.1~20%的粘穩(wěn)劑。所述粘穩(wěn)劑選自抗自由基型如亞硫酸鈉、酚/醌類等,還原型如硫代硫酸鈉、硫脲、亞硫酸氫鈉、四乙基戊胺、肼等,高價(jià)金屬粒子絡(luò)合劑如異抗壞血酸、羥基乙叉二磷酸等,醇、胺類如異丙醇、叔丁醇、烏洛托品等,高分子型如PVA等中的一種或幾種;表面活性劑選自陰離子型表面活性劑如C8-16烷基硫酸鈉、C8-16烷基苯磺酸鈉等,陽離子型表面活性劑如C8-16烷基三甲基溴(氯)化銨等,非離子型如烷基酚聚氧乙烯醚(EO=4~30)或者它們的任意混合物。
本發(fā)明涉及的適用于高溫高鹽苛刻油藏的聚合物型調(diào)驅(qū)劑及其制備方法,由于采用了與具有表面活性單體離子特性相反的離子單體,兩者的相互作用對表面活性單體有增溶作用,不需在聚合時(shí)另加表面活性劑;而且得到的疏水締合聚合物即使在疏水單體較低含量下聚合物也具有優(yōu)良的耐溫抗鹽、熱穩(wěn)定及抗剪切性能;并且采用了復(fù)合引發(fā)體系,并以優(yōu)選的工藝與之配套,故反應(yīng)平穩(wěn)、有利于鏈增長,產(chǎn)物分子量可控,并且不需后水解過程,不但有助于長期老化性能,還降低了生產(chǎn)能耗,又不影響產(chǎn)品的溶解性;在干燥過程中加入一定量的粘穩(wěn)劑,不但有助于聚合物的溶解并發(fā)揮協(xié)同增粘作用,還進(jìn)一步增強(qiáng)了抗老化性能。
使用本發(fā)明所提供的適用于高溫高鹽苛刻油藏的聚合物型調(diào)驅(qū)劑及其制備方法,在高溫高礦化度下顯示優(yōu)良的增粘作用,聚合物的粘濃曲線顯示,該疏水締合聚合物具有較強(qiáng)的締合作用,粘度增幅可達(dá)兩到三個(gè)數(shù)量級,并且臨界膠束濃度出現(xiàn)在1000mg/L以下;聚合物在10萬以上礦化度下具有鹽增粘效應(yīng);聚合物的長期耐老化和抗剪切性能良好。用該疏水締合聚合物與某些表面活性劑按一定比例復(fù)配后得到適用于高溫高鹽苛刻油藏的聚合物型調(diào)驅(qū)劑,粘度可以進(jìn)一步提高,締合作用也會(huì)進(jìn)一步加強(qiáng),顯示較強(qiáng)的封堵性能,封堵率可達(dá)93%,可以作為調(diào)剖劑使用,取得了較好的技術(shù)效果。
下面通過具體實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步的闡述。
具體實(shí)施方式
【實(shí)施例1】
在反應(yīng)釜中先加入2500g去離子水中,加入430g丙烯酰胺(AM)、2-丙烯酰氨基-2-甲基丙磺酸(AMPS)150g、3.5g2-丙烯酰胺基十四烷基磺酸鈉(NaAMC14S)、4.5g丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨(DAC),用NaOH中和至中性,隨后加入乙二胺四乙酸二鈉0.04g、尿素7g、異丙醇0.07g,攪拌至完全溶解。用NaOH調(diào)節(jié)pH值 至8.9,并開始通入高純氮?dú)猓?0min后將釜內(nèi)溫度降至15℃,然后依次加入0.2%的亞硫酸氫鈉水溶液10g,0.5%甲基丙烯酸N,N-二甲氨基乙酯(DMAEMA)水溶液10g,0.5%的偶氮二異丁基脒鹽酸鹽10g,0.3%的過硫酸鉀水溶液10g,繼續(xù)通氮?dú)?0min后封口。1小時(shí)后將反應(yīng)溫度逐漸升至52℃,反應(yīng)3.5小時(shí)后得到凝膠狀聚合產(chǎn)物,切膠后加入含5g分散劑和30g硫脲的干燥助劑捏合均勻,在90℃下鼓風(fēng)干燥1.5h,用粉碎機(jī)打碎篩分后取樣分析。
按GB/T12005.2-89聚丙烯酰胺固含量測定方法測試固含量為89.9%,按GB/T12005.8-89粉狀聚丙烯酰胺溶解速度測定方法測試溶解時(shí)間≦90min,表觀粘度在95℃、鹽水總礦化度180000mg/L,Ca2++Mg2+:5000mg/L下1000mg/L聚合物濃度溶液,采用哈克流變儀,同心圓筒剪切速率7.34s-1下的表觀粘度為76mPa·s。95℃老化30天后粘度保留率分別為102%。
將1000mg/L聚合物濃度溶液與500mg/L十二烷基硫酸鈉溶液混合均勻,粘度可上升至690mPa.s,1500mD的巖心封堵實(shí)驗(yàn)表明,封堵率達(dá)82%。
【實(shí)施例2】
在反應(yīng)釜中先加入2600g去離子水中,加入480g丙烯酰胺(AM)、2-丙烯酰氨基-2-甲基丙磺酸(AMPS)130g、4.0g2-丙烯酰胺基十二烷基磺酸鈉(NaAMC12S)、7.8g甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨(DMC)和5.0g氮乙烯基吡咯烷酮(NVP),用NaOH中和至中性,隨后加入乙二胺四乙酸二鈉0.045g、尿素7.0g、異丙醇0.06g,攪拌至完全溶解。用NaOH調(diào)節(jié)pH值至9.0,并開始通入高純氮?dú)猓?0min后將釜內(nèi)溫度降至16℃,然后依次加入0.2%的亞硫酸氫鈉水溶液10.2g,0.5%丙烯酸N,N-二甲氨基乙酯(DA)水溶液11g,0.5%的偶氮二異丁基脒鹽酸鹽11.9g,0.3%的過硫酸鉀水溶液11.2g,繼續(xù)通氮?dú)?0min后封口。1小時(shí)后將反應(yīng)溫度逐漸升至58℃,反應(yīng)3小時(shí)后得到凝膠狀聚合產(chǎn)物,切膠后加入5g分散劑、6g異丙醇和45g亞硫酸鈉捏合均勻,在95℃下鼓風(fēng)干燥1h,用粉碎機(jī)打碎篩分后取樣分析。
按GB/T12005.2-89聚丙烯酰胺固含量測定方法測試固含量為88.7%,按GB/T12005.8-89粉狀聚丙烯酰胺溶解速度測定方法測試溶解時(shí)間≦90min。表觀粘度在95℃、鹽水總礦化度180000mg/L,Ca2++Mg2+:5000mg/L下1000mg/L聚合物濃度溶液,采用哈克流變儀,同心圓筒剪切速率7.34s-1下的表觀粘度為69Pa·s。95℃老化30天后粘度保留率分別為117%。
將1000mg/L聚合物濃度溶液與600mg/L十二烷基苯磺酸鈉溶液混合均勻,粘度可上升至650mPa.s,1500mD的巖心封堵實(shí)驗(yàn)表明,封堵率達(dá)84%。
【實(shí)施例3】
在反應(yīng)釜中先加入2700g去離子水中,加入500g丙烯酰胺(AM)、2-丙烯酰氨基-2-甲基丙磺酸(AMPS)150g、5.2g2-丙烯酰胺基十六烷基磺酸鈉(NaAMC16S)和9.4g二甲基二烯丙基氯化銨(DMDAAC),用NaOH中和至中性,隨后加入乙二胺四乙酸二鈉0.05g、尿素8.0g、異丙醇0.07g,攪拌至完全溶解。用NaOH調(diào)節(jié)pH值至9.5,并開始通入高純氮?dú)猓?0min后將釜內(nèi)溫度降至20℃,然后依次加入0.2%的亞硫酸氫鈉水溶液10.2g,0.5%丙烯酸N,N-二甲氨基乙酯(DA)水溶液12.1g,0.5%的2,2'-偶氮[2-(2-咪唑啉-2-基)丙烷]二鹽酸鹽12g,0.3%的過硫酸鉀水溶液11g,繼續(xù)通氮?dú)?0min后封口。1小時(shí)后將反應(yīng)溫度逐漸升至55℃,反應(yīng)2.5小時(shí)后得到凝膠狀聚合產(chǎn)物,切膠后加入5g分散劑、20g硫脲和5g羥基乙叉二磷酸捏合均勻,在85℃下鼓風(fēng)干燥2h,用粉碎機(jī)打碎篩分后取樣分析。
按GB/T12005.2-89聚丙烯酰胺固含量測定方法測試固含量為90.3%,按GB/T12005.8-89粉狀聚丙烯酰胺溶解速度測定方法測試溶解時(shí)間≦90min。表觀粘度在95℃、鹽水總礦化度180000mg/L,Ca2++Mg2+:5000mg/L下1000mg/L聚合物濃度溶液,采用哈克流變儀,同心圓筒剪切速率7.34s-1下的表觀粘度為62Pa·s。95℃老化30天后粘度保留率分別為107%。
將1000mg/L聚合物濃度溶液與400mg/LOP-10溶液混合均勻,粘度可上升至480mPa.s,1200mD的巖心封堵實(shí)驗(yàn)表明,封堵率達(dá)87%。
【實(shí)施例4】
在反應(yīng)釜中先加入2600g去離子水中,加入510g丙烯酰胺(AM)、2-丙烯酰氨基-2-甲基丙磺酸(AMPS)170g、5.0g十六烷基二甲基烯丙基氯化銨(C16DMAAC)和7.8g甲基丙烯酸(MAA),用NaOH中和至中性,隨后加入乙二胺四乙酸二鈉0.048g、尿素7.5g,叔丁醇0.08g,攪拌至完全溶解。用NaOH調(diào)節(jié)pH值至8.7,并開始通入高純氮?dú)猓?0min后將釜內(nèi)溫度降至12℃,然后依次加入0.2%的亞硫酸氫鈉水溶液11.2g,0.5%甲基丙烯酸N,N-二甲氨基乙酯(DMAEMA)水溶液12.6g,0.5%的偶氮二異丁基脒鹽酸鹽12g,0.3%的過硫酸鉀水溶液10.9g,繼續(xù)通氮?dú)?0min后封口。1小時(shí)后將反應(yīng)溫度逐漸升至52℃,反應(yīng)3小時(shí)后得到凝膠狀聚合產(chǎn)物,切膠后加入5g分散劑、20g硫脲和4g烏洛托品捏合均勻,在90℃下鼓風(fēng)干燥1.5h,用粉碎機(jī)打碎篩分后取樣分析。
按GB/T12005.2-89聚丙烯酰胺固含量測定方法測試固含量為92.4%,按GB/T12005.8-89粉狀聚丙烯酰胺溶解速度測定方法測試溶解時(shí)間≦90min。表觀粘度在95℃、鹽水總礦化度180000mg/L,Ca2++Mg2+:5000mg/L下1000mg/L聚合物濃度溶液,采用哈克流變儀,同心圓筒剪切速率7.34s-1下的表觀粘度為163Pa·s。95℃ 老化30天后粘度保留率分別為123%。
將上述鹽水的1000mg/L聚合物濃度溶液與500mg/LOP-15溶液混合均勻,同樣條件下的表觀粘度可上升至920mPa.s,2000mD的巖心封堵實(shí)驗(yàn)表明,封堵率達(dá)93%。
【比較例1】
將實(shí)施例4中1000mg/L聚合物濃度溶液單獨(dú)進(jìn)行2000mD的巖心封堵實(shí)驗(yàn)表明,封堵率只有35%。由實(shí)施例4中復(fù)配前后聚合物溶液的表觀粘度數(shù)據(jù),以及實(shí)施例4和比較例1中的封堵率數(shù)據(jù)可以看出,聚合物和表面活性劑的復(fù)配取得了較好的協(xié)同增效作用。