專利名稱：一種驅(qū)油劑母液及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于新材料領(lǐng)域，涉及一種驅(qū)油劑母液及其制備方法。
背景技術(shù)：
疏水締合聚丙烯酰胺是指在水溶性的丙烯酰胺聚合物中引入少量的疏水基團(tuán)后， 仍能溶于水的一類聚丙烯酰胺衍生物。當(dāng)疏水締合聚丙烯酰胺溶于水時(shí)，因疏水基團(tuán)與水 的極度不相容性，疏水基團(tuán)間發(fā)生聚集，形成疏水微區(qū)。疏水締合聚丙烯酰胺具有的這一微 相分離特性，使其在水溶液中形成物理交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，呈現(xiàn)與常規(guī)水溶性聚丙烯酰胺顯著不同 的結(jié)構(gòu)與性能。目前，疏水締合聚丙烯酰胺AP-P4已進(jìn)入了工業(yè)化生產(chǎn)，疏水締合聚丙烯酰 胺驅(qū)油技術(shù)已成為海上油田大幅度提高采收率技術(shù)中的重要關(guān)鍵技術(shù)。同時(shí)，由于驅(qū)油劑 中疏水側(cè)基的存在，使具有優(yōu)異性能的AP-P4在高濃度溶液配制環(huán)節(jié)溶解性較差，進(jìn)而影 響了驅(qū)油劑目標(biāo)溶液的均勻性，成為海上油田聚合物驅(qū)技術(shù)大規(guī)模應(yīng)用的瓶頸，因而有必 要對(duì)高濃度AP-P4的速溶配方進(jìn)行研究。室內(nèi)實(shí)驗(yàn)證實(shí)AP-P4的溶脹與溶解有明顯的界限。 AP-P4干粉溶解的關(guān)鍵在于加速溶脹膠團(tuán)中的AP-P4分子向溶劑水中的分子擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種驅(qū)油劑母液及其制備方法。本發(fā)明提供的驅(qū)油劑母液，是由非離子表面活性劑、聚丙烯酰胺和綏中36-1油田 水組成。該驅(qū)油劑母液中，所述非離子表面活性劑為聚氧乙烯十八醇醚-10，其結(jié)構(gòu)式如式 I 所示，化學(xué)式為 C18H370(CH2CH20)1QH，也即 C18E10。(式I )該非離子表面活性劑化合物購(gòu)自比利時(shí)ACROS Organics公司，由百靈威化學(xué)技術(shù) 有限公司代理。所述聚丙烯酰胺的粘均分子量為1200萬(wàn)。所述聚丙烯酰胺優(yōu)選為編號(hào)為 AP-P4的聚丙烯酰胺，購(gòu)自四川光亞科技股份有限公司，固含量為91. 22%。所述綏中36-1 油田水優(yōu)選為綏中36-1油田模擬水，所述綏中36-1油田模擬水由水、Na\ K+、Ca2\ Mg2+、 HC03-、C032-、S042_和CI—組成，所述Na+和K+的濃度之和為3091. 96mg/L,所述Ca2+的濃度為 276. 17mg/L，所述 Mg2+ 的濃度為 158. 68mg/L，所述 HC03_ 的濃度為 311. 48mg/L，所述 C032—的 濃度為14. 21mg/L,所述S042—的濃度為85. 29mg/L,所述C1—的濃度為5436. 34mg/L。所述 非離子表面活性劑在所述驅(qū)油劑母液中的濃度為14. 3 71. 4mg/L，具體為14. 3-42. 8mg/ L或42. 8 71. 4mg/L,優(yōu)選42. 8 71. 4mg/L。所述聚丙烯酰胺在所述驅(qū)油劑母液中的 濃度為 4928. 6 4985. 7mg/L,具體為 4928. 6-4957. 2mg/L 或 4957. 2 4985. 7mg/L,優(yōu)選 4928. 6 4957. 2mg/L。所述非離子表面活性劑和所述聚丙烯酰胺在所述驅(qū)油劑母液中的 總濃度為5000mg/L。
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本發(fā)明提供的制備上述驅(qū)油劑母液的方法，包括如下步驟先將所述非離子表面活性劑與所述綏中36-1油田水混合，混勻后再加入所述聚丙烯酰胺，混勻后得到所述驅(qū)油 劑母液。該方法的混勻步驟中，溫度為45士0. 5°C，混勻的方法為攪拌混勻。所述攪拌混勻步驟中，轉(zhuǎn)速為400士5r/min，旋轉(zhuǎn)半徑為35mm。為了進(jìn)一步提高疏水締合聚丙烯酰胺AP-P4驅(qū)油體系的應(yīng)用效果，本發(fā)明提供了 一種用于加速5000mg/L的高濃度AP-P4溶解的驅(qū)油劑母液及其制備方法。該方法在溶液中 外加適量非離子表面活性劑C18E1(I，這些分子量較小的表面活性劑迅速擴(kuò)散到溶液中，其疏 水部分自發(fā)增溶在溶脹膠團(tuán)的疏水微區(qū)中，親水頭基將疏水微區(qū)包裹起來(lái)并分散在水中， 從而使水分子滲透到聚合物的親水基團(tuán)周圍。親水基團(tuán)發(fā)生溶劑化效應(yīng)，分子鏈構(gòu)象從蜷 縮轉(zhuǎn)變?yōu)樯煺範(fàn)顟B(tài)，帶動(dòng)分布在分子鏈上的疏水基團(tuán)脫離原來(lái)的疏水微區(qū)，與周圍臨近的 疏水基團(tuán)組成新的疏水微區(qū)。溶液中疏水微區(qū)的形成與分子鏈的伸展形成一個(gè)動(dòng)態(tài)平衡， 并朝著熵增加的方向移動(dòng)。因此組成疏水微區(qū)的平均疏水基團(tuán)數(shù)量逐漸減少，但溶液中的疏水微區(qū)總量卻在不斷增大，溶液粘度逐漸增大。本發(fā)明提供的驅(qū)油劑母液中，非離子表面 活性劑C18E1(1與AP-P4相互作用，縮短了 AP-P4的溶解時(shí)間，溶液更加均勻。本發(fā)明提供的 方法，在配制高濃度AP-P4溶液時(shí)加入非離子型表面活性劑，可以使聚合物溶解性得到顯 著提高，溶解時(shí)間急劇縮短，具有很好的應(yīng)用前景。


圖1為驅(qū)油劑母液ML1、ML2、ML3與空白溶液MBL的殘余物質(zhì)量百分比與溶解時(shí)間 的關(guān)系曲線。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明提供的制備驅(qū)油劑母液的方法，具體包括如下步驟(1)向5000mL燒杯中稱取0. 0143 0. 0714g式I所示非離子表面活性劑聚氧乙 烯十八醇醚-10，用不添加非離子表面活性劑的體系作為空白進(jìn)行對(duì)比實(shí)驗(yàn)，將燒杯置于 45士0. 5°C恒溫水浴中，固定攪拌棒，向燒杯中加入1000mL綏中36_1油田模擬水(水質(zhì)條 件見表1)，并調(diào)整攪拌器速度至400 士 5r/min，恒溫?cái)嚢?0分鐘至勻；表1、綏中36-1油田模擬水水質(zhì) (2)準(zhǔn)確稱取AP-P4干粉4. 9286 4. 9857g，緩慢均勻地把AP-P4干粉撤入恒溫 攪拌的模擬水中，恒溫(45°C )恒速(400r/min)用旋轉(zhuǎn)半徑為35mm的攪拌器攪拌2小時(shí)至 勻后得到本發(fā)明提供的驅(qū)油劑母液，其中，所述非離子表面活性劑和所述聚丙烯酰胺在所 述驅(qū)油劑母液中的總濃度為5000mg/L。按照下述方法測(cè)定本發(fā)明提供的驅(qū)油劑母液的溶解速度(1)從AP-P4完全撒入水中開始計(jì)時(shí)，間隔20分鐘取相同體積(38mL)溶液一次，用孔徑為149iim(100目)不銹鋼網(wǎng)在壓差O.OlMPa下過(guò)濾，加壓20分鐘，將殘余物連同不 銹鋼網(wǎng)轉(zhuǎn)入坩堝中，沖洗過(guò)濾器并將溶液合并入坩堝；(2)將坩堝置于100°C烘箱中烘干至恒重(36小時(shí))后，將坩堝轉(zhuǎn)入干燥器中降至
室溫，迅速稱重。下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明，但本發(fā)明并不限于以下實(shí)施例。下 述實(shí)施例中所用疏水締合聚丙烯酰胺均為購(gòu)自四川光亞科技股份有限公司的編號(hào)為AP-P4 的疏水締合聚丙烯酰胺，固含量為91. 22%，其粘均分子量為1200萬(wàn)。所用攪拌器購(gòu)自江蘇 江陰保利科研器械有限公司。所用聚氧乙烯十八醇醚-10購(gòu)自比利時(shí)ACROS Organics公 司，由百靈威化學(xué)技術(shù)有限公司代理。實(shí)施例11)將0. 0143g式I所示非離子表面活性劑聚氧乙烯十八醇 醚-10(C18H370(CH2CH20)10H)溶于1000mL表1所示綏中36-1油田模擬水中，恒溫(45°C )恒 速(400r/min)用旋轉(zhuǎn)半徑為35mm的攪拌器攪拌10分鐘完全溶解；2)緩慢均勻地向所述步驟1)添加了聚氧乙烯十八醇醚-10的模擬水中加入 4. 9857gAP-P4干粉，恒溫(45 °C )恒速(400r/min)用旋轉(zhuǎn)半徑為35mm的攪拌器攪拌2 小時(shí)后至勻得到本發(fā)明提供的驅(qū)油劑母液，其中非離子表面活性劑和AP-P4的總濃度為 5000mg/L，編號(hào)為 ML1。該驅(qū)油劑母液ML1的殘余物質(zhì)量百分比與溶解時(shí)間的關(guān)系曲線如圖1所示。實(shí)施例21)將0. 0428g式I所示非離子表面活性劑聚氧乙烯十八醇 醚-10(C18H370(CH2CH20)10H)溶于1000mL表1所示綏中36-1油田模擬水中，恒溫(45°C )恒 速(400r/min)用旋轉(zhuǎn)半徑為35mm的攪拌器攪拌10分鐘完全溶解；2)緩慢均勻地向所述步驟1)添加了聚氧乙烯十八醇醚-10的模擬水中加入 4. 9572gAP-P4干粉，恒溫(45 °C )恒速(400r/min)用旋轉(zhuǎn)半徑為35mm的攪拌器攪拌2 小時(shí)至勻后得到本發(fā)明提供的驅(qū)油劑母液，其中非離子表面活性劑和AP-P4的總濃度為 5000mg/L，編號(hào)為 ML2。該驅(qū)油劑母液ML2的殘余物質(zhì)量百分比與溶解時(shí)間的關(guān)系曲線如圖1所示。實(shí)施例31)將0. 0714g式I所示非離子表面活性劑聚氧乙烯十八醇 醚-10(C18H370(CH2CH20)10H)溶于1000mL表1所示綏中36-1油田模擬水中，恒溫(45°C )恒 速(400r/min)用旋轉(zhuǎn)半徑為35mm的攪拌器攪拌10分鐘完全溶解；2)緩慢均勻地向所述步驟1)添加了聚氧乙烯十八醇醚-10的模擬水中加入 4. 9286gAP-P4干粉，恒溫(45 °C )恒速(400r/min)用旋轉(zhuǎn)半徑為35mm的攪拌器攪拌2 小時(shí)至勻后得到本發(fā)明提供的驅(qū)油劑母液，其中非離子表面活性劑和AP-P4的總濃度為 5000mg/L，編號(hào)為 ML3。該驅(qū)油劑母液ML3的殘余物質(zhì)量百分比與溶解時(shí)間的關(guān)系曲線如圖1所示。對(duì)照例按照與上述實(shí)施例1-3完全相同的步驟及條件，僅將步驟1)中不加入非離子表面 活性劑，步驟2)中所用疏水締合聚丙烯酰胺AP-P4干粉的用量替換為5. 0000g，得到作為空
5白對(duì)照的驅(qū)油劑，編號(hào)為MBL，該MBL驅(qū)油劑中所述疏水締合聚丙烯酰胺AP-P4的總濃度為 5000mg/L，其殘余物質(zhì)量百分比與溶解時(shí)間的關(guān)系曲線如圖1所示。由圖1可知，溶解時(shí)間達(dá)80分鐘以上時(shí)，部分溶解的AP-P4空白溶液在0. OlMPa壓 力下被擠壓通過(guò)濾網(wǎng)，未溶解的AP-P4被阻擋殘留在濾網(wǎng)上，殘留物含量小于100%。而加 入濃度不等的式I所示非離子表面活性劑聚氧乙烯十八醇醚-10后，在數(shù)分鐘內(nèi)即有AP-P4 溶液通過(guò)濾網(wǎng)，說(shuō)明聚氧乙烯十八醇醚-10能使AP-P4迅速溶解于模擬水中，形成均勻溶 液。按照前述方法對(duì)本發(fā)明提供的驅(qū)油劑母液進(jìn)行溶解速度的測(cè)定，所得結(jié)果如表2 所示。表2、式I所示非離子表面活性劑聚氧乙烯十八醇醚-10的加入量對(duì)驅(qū)油劑母液溶
解速度的影響 a溶解時(shí)間為30分鐘。由表2可知，溶解時(shí)間為30分鐘時(shí)，添加式I所示非離子表面活性劑聚氧乙烯 十八醇醚-10的溶液通過(guò)濾網(wǎng)后，殘留聚合物含量減小，說(shuō)明非離子表面活性劑的加入能 夠縮短AP-P4在高礦化度模擬水中的溶解時(shí)間。由于實(shí)際應(yīng)用中，綏中36-1油田水中的總礦物度接近但略低于本發(fā)明表1中所用 綏中36-1油田模擬水，使用模擬水為溶劑配制母液，其性能評(píng)價(jià)結(jié)果更能證明該驅(qū)油劑母 液能夠在實(shí)際應(yīng)用中獲得良好的應(yīng)用效果。
權(quán)利要求
一種驅(qū)油劑母液，是由非離子表面活性劑、聚丙烯酰胺和綏中36-1油田水組成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的驅(qū)油劑母液，其特征在于所述非離子表面活性劑為聚氧乙 烯十八醇醚-10，其結(jié)構(gòu)式如式I所示，(式 I )。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的驅(qū)油劑母液，其特征在于所述聚丙烯酰胺的粘均分子 量為1200萬(wàn)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1 3任一所述的驅(qū)油劑母液，其特征在于所述綏中36-1油田水為 綏中36-1油田模擬水；所述綏中36-1油田模擬水由水、Na\ K+、Ca2\ Mg2+、HC03_、C032—、S042—和Cl_組成，所述 Na+和K+的濃度之和為3091. 96mg/L,所述Ca2+的濃度為276. 17mg/L,所述Mg2+的濃度為 158. 68mg/L，所述 HC03_ 的濃度為 311. 48mg/L，所述 C032—的濃度為 14. 21mg/L，所述 S042—的 濃度為85. 29mg/L，所述C1—的濃度為5436. 34mg/L。
5.根據(jù)權(quán)利要求1 4任一所述的驅(qū)油劑母液，其特征在于所述非離子表面活性劑 在所述驅(qū)油劑母液中的濃度為14. 3 71. 4mg/L，優(yōu)選42. 8 71. 4mg/L。
6.根據(jù)權(quán)利要求1 5任一所述的驅(qū)油劑母液，其特征在于所述聚丙烯酰胺在所述 驅(qū)油劑母液中的濃度為4928. 6 4985. 7mg/L，優(yōu)選4928. 6 4957. 2mg/L ；所述非離子表 面活性劑和所述聚丙烯酰胺在所述驅(qū)油劑母液中的總濃度為5000mg/L。
7.根據(jù)權(quán)利要求1 6任一所述的驅(qū)油劑母液，其特征在于所述驅(qū)油劑母液是按照 權(quán)利要求8-10任一所述方法制備而得。
8.一種制備權(quán)利要求1 7任一所述驅(qū)油劑母液的方法，包括如下步驟先將所述非 離子表面活性劑與所述綏中36-1油田水混合，混勻后再加入所述聚丙烯酰胺，混勻后得到 所述驅(qū)油劑母液。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于所述混勻步驟中，溫度為45+0.5°C，混勻 的方法為攪拌混勻；所述綏中36-1油田水為綏中36-1油田模擬水；所述綏中36-1油田模擬水由水、Na\ K+、Ca2+、Mg2+、HCCV、CO:、S042"和 Cr 組成，所述 Na+ 和 K+ 的濃度之和為 3091. 96mg/L,所述 Ca2+的濃度為276. 17mg/L，所述Mg2+的濃度為158. 68mg/L，所述HC03_的濃度為311. 48mg/ L，所述CO:的濃度為14. 21mg/L,所述S042_的濃度為85. 29mg/L,所述Cl_的濃度為 5436.34mg/L ；所述非離子表面活性劑在所述驅(qū)油劑母液中的濃度為14. 3 71. 4mg/L，優(yōu)選42. 8 71. 4mg/L ；所述聚丙烯酰胺在所述驅(qū)油劑母液中的濃度為4928. 6 4985. 7mg/L,優(yōu)選 4928. 6 4957. 2mg/L ；所述非離子表面活性劑和所述聚丙烯酰胺在所述驅(qū)油劑母液中的 總濃度為5000mg/L。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于所述攪拌混勻步驟中，轉(zhuǎn)速為400士 5r/ min，旋轉(zhuǎn)半徑為35mm。
全文摘要
本發(fā)明公開一種驅(qū)油劑母液及其制備方法。該驅(qū)油劑母液，是由非離子表面活性劑、聚丙烯酰胺和綏中36-1油田水組成。該驅(qū)油劑母液中，非離子表面活性劑C18E10與聚丙烯酰胺AP-P4相互作用，可加速AP-P4在高礦化度的油田現(xiàn)場(chǎng)水中的溶解，與相同濃度的AP-P4溶液相比，縮短了AP-P4的溶解時(shí)間，溶液更加均勻。
文檔編號(hào)C09K8/584GK101864286SQ20101019237
公開日2010年10月20日 申請(qǐng)日期2010年6月4日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月4日
發(fā)明者張健, 朱玥珺 申請(qǐng)人:中國(guó)海洋石油總公司;中海石油研究中心