專利名稱：一種地層殘留聚合物再利用調(diào)驅(qū)劑及其應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種地層殘留聚合物再利用調(diào)驅(qū)劑及其應(yīng)用，屬于油氣田開發(fā)工程技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
海上油田的開發(fā)受平臺壽命的限制，經(jīng)過近十幾年聚合物驅(qū)室內(nèi)實驗的研究和和礦場試驗的開發(fā)，已成功將聚合物驅(qū)用于海上稠油油藏，并獲得了高效的產(chǎn)量和經(jīng)濟效益。但是由于海上稠油油藏苛刻的地層條件，隨著油田聚合物驅(qū)的開發(fā)，油藏滲透率級差越變越大，竄流嚴重，越來越多的聚合物驅(qū)的受效井出現(xiàn)產(chǎn)出聚合物濃度過高，含水率上升較快的問題，大大降低了聚合物驅(qū)的驅(qū)油效果；同時大量的室內(nèi)實驗研究表明注入聚合物后大量的聚合物以吸附和捕集的方式滯留于地層中，未發(fā)揮驅(qū)油的作用，從油井產(chǎn)出造成環(huán)境污染；聚合物驅(qū)提高采收率的能力最終僅為10%左右，聚合物驅(qū)后油藏仍約有50%的地下原油還未采出來。聚合物驅(qū)后進ー步提高原油采收率的問題已成為目前注聚后如何保持油田穩(wěn)產(chǎn)的大問題。目前由于陸上老油田大都進入高含水期，趙福麟、戴彩麗等深入研究提出地層殘留聚合物再利用技木，并在勝利油田、河南油田、大慶油田進行現(xiàn)場試驗，取得聚合物產(chǎn)出濃度降低30% 70%，聚合物驅(qū)后采收率再提高5% 10%的好效果。其中地層殘留聚合物再利用技術(shù)中應(yīng)用最為廣泛的是絮凝技木，優(yōu)選絮凝劑是穩(wěn)定化鈉土 YG340-1，它主要是由無機膨潤土和穩(wěn)定劑組成，具有性能優(yōu)良、價格低廉等優(yōu)點，但是聚合物驅(qū)后注入穩(wěn)定化鈉土 YG340-1可能存在堵塞非目的油層的風險，針對海上油田特定的油藏條件，海上油田后續(xù)的解堵措施和解堵效果也會對油田的穩(wěn)產(chǎn)造成不良影響。另外，陸上油田聚合物驅(qū)作業(yè)使用聚合物的主要形態(tài)是干粉，其 溶脹階段較長，溶解速度緩慢，需要配置大型的溶解和熟化設(shè)備，占用空間大，在海上油田的使用受到限制。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)中再利用調(diào)驅(qū)劑的不足，本發(fā)明提供一種地層殘留聚合物再利用調(diào)驅(qū)劑及其應(yīng)用，該再利用調(diào)驅(qū)劑主要適用于海上進行聚合物驅(qū)的油田，它能有效的利用地層中殘留的聚合物形成絮凝體來改善海上油田聚合物驅(qū)和聚合物驅(qū)后轉(zhuǎn)水驅(qū)的開發(fā)效果，提高原油采收率和降低產(chǎn)聚濃度。術(shù)語解釋聚合物驅(qū)，是指以聚合物溶液作為驅(qū)油劑的驅(qū)油法，屬化學驅(qū)；地層殘留聚合物，是指是指油田聚合物驅(qū)后殘留在地層內(nèi)的作為驅(qū)油劑注入的聚合物；水包水型陽離子乳液:丙烯酰胺単體(AM)與其它水溶性単體在ー種低分子量水溶性聚合物穩(wěn)定劑的無機鹽溶液中進行分散聚合反應(yīng)所得到的外觀類似乳液的水分散體系。有關(guān)制備技術(shù)參見傅智健的碩士學位論文《陽離子聚丙烯酰胺“水包水”乳液的合成和應(yīng)用》、邢凡彬的碩士學位論文《聚丙烯酰胺水包水共聚乳液的制備》。本發(fā)明的技術(shù)方案如下:一種地層殘留聚合物再利用調(diào)驅(qū)劑，原料質(zhì)量比組成如下: 水介質(zhì)分散型聚丙烯酰胺0.8 2.0%，地層水余量。根據(jù)本發(fā)明，所述水介質(zhì)分散型聚丙烯酰胺選自水包水型陽離子乳液WF20、水包水型陽離子乳液WF40、水包水型陽離子乳·液WF70之一或組合；根據(jù)本發(fā)明，優(yōu)選的，所述水介質(zhì)分散型聚丙烯酰胺為水包水型陽離子乳液WF40。水包水型陽尚子乳液WF40可市場購買,按質(zhì)量百分比，固含量為46.3% 48.2%,有效含量為18% 20%，相對分子質(zhì)量為750 X IO4 800 X 104，陽離子度為38 41。根據(jù)本發(fā)明，優(yōu)選的，所述地層水是含Na+、Ca2+、Mg2+、S042_、HC03_和Cl—的去離子水，其中，所述Na+的濃度為950.89mg L—1，Ca2++Mg2+濃度為30.6Img L—1，C032—的濃度為107.14mg じ1，SO/-的濃度為43.62mg じ1，HCO3_的濃度為924.45mg じ1，Cl _的濃度為845.52mg ^L10所述地層水的配制是分別將CaCl2、MgC12 6H20, Na2SO4, NaC03> NaHC03> NaCl 加入到去離子水中?？刂芅a+、Ca2+、Mg2+、SO4' CO32' HCO3^和Cl ^濃度如上所述即可。本發(fā)明的地層殘留聚合物再利用調(diào)驅(qū)劑在提高海上油田聚合物驅(qū)油的采收率中的應(yīng)用。所述海上油田聚合物驅(qū)油采用的聚合物為部分水解聚丙烯酰胺，代號為BHPM，固含量為88.5% 89.7%，相對分子質(zhì)量為2000 X IO4 2200 X 104，水解度為24.2% 25.0%。應(yīng)用時，將充分溶解好的本發(fā)明的調(diào)驅(qū)劑注入注水井，通過注水井注入到目標油層中。該調(diào)驅(qū)劑優(yōu)先進入滲透率高的地層，在地層中與殘留的聚合物發(fā)生相互作用，形成難以流動的絮凝體系，控制聚合物驅(qū)產(chǎn)生的高滲通道，使后續(xù)注水或者注聚合物進入中低滲透層；從而改善地層的吸水剖面，提高原油采收率，并降低產(chǎn)出聚合物的濃度。本發(fā)明所述的水包水型陽離子乳液可市場購買，也可按現(xiàn)有技術(shù)制備。本發(fā)明的地層殘留聚合物再利用調(diào)驅(qū)劑，用于海上油田聚合物驅(qū)后的地層殘留聚合物再利用，改善海上油田聚合物驅(qū)的開發(fā)效果，實現(xiàn)提高原油采收率和降低產(chǎn)出聚合物濃度的目標。水包水型陽離子乳液極易在水中解離，其基團顯正電性，可與吸附在地層砂巖表面吸附的和溶解在巖心孔隙中的低質(zhì)量濃度、低相對分子量、高水解度的殘留聚合物的陰離子基團通過“電性中和”和“吸附 架橋 卷帯”作用形成較為致密的絮凝體系。同時后續(xù)注入的再利用調(diào)驅(qū)劑的粘度比殘留聚合物溶液的粘度更低，更容易“指進”進入高滲透層，在向前移動過程中不斷與殘留聚合物相遇形成絮凝體系，來封堵高滲透層。本發(fā)明地層殘留聚合物再利用調(diào)驅(qū)劑的使用方法，包括如下步驟:將本發(fā)明的調(diào)驅(qū)劑加入至注水井中，通過注水井注入到目標油田的油層中，與其中殘留的陰離子聚合物發(fā)生相互作用，進行深部調(diào)驅(qū)，提高原油采收率。本發(fā)明的有益效果是:(I)本發(fā)明結(jié)合海上油田高效開發(fā)和注重環(huán)境保護的特點，利用水包水型陽離子乳液加入到再利用調(diào)驅(qū)體系中，具有延緩聚合物溶液在地層中的突破和提高波及系數(shù)的能力，它既能起到聚合物驅(qū)后利用地層殘留聚合物再利用深部調(diào)驅(qū)提高原油采收率的作用，又能避免堵塞，對地層的傷害降低到最小。
(2)本發(fā)明調(diào)驅(qū)劑體系組成簡單，環(huán)境友好，具有較快的溶解速度，對設(shè)備要求低，注入エ藝簡単，非常適用于海上油田聚合物驅(qū)的現(xiàn)場使用。通過向聚合物驅(qū)過程中以及后續(xù)水驅(qū)中的注水井注入地層殘留聚合物再利用調(diào)驅(qū)劑，與高滲透層中的殘留聚合物相互作用形成具有封堵性能的絮凝體系，能很強的控制高滲通道，迫使后續(xù)注水或者聚合物進入中低滲透層，同時絮凝體系可以停留在油藏的不同位置，改善地層的吸水剖面，提高原油采收率。本發(fā)明的地層殘留聚合物再利用調(diào)驅(qū)劑在海上油氣田開發(fā)領(lǐng)域有重要的應(yīng)用價值。


圖1是實施例2地層殘留聚合物再利用調(diào)驅(qū)劑粘度隨攪拌時間的變化關(guān)系曲線圖2是實施例3地層殘留聚合物再利用調(diào)驅(qū)劑粘度隨濃度的變化關(guān)系曲線圖3是實施例4地層殘留聚合物再利用調(diào)驅(qū)劑粘度隨溫度的變化關(guān)系曲線圖4是實施例6地 層殘留聚合物與地層殘留聚合物再利用調(diào)驅(qū)劑的絮凝現(xiàn)象，a_地層殘留聚合物山-地層殘留聚合物再利用劑；c-絮凝體系；圖5是注入實施例8再利用調(diào)驅(qū)劑后填砂管巖心封堵率隨時間的變化曲線
具體實施例方式下面結(jié)合具體實施例和附圖進ー步說明本發(fā)明，但本發(fā)明并不限于以下實施例。下述實施例中所使用的實驗方法如無特殊說明，均為常規(guī)方法。下面實施例中所用的材料、試劑等，如無特殊說明，均可從商業(yè)途徑得到。實施例中的油田使用的聚合物是陰離子部分水解聚丙烯酰胺，代號為BHPM，固含量為88.5% 89.7%，相對分子質(zhì)量為2000 X IO4 2200 X 104，水解度為24.2 25.0%。實施例中的術(shù)語解釋:采收率，是指采出的原油容積占地層中原油的總?cè)莘e的比；波及系數(shù)，是指驅(qū)油劑波及到的油層容積與整個含油容積的比；1PV，是指I倍巖心孔隙體積；mL。地層殘留聚合物再利用調(diào)驅(qū)劑的濃度，是指地層殘留聚合物再利用調(diào)驅(qū)劑中的水介質(zhì)分散型聚丙烯酰胺(水包水型陽離子乳液WF40)的含量。實施例1:地層殘留聚合物再利用調(diào)驅(qū)劑的組成地層殘留聚合物再利用調(diào)驅(qū)劑，以調(diào)驅(qū)劑總量100%計，由0.8% 2.0%的水介質(zhì)分散型聚丙烯酰胺和余量的地層水組成；所述水介質(zhì)分散型聚丙烯酰胺選自水包水型陽離子乳液WF40 (北京德美高科科技有限責任公司)，固含量為46.3% 48.2%,有效含量為18% 20%,相對分子質(zhì)量為750 X IO4 800 X IO4,陽離子度為38 41。所述地層水是含Na+、Ca2+、Mg2+、SO42、HCCV和Cr的去離子水,其中，所述Na+的濃度為 950.89mg L1, Ca2++Mg2+ 濃度為 30.6Img L1, CO32 的濃度為 107.14mg L1, SO42的濃度為43.62mg L I, HCO3的濃度為924.45mg L \ Cl 的濃度為845.52mg Lし地層水的配制:分別將CaCl2、MgCl2 6H20、Na2SO4, NaCO3> NaHCO3> NaCl 加入到去離子水中?？刂芅a+、Ca2+、Mg2+、SO42-、CO32'HCO3-和Cr濃度如上所述即可。實施例2、水包水型陽離子乳液WF40的溶解性能
稱取1.5g實施例1中所述的水包水型陽離子乳液WF40加入到98.5g實施例1中所述的地層注入水中，制備質(zhì)量濃度為1.5%的再利用調(diào)驅(qū)劑溶液。在400r/min的轉(zhuǎn)速下恒速攪拌，每隔2min取樣一次，在20°C和7.34s—1的條件下用Brookfield DV-1II粘度計測定不同時刻再利用調(diào)驅(qū)劑溶液的粘度，在某ー時刻，相鄰2次測量的粘度值之間的變化不大于5%，此時刻即為該剪切速率下的溶解時間。溶液的粘度隨攪拌時間的關(guān)系見圖1所
/Jn o實驗結(jié)果表明，水包水型陽離子乳液有較好的溶解性能，在20°C時的溶解時間為6 lOmin。這是由于水包水型陽離子乳液和HPAM干粉相比，顆粒的比表面大很多，而且其制備的聚合過程中已經(jīng)有部分溶脹，當溶液和水分子接觸時，溶液中的連續(xù)相與水分子互溶，網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)被破壞，有利于溶液與鹽水的溶解，方便現(xiàn)場在線配注。實施例3、地層殘留聚合物再利用調(diào)驅(qū)劑的粘濃關(guān)系稱取3.0g實施例1中所述的水包水型陽離子乳液WF40加入到97.0g實施例1中所述的地層注入水中，在400r/min的條件下攪拌溶解lOmin，制備質(zhì)量濃度為3%的再利用調(diào)驅(qū)劑的母液，然后稀釋成質(zhì)量濃度為0.5%、1.0%、1.5%、2.0%、2.5%的目的液，在20°C和
7.34s_l條件下用Brookfield粘度計測定溶液的粘度值,結(jié)果見圖2。由圖2可知,地層殘留聚合物再利用調(diào)驅(qū)劑的粘度隨著濃度的增加呈指數(shù)上升變化趨勢，當質(zhì)量濃度為1.5%吋，粘度為22.4mPa s，這說明有很好的注入性。實施例4、地層殘留聚合物再利用調(diào)驅(qū)劑的粘溫關(guān)系
稱取1.5g實施例1中所述的水包水型陽離子乳液WF40加入到98.5g實施例1中所述的地層注入水中，在400r/min的條件下攪拌溶解lOmin，制備質(zhì)量濃度為1.5%的再利用調(diào)驅(qū)劑，在不同溫度和7.34s-1條件下的用Brookfield粘度計測定溶液的粘度值，結(jié)果見圖3。由圖3可知，地層殘留聚合物再利用調(diào)驅(qū)劑的粘度隨著溫度的升高而降低。當?shù)貙託埩艟酆衔镌倮谜{(diào)驅(qū)劑從地面進入地層深部的注入過程中，粘度逐漸降低，有很好的流動性，能進入高滲透層中與滯留和溶解的地層殘留聚合物相遇，發(fā)生絮凝反應(yīng)，封堵高滲透層。實施例5、不同質(zhì)量濃度的地層殘留聚合物再利用調(diào)驅(qū)劑與殘留聚合物BHPM的絮凝實驗稱取3.0g實施例1中所述的水包水型陽離子乳液WF40加入到97.0g實施例1中所述的地層注入水，在400r/min的條件下攪拌溶解lOmin，制備質(zhì)量濃度為3.0%的母液，然后稀釋成質(zhì)量濃度為0.5%、1.0%、1.5%、2.0%的目的液a。稱取0.5g油田使用的聚合物陰離子部分水解聚丙烯酰胺BHPM加入到99.5g地層注入水中，配制成質(zhì)量濃度為5000mg/L的母液，在油藏溫度(57°C)條件下放置6 8小時；然后稀釋成質(zhì)量濃度為200mg/L、400mg/L和800mg/L的目的液b。絮凝實驗前將稀釋后的目的液a和目的液b用Warning攪拌器I檔剪切20秒，模擬該再利用調(diào)驅(qū)劑和聚合物溶液經(jīng)過地面注入流程和井底過炮眼的強烈機械剪切后的狀態(tài)。①陽離子質(zhì)量一定量取5.0mL質(zhì)量濃度為1.0%的再利用調(diào)驅(qū)劑(目的液a)，向其中滴加質(zhì)量濃度為600mg/L的陰離子聚合物溶液(目的液b)，邊滴加邊攪拌直至絮凝體積不再増加，記錄滴加陰離子聚合物溶液(目的液b)的總體積，結(jié)果如表I。
②陰離子質(zhì)量一定量取5.0mL質(zhì)量濃度為200mg/L、400mg/L和800mg/L的陰離子聚合物溶液(目的液b)，邊滴加邊攪拌濃度為1.5%的再利用調(diào)驅(qū)劑(目的液a)，直至絮凝體積不再増加，記錄滴加再利用調(diào)驅(qū)劑溶液(目的液a)的總體積，結(jié)果見表I。表I不同質(zhì)量濃度的再利用調(diào)驅(qū)劑與不同質(zhì)量濃度的地層聚合物的絮凝實驗
權(quán)利要求
1.一種地層殘留聚合物再利用調(diào)驅(qū)劑，其特征在于原料質(zhì)量比組成如下: 水介質(zhì)分散型聚丙烯酰胺 0.8 2.0%，地層水余量； 所述水介質(zhì)分散型聚丙烯酰胺選自水包水型陽離子乳液WF20、水包水型陽離子乳液WF40、水包水型陽離子乳液WF70之ー或組合。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的地層殘留聚合物再利用調(diào)驅(qū)劑，其特征在于所述水介質(zhì)分散型聚丙烯酰胺為水包水型陽離子乳液WF40。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的地層殘留聚合物再利用調(diào)驅(qū)劑，其特征在于所述水介質(zhì)分散型聚丙烯酰胺為水包水型陽離子乳液WF40，按質(zhì)量百分比，固含量為46.3% 48.2%，有效含量為18% 20%，相對分子質(zhì)量為750 X IO4 800 X 104，陽離子度為38 41。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的地層殘留聚合物再利用調(diào)驅(qū)劑，其特征在于所述地層水是含 Na+、Ca2+、Mg2+、SO42_、HC03_ 和Cl _ 的去離子水，其中，所述 Na+ 的濃度為 950.89mg L—1，Ca2++Mg2+濃度為30.6 Img じ1，⑶廣的濃度為107.14mg じ1，SO42 _的濃度為43.62mg じ1，HCO3 的濃度為 924.45mg L \ Cl 的濃度為 845.52mg L、
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的地層殘留聚合物再利用調(diào)驅(qū)劑，其特征在于所述地層水的配制是按 Na+、Ca2+、Mg2+、SO廣、CO32' HCO3^ 和 Cl ^ 濃度，分別將 CaCl2、MgCl2 6H20、Na2SO4,NaCO3> NaHCO3> NaCl加入到去離子水中。
6.權(quán)利要求1 5中任一所述的地層殘留聚合物再利用調(diào)驅(qū)劑在提高海上油田聚合物驅(qū)油的采收率中的應(yīng)用。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的應(yīng)用，其特征在于，所述聚合物驅(qū)油采用的聚合物為部分水解聚丙烯酰胺(BHPM)，固含量為88.5% 89.7%，相對分子質(zhì)量為2000 X IO4 2200 X 104，水解度為24.2% 25.0%。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的應(yīng)用，其特征在于，使用方法如下: 將所述的地層殘留聚合物再利用調(diào)驅(qū)劑加入至注水井中，通過注水井注入到目標油田的油層中，與其中殘留的陰離子聚合物發(fā)生相互作用，進行深部調(diào)驅(qū)，提高原油采收率。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種地層殘留聚合物再利用調(diào)驅(qū)劑及其應(yīng)用。該地層殘留聚合物再利用調(diào)驅(qū)劑是由0.8%～2.0%的水介質(zhì)分散型聚丙烯酰胺和地層水組成。本發(fā)明的調(diào)驅(qū)劑體系組成簡單，環(huán)境友好，溶解時間短，施工工藝簡單，動用設(shè)備少，適用于海上油田聚合物驅(qū)現(xiàn)場使用。所述地層殘留聚合物再利用調(diào)驅(qū)劑能在聚合物驅(qū)過程中以及后續(xù)水驅(qū)過程中利用地層殘留聚合物形成絮凝體系，對高滲通道進行有效的封堵，具有延緩聚合物溶液在地層中的突破和提高波及系數(shù)的能力，提高原油的采收率和降低產(chǎn)聚濃度。
文檔編號C09K8/588GK103113873SQ20131007024
公開日2013年5月22日 申請日期2013年3月5日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月5日
發(fā)明者戴彩麗, 楊帥, 由慶, 姜維東, 張健, 趙明偉, 趙光 申請人:中國石油大學(華東)