一種具有高增粘和高抗剪切的小分子驅(qū)油劑及制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種具有高增粘和高抗剪切的小分子驅(qū)油劑及制備方法，涉及三次采油領(lǐng)域。由以下組分按重量百分比合成：0.5%～0.8%主劑CTAB、0.2%～0.3%的小分子調(diào)節(jié)輔劑、0.1%～0.2%的碳酸鈉和98.7%～99.2%的水，制備方法包括以下步驟：首先把CTAB主劑加入到水中，并加熱到40～50℃，邊加熱，邊攪拌，使CTAB完全溶于水中；然后把小分子調(diào)節(jié)劑加入到步驟（1）的水中，采用無水碳酸鈉調(diào)節(jié)溶液pH值為4～7；最后把上述混合液移入特殊容器中，加熱至60～70℃，反應(yīng)1～2小時，得到具有較高粘度和抗剪切性好的小分子驅(qū)油劑。本發(fā)明不僅具有較好的增粘性能，而且具有較好的抗剪切性，生產(chǎn)效率高、能耗小，可以應(yīng)用于不同地區(qū)的油藏，有效解決了驅(qū)油劑在經(jīng)過近井地帶之后粘度降低的問題，大幅提高了油藏采收率。
【專利說明】
一種具有高増粘和高抗剪切的小分子驅(qū)油劑及制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及到三次采油領(lǐng)域，具體涉及一種具有高增粘和高抗剪切的小分子驅(qū)油劑及制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]近幾年來，聚合物驅(qū)油技術(shù)在國內(nèi)各油田的應(yīng)用很廣泛，不但取得了令人矚目的進(jìn)展，而且技術(shù)水平也日趨成熟。但隨著油藏條件變的越來越惡劣，現(xiàn)有的驅(qū)油聚合物部分水解聚丙烯酰胺的性能已經(jīng)無法滿足油藏進(jìn)一步提高采收率的需要，尤其目前部分水解聚丙烯酰胺由于分子量較高，雖然在地面配制的時候粘度較高，但是它在配制、稀釋及經(jīng)過地層炮眼的時候會受到較強(qiáng)的剪切作用，大分子量的部分水解聚丙烯酰胺經(jīng)過上述剪切之后，分子鏈被剪斷，粘度產(chǎn)生了較大的降幅，因此在經(jīng)過近井地帶之后聚丙烯酰胺的粘度只有地上粘度的40 %?50 %。
[0003]為了解決上述部分水解聚丙烯酰胺不抗剪切的問題，需要找到一種抗剪切性更好的驅(qū)油劑，但大分子量的聚合物由于分子鏈較長，在經(jīng)過剪切之后分子鏈都要被剪斷，粘度都會產(chǎn)生不同程度的降低，為此，發(fā)明了一種小分子驅(qū)油劑，它是通過兩種小分子間的作用力而形成的具有較高粘度的驅(qū)油劑，即使受到剪切，小分子也不會斷鏈，因此具有較好的抗剪切性能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明是針對現(xiàn)有的大分子量驅(qū)油聚合物抗剪切性較差的不足，提供一種具有高增粘和高抗剪切的小分子驅(qū)油劑及制備方法。該驅(qū)油劑不僅具有較好的增粘性能，而且具有較好的抗剪切性，生產(chǎn)效率高、能耗小，大幅提高了油藏采收率，可以應(yīng)用于不同地區(qū)的油藏。
[0005]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供一種具有高增粘和高抗剪切的小分子驅(qū)油劑:
[0006]—種具有高增粘和高抗剪切的小分子驅(qū)油劑，由以下組分按重量百分比合成:
[0007](I)主齊IJ CTAB:0.5%?0.8% ；
[0008](2)小分子調(diào)節(jié)輔劑:0.2%?0.3% ;
[0009](3)碳酸鈉:0.1%?0.2% ;
[0010](4)水:98.7 % ?99.2 %。
[0011]所述的主劑CTAB為十六烷基三甲基溴化銨，所述的小子調(diào)節(jié)輔劑為4-羥基水楊酸、2-萘甲酸、3，7- 二羥基-2-萘甲酸或4-氯水楊酸的任意一種。
[0012]進(jìn)一步，主劑和小分子調(diào)節(jié)劑的質(zhì)量比為3:1?4:1。
[0013]所述水的礦化度O?10000mg/L。
[0014]本發(fā)明還提供了制備具有高增粘和高抗剪切的小分子驅(qū)油劑的方法，包括以下步驟:
[0015](I)把CTAB主劑加入到水中，并加熱到40?50°C，邊加熱，邊攪拌，使CTAB完全溶于水中；
[0016](2)把小分子調(diào)節(jié)劑加入到步驟⑴的水中，采用無水碳酸鈉調(diào)節(jié)溶液pH值為4?7 ;
[0017](3)把上述混合液移入特殊容器中，加熱至60?70°C，反應(yīng)I?2小時，得到具有較高粘度和抗剪切性好的小分子驅(qū)油劑。
[0018]進(jìn)一步，所述步驟(3)中的特殊容器為三口燒瓶，所述步驟(3)中的加熱方式為油浴加熱。
[0019]相比現(xiàn)有技術(shù)中的大分子部分水解聚丙烯酰胺驅(qū)油劑，本發(fā)明具有以下有益效果:
[0020](I)本發(fā)明制得的小分子驅(qū)油劑CT-4QS、CT-2NJ、CT-3Q2NJ和CT-4LS，在礦化度低于10000mg/L，溫度低于75°C的條件下，具有較高的粘度，確保驅(qū)油劑在地下具有較強(qiáng)的流度控制能力。
[0021](2)本發(fā)明在溫度為75°C條件下，小分子驅(qū)油劑在高速剪切前后，粘度并沒有發(fā)生很大的變化，粘度由剪切前的21.5mPa.s變?yōu)?0.8mPa.s，粘度損失3.3%，抗剪切性大幅度提升，確保驅(qū)油劑經(jīng)過近井地帶之后仍然具有很高的粘度。有利于其在地下形成高的有效粘度，大幅提高了油藏采收率。
[0022](3)本發(fā)明通過小分子間的自組裝，具有良好的增粘性，在水溶液中能夠形成致密的網(wǎng)絡(luò)聚集體，且小分子自組裝后的的聚集能力比常規(guī)大分子部分水解聚丙烯酰胺更高。
[0023](4)本發(fā)明制備工藝簡單，費用低，污染小，生產(chǎn)效率高，可以應(yīng)用于不同地區(qū)的油藏，適宜大規(guī)模推廣。
【附圖說明】
[0024]圖1高增粘和高抗剪切小分子驅(qū)油劑和常規(guī)大分子部分水解聚丙烯酰胺粘溫曲線對比圖；
[0025]圖2高增粘和高抗剪切小分子驅(qū)油劑的微觀聚集形態(tài)電鏡圖；
[0026]圖3大分子部分水解聚丙烯酰胺在水溶液中的微觀聚集形態(tài)電鏡圖；
[0027]圖4高增粘和高抗剪切小分子驅(qū)油劑剪切前與剪切后的粘度對比圖；
[0028]圖5大分子部分水解聚丙烯酰胺驅(qū)油劑剪切前與剪切后的粘度對比圖。
【具體實施方式】
[0029]以下通過附圖結(jié)合實施例和實驗例對本發(fā)明做進(jìn)一步的說明。
[0030]實施例1:
[0031]原料:CTAB(十六烷基三甲基溴化銨)，4_羥基水楊酸，無水碳酸鈉，礦化度100±10mg/L 的水。
[0032]制備步驟:
[0033](I)稱取CTAB 0.375g加入到49.5g礦化度100 土 10mg/L的/K，把水溫升到40±2°C，攪拌均勾后，加入0.125g 4-輕基水楊酸，再次攪拌均勾，并加入無水碳酸鈉調(diào)節(jié)溶液的PH值為4.10 ;
[0034](2)把上述混合液移入至三口燒瓶中，邊攪拌邊用油浴加熱，溫度維持在68±2°C反應(yīng)lh。
[0035](3) Ih后，粘度上升，停止攪拌，并把溶液從燒瓶中倒出冷卻，最終形成具有高增粘的小分子驅(qū)油劑CT-4QS。
[0036]實施例2:
[0037]原料:CTAB(十六烷基三甲基溴化銨)，2_萘甲酸，無水碳酸鈉，礦化度5380±50mg/L 的水。
[0038](I)稱取CTAB 0.46g加入到49.4g礦化度為5380±50mg/L的水，把水溫升到45±2°C，攪拌均勻后，加入0.14g 2-萘甲酸，再次攪拌均勻，并加入無水碳酸鈉調(diào)節(jié)溶液的pH值為6.5。
[0039](2)把上述混合液移入至三口燒瓶中，邊攪拌邊用油浴加熱，溫度維持在63±2°C反應(yīng)1.5h0
[0040](3) 1.5h后，粘度上升，停止攪拌，并把溶液從燒瓶中倒出冷卻，最終形成具有高增粘的小分子驅(qū)油劑CT-2NJ。
[0041]實施例3:
[0042]原料:CTAB (十六烷基三甲基溴化銨)，3，7- 二羥基_2_萘甲酸，無水碳酸鈉，礦化度 7950±50mg/L 的水。
[0043](I)稱取CTAB 0.55g加入到49.3g礦化度7950 土 50mg/L的/K，把水溫升到48±2°C，攪拌均勻后，加入0.15g 3，7-二羥基-2-萘甲酸，再次攪拌均勻，并加入碳酸鈉調(diào)節(jié)溶液的PH值為6.9。
[0044](2)把上述混合液移入至三口燒瓶中，邊攪拌邊用油浴加熱，溫度維持在65±2°C反應(yīng)2h。
[0045](3)反應(yīng)2h之后，粘度上升，停止攪拌，并把溶液從燒瓶中倒出冷卻，最終形成具有高增粘的小分子驅(qū)油劑CT-3Q2NJ。
[0046]實施例4:
[0047]原料:CTAB(十六烷基三甲基溴化銨)，4_氯水楊酸，無水碳酸鈉，礦化度9980±50mg/L 的水。
[0048](I)稱取CTAB 0.38g加入到49.5g礦化度為9980±50mg/L的水，把水溫升到49± 1°C，攪拌均勻后，加入0.12g 4-氯水楊酸，再次攪拌均勻，并加入碳酸鈉調(diào)節(jié)溶液的pH值為6.6ο
[0049](2)把上述混合液移入至三口燒瓶中，邊攪拌邊用油浴加熱，溫度維持在66±2°C反應(yīng)1.8ho
[0050](3)反應(yīng)1.Sh后，粘度上升，停止攪拌，并把溶液從燒瓶中倒出冷卻，最終形成具有高增粘的小分子驅(qū)油劑CT-4LS。
[0051]實驗例1:
[0052]取實施例1?4制得的小分子驅(qū)油劑，在礦化度9750mg/L條件下，測定體系的粘溫曲線，并和常規(guī)大分子部分水解聚丙烯酰胺相比較。如圖1所示，合成的小分子驅(qū)油劑在溫度低于75°C條件下，和常規(guī)的大分子部分水解聚丙烯酰胺相比，粘度更高。
[0053]實驗例2:
[0054]取實施例1所得的小分子驅(qū)油劑，利用冷凍蝕刻掃描電鏡觀察溶液的微觀聚集形態(tài)，如圖2所示，和大分子部分水解聚丙烯酰胺作比較，如圖3所示；圖2和圖3對比可知，合成的小分子驅(qū)油劑通過分子間的相互作用，能夠在溶液中形成和大分子部分水解聚丙烯酰胺一樣的致密網(wǎng)絡(luò)聚集體，且小分子自組裝后的的聚集能力比常規(guī)大分子部分水解聚丙烯酰胺更高。
[0055]實驗例3:
[0056]取實施例1所得的小分子驅(qū)油劑，利用吳茵攪拌器3000r/min剪切10s，在溫度為75°C條件下，考察剪切前后驅(qū)油劑粘度的變化情況。
[0057]如圖4所示，剪切前后，小分子驅(qū)油劑粘度并沒有發(fā)生很大的變化，粘度由剪切前的21.5mPa.s變?yōu)?0.8mPa.s，粘度損失3.3%;如圖5所示，大分子的部分水解聚丙烯酰胺驅(qū)油劑剪切前的粘度為25.6mPa.s剪切后的粘度為12.5mPa.s，粘度損失51.2%。
[0058]結(jié)果證明，小分子驅(qū)油劑相較于大分子的部分水解聚丙烯酰胺，抗剪切性大幅度提升，有利于其在地下形成高的有效粘度。
【主權(quán)項】
1.一種具有高增粘和高抗剪切的小分子驅(qū)油劑，其特征是:由以下組分按重量百分比合成: (1)主劑CTAB:0.5%?0.8% ； (2)小分子調(diào)節(jié)輔劑:0.2%?0.3% ; (3)碳酸鈉:0.1%?0.2% ; (4)水:98.7%?99.2%。2.如權(quán)利要求1所述的具有高增粘和高抗剪切的小分子驅(qū)油劑合成條件，其特征是:所述的主劑CTAB為十六烷基三甲基溴化銨。3.如權(quán)利要求1所述的具有高增粘和高抗剪切的小分子驅(qū)油劑合成條件，其特征是:所述的小子調(diào)節(jié)輔劑為4-羥基水楊酸、2-萘甲酸、3，7- 二羥基-2-萘甲酸或4-氯水楊酸的任意一種。4.如權(quán)利要求1所述的具有高增粘和高抗剪切的小分子驅(qū)油劑的合成條件，其特征是:主劑和小分子調(diào)節(jié)劑的質(zhì)量比為3:1?4:1之間。5.如權(quán)利要求1所述的具有高增粘和高抗剪切的小分子驅(qū)油劑合成條件，其特征是:所述水的礦化度O?10000mg/L。6.如權(quán)利要求1所述的具有高增粘和高抗剪切的小分子驅(qū)油劑，其特征是:制備方法包括以下步驟: (1)把CTAB主劑加入到水中，并加熱到40?50°C，邊加熱，邊攪拌，使CTAB完全溶于水中；(2)把小分子調(diào)節(jié)劑加入到步驟⑴的水中，采用無水碳酸鈉調(diào)節(jié)溶液PH值為4?7; (3)把上述混合液移入特殊容器中，加熱至60?70°C，反應(yīng)I?2小時，得到具有較高粘度和抗剪切性好的小分子驅(qū)油劑。7.如權(quán)利要求6所述的具有高增粘和高抗剪切的小分子驅(qū)油劑制備方法，其特征是:所述步驟(3)中的特殊容器為三口燒瓶。8.如權(quán)利要求6所述的具有高增粘和高抗剪切的小分子驅(qū)油劑制備方法，其特征是:所述步驟(3)中的加熱方式為油浴加熱。
【文檔編號】C09K8/58GK105985760SQ201510072132
【公開日】2016年10月5日
【申請日】2015年2月11日
【發(fā)明人】程玉橋, 徐輝, 楊勇, 韓玉貴, 曹緒龍, 李振泉, 宋新旺, 郭蘭磊, 李彬, 孫秀芝, 李海濤, 張文, 竇立霞, 龐雪君, 何冬月, 張新英
【申請人】中國石油化工股份有限公司, 中國石油化工股份有限公司勝利油田分公司地質(zhì)科學(xué)研究院