一種加速疏水締合聚合物溶解的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種加速疏水締合聚合物溶解的方法，屬于油田化學(xué)應(yīng)用領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]丙烯酰胺類聚合物廣泛地應(yīng)用于石油開采領(lǐng)域的聚合物驅(qū)和調(diào)整注水井吸水剖面技術(shù)中。聚合物驅(qū)作為油田開發(fā)提高采收率的重要方法之一，在國(guó)內(nèi)外陸上油田得到廣泛的應(yīng)用。中國(guó)海洋石油總公司于2003年率先在渤海油田使用疏水締合聚合物作為驅(qū)油劑實(shí)施聚合物驅(qū)，經(jīng)過10多年的礦場(chǎng)試驗(yàn)，取得了明顯的增油降水效果。疏水締合聚合物是一類在親水性大分子鏈上帶有少量疏水基團(tuán)的聚合物。當(dāng)水溶液中的聚合物濃度達(dá)到一定程度時(shí)，疏水基團(tuán)的憎水作用是大分子鏈發(fā)生締合，增大了水動(dòng)力學(xué)體積，從而產(chǎn)生明顯的增粘作用；在鹽水中，疏水締合作用增強(qiáng)，表現(xiàn)出一定的抗鹽性，維持較高的溶液粘度。同時(shí)，由于疏水基團(tuán)的引入，其在水中的溶解能有降低；在常溫(20°C -25°C )下，采用常規(guī)的攪拌方法實(shí)現(xiàn)其溶解，所需的時(shí)間較長(zhǎng)，而海上油田平臺(tái)的空間和承重非常有限，很難為聚合物驅(qū)配注系統(tǒng)提供大量的空間，及大地制約了疏水締合聚合物在海上油田的大規(guī)模推廣應(yīng)用。因此，針對(duì)海上平臺(tái)空間小、承重有限的現(xiàn)狀，必須加速疏水締合聚合物的溶解速度，縮短溶解時(shí)間，實(shí)現(xiàn)減少現(xiàn)場(chǎng)熟化罐數(shù)量和重量，才能滿足海上油田大規(guī)模實(shí)施聚合物驅(qū)的需要。
[0003]中海油研究總院和西南石油大學(xué)提高采收率實(shí)驗(yàn)室在線溶解課題組，開展了多種加速疏水締合聚合物的裝置研究:1、通過在管線內(nèi)設(shè)置不同孔徑篩網(wǎng)或孔板，剝離和切割溶脹顆粒，減小溶脹顆粒的粒徑；2、通過蓬化裝置對(duì)聚合物溶脹顆粒實(shí)施強(qiáng)制蓬化，增加聚合物干粉顆粒的比表面積；3、通過強(qiáng)制拉伸速溶裝置對(duì)聚合物溶脹顆粒實(shí)施強(qiáng)制拉伸，增加聚合物溶脹顆粒的比表面積?，F(xiàn)有的研究方法能夠有效地縮短疏水締合聚合物的溶解時(shí)間，但由于機(jī)械的方式破壞了聚合物分子鏈，導(dǎo)致溶液粘度降低。因此，急需一種操作方便的疏水締合聚合物溶解方法，加速疏水締合聚合物溶解速度的同時(shí)，對(duì)聚合物分子鏈的破壞較小，保持較高的溶液粘度，使其溶液性能滿足現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種加速疏水締合聚合物溶解的方法。本發(fā)明能加速疏水締合聚合物溶解，得到加速均一的疏水締合聚合物溶液，可用于高礦化度條件下的聚合物驅(qū)油技術(shù)和調(diào)剖技術(shù)中，使石油的采收率得以提高。
[0005]本發(fā)明提供的加速疏水締合聚合物溶解的方法，包括如下步驟:將超聲波發(fā)生器置于鹽水中，然后將所述超聲波發(fā)生器開啟工作，同時(shí)向所述鹽水中加入疏水締合聚合物，加入完畢后，超聲波發(fā)生器繼續(xù)工作，然后關(guān)閉所述超聲波發(fā)生器；保持溫度繼續(xù)攪拌，使所述疏水締合聚合物溶解，即得到疏水締合聚合物溶液。
[0006]上述的方法中，所述鹽水由NaCl、KCl、CaCl2、MgCl2.6Η20、Νβ2504、Na2CO3和 NaHCO3中至少一種溶于水組成；
[0007]所述鹽水的溫度可為35?65°C，將超聲波發(fā)生器置于所述鹽水之前，對(duì)所述鹽水進(jìn)行加熱，具體可為35°C或65°C。
[0008]上述的方法中，所述鹽水的總礦化度可為5000?40000mg/L，具體可為9371.55mg/L ;所述鹽水中鈣鎂離子含量可為400?1000mg/L，具體可為434.8mg/L。
[0009]上述的方法中，所述疏水締合聚合物加入的速度可為5?10g/min，具體可為5g/min、10g/min ；
[0010]所述疏水締合聚合物在所述鹽水中的質(zhì)量百分濃度可為0.4?1.0%，具體可為0.5%、1%或 0.5 ?
[0011]上述的方法中，所述疏水締合聚合物為丙烯酰胺/2-丙烯酰胺基烷基磺酸共聚物、丙烯酰胺/丙烯酸十八脂共聚物、丙烯酰胺/C10AM/AMPSP共聚物、AMNVP/DMDA共聚物、丙烯酰胺/N-烷基苯基丙烯酰胺共聚物或丙烯酰胺/丙烯酸/N，N- 二已基丙烯酰胺共聚物；
[0012]所述疏水締合聚合物的粘均分子量可為500萬?1300萬，具體可為800萬。
[0013]上述的方法中，所述鹽水的體積可為I?5L，具體可為IL或5L ;
[0014]所述超聲發(fā)生器工作的頻率為20?40kHz，具體可為20kHz或40kHz ；
[0015]所述超聲發(fā)生器工作的功率可為100?400W，具體可為200W或400W ；
[0016]所述超聲發(fā)生器繼續(xù)工作的時(shí)間可為2?4min，具體可為2min或4min。
[0017]上述的方法中，所述溶解的溫度可為35?65 °C，具體可為35°C或65 °C ;
[0018]所述攪拌的時(shí)間可為35?80min，具體可為35min或80min ；
[0019]所述攪拌的頻率可為150?400rpm，具體可為150rpm或400rpm。
[0020]本發(fā)明上述方法應(yīng)用于聚合物驅(qū)油技術(shù)和調(diào)剖技術(shù)中石油開采領(lǐng)域中；在實(shí)際應(yīng)用中，可根據(jù)需要將該母液用所述鹽水稀釋到所需的使用濃度。
[0021]本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0022]本發(fā)明的方法對(duì)于疏水締合聚合物溶解的普適性好。本發(fā)明能加速疏水締合聚合物溶解，得到均一的疏水締合聚合物溶液，能用于高礦化度條件下的聚合物驅(qū)油技術(shù)和調(diào)剖技術(shù)中，使石油的采收率得以提高。本發(fā)明在石油開采領(lǐng)域中聚合物驅(qū)油技術(shù)和調(diào)剖技術(shù)中將具有較高的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。
【具體實(shí)施方式】
[0023]下述實(shí)施例中所使用的實(shí)驗(yàn)方法如無特殊說明，均為常規(guī)方法。
[0024]下述實(shí)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。
[0025]下述實(shí)施中疏水締合聚合物為AP-P4 (粘均分子量約為800萬)，由四川光亞科技股份有限公司提供。
[0026]下述實(shí)施中超聲波發(fā)生器由中海油研究總院研制。
[0027]下述實(shí)施中所用鹽水組成為=NaCl7.341，KCl 0.066，CaCl20.7647，MgCl2.6Η201.327，Na2SO40.1261，Na2CO30.0251，NaHCO30.4289 (單位:g/L);鹽水的總礦化度為9371.55mg/L，其中鈣鎂離子含量為434.8mg/L。
[0028]實(shí)施例1、疏水締合聚合物的溶解
[0029]將IL鹽水加熱到35°C，將超聲波發(fā)生器置于鹽水中，啟動(dòng)超聲波發(fā)生器，保持工作頻率20kHz，功率100W，向鹽水中以5g/min的速度加入質(zhì)量百分含量為0.5%的疏水締合聚合物粉末，保持超聲波發(fā)生器繼續(xù)工作2分鐘后關(guān)閉。然后，保持溫度35°C、在頻率為150轉(zhuǎn)/分連續(xù)攪拌80分鐘，得到均一的疏水締合聚合物AP-P4溶液。采用Brookfield粘度計(jì)，在溫度45°C，剪切速率7.34S 1條件下測(cè)試粘度，結(jié)果為7626mPa.S。
[0030]在常溫下，將上述獲得的疏水締合聚合物溶液用鹽水稀釋至1750mg/L，再攪拌10分鐘，得到的均勻溶液可用做聚合物驅(qū)油或注水井調(diào)剖的工作液，該工作液通過100目不銹鋼篩網(wǎng)的未溶物含量小于0.2%。
[0031 ] 實(shí)施例2、疏水締合聚合物的溶解
[0032]將5L鹽水加熱到65°C，將超聲波發(fā)生器置于鹽水中，啟動(dòng)超聲波發(fā)生器，保持工作頻率40kHz，功率400W，向鹽水中以10g/min的速度加入質(zhì)量百分含量為1.0%的疏水締合聚合物粉末，保持超聲波發(fā)生器繼續(xù)工作4分鐘后關(guān)閉。然后，保持溫度65°C、在頻率為400轉(zhuǎn)/分連續(xù)攪拌35分鐘，采用Brookfield粘度計(jì)，在溫度45°C，剪切速率7.34S 1條件下測(cè)試粘度，結(jié)果為9958mPa.s’獲得了均一的疏水締合聚合物AP-P4溶液。
[0033]在常溫下，將上述獲得的疏水締合聚合物溶液用鹽水稀釋至1750mg/L，再攪拌10分鐘，得到的均勻溶液可用做聚合物驅(qū)油或注水井調(diào)剖的工作液，該工作液通過100目不銹鋼篩網(wǎng)的未溶物含量小于0.2%。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種加速疏水締合聚合物溶解的方法，包括如下步驟:將超聲波發(fā)生器置于鹽水中，然后將所述超聲波發(fā)生器開啟工作，同時(shí)向所述鹽水中加入疏水締合聚合物，加入完畢后，超聲波發(fā)生器繼續(xù)工作，然后關(guān)閉所述超聲波發(fā)生器；保持溫度繼續(xù)攪拌，使所述疏水締合聚合物溶解，即得到疏水締合聚合物溶液。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:所述鹽水由NaCl、KCl、CaCl2、MgCl2.6Η20、Na2S04、Na2CO3和NaHCO 3中至少一種溶于水組成； 所述鹽水的溫度為35?65°C。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于:所述鹽水的總礦化度為5000?40000mg/Lo4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于:所述疏水締合聚合物加入的速度為5?10g/min ； 所述疏水締合聚合物在所述鹽水中的質(zhì)量百分濃度為0.4?1.0%。5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于:所述疏水締合聚合物為丙烯酰胺/2-丙烯酰胺基烷基磺酸共聚物、丙烯酰胺/丙烯酸十八脂共聚物、丙烯酰胺/ClOAM/AMPSP共聚物、AMNVP/DMDA共聚物、丙烯酰胺/N-烷基苯基丙烯酰胺共聚物或丙烯酰胺/丙烯酸/N，N- 二己基丙烯酰胺共聚物； 所述疏水締合聚合物的分子量為500萬?1300萬。6.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于:所述鹽水的體積為I?5L; 所述超聲發(fā)生器工作的頻率為20?40kHz ; 所述超聲發(fā)生器工作的功率為100?400W ; 所述超聲發(fā)生器繼續(xù)工作的時(shí)間為2?4min。7.根據(jù)權(quán)利要求1-6中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于:所述溶解的溫度為35?65 0C ； 所述攪拌的時(shí)間為35?80min ； 所述攪拌的頻率為150?400rpm。8.權(quán)利要求1-7中任一項(xiàng)所述方法應(yīng)用于聚合物驅(qū)油技術(shù)和調(diào)剖技術(shù)中石油開采領(lǐng)域中。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種加速疏水締合聚合物溶解的方法。它包括如下步驟：將超聲波發(fā)生器置于鹽水中，加入完畢后，超聲波發(fā)生器繼續(xù)工作，然后將所述超聲波發(fā)生器開啟工作，同時(shí)向所述鹽水中加入疏水締合聚合物，然后關(guān)閉所述超聲波發(fā)生器；保持溫度繼續(xù)攪拌，使所述疏水締合聚合物溶解，即得到疏水締合聚合物溶液。本發(fā)明的方法對(duì)于疏水締合聚合物溶解的普適性好。本發(fā)明能加速疏水締合聚合物溶解，得到均一的疏水締合聚合物溶液，能用于高礦化度條件下的聚合物驅(qū)油技術(shù)和調(diào)剖技術(shù)中，使石油的采收率得以提高。
【IPC分類】B01F13/10, B01F1/00
【公開號(hào)】CN105107396
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510578687
【發(fā)明人】趙文森, 張健, 崔盈賢, 楊光, 薛新生, 孟凡雪, 陳文娟, 趙娟, 王姍姍
【申請(qǐng)人】中國(guó)海洋石油總公司, 中海油研究總院
【公開日】2015年12月2日
【申請(qǐng)日】2015年9月11日