一种具有高增粘和高抗剪切的小分子驱油剂及制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种具有高增粘和高抗剪切的小分子驱油剂及制备方法，涉及三次采油领域。由以下组分按重量百分比合成：0.5%～0.8%主剂CTAB、0.2%～0.3%的小分子调节辅剂、0.1%～0.2%的碳酸钠和98.7%～99.2%的水，制备方法包括以下步骤：首先把CTAB主剂加入到水中，并加热到40～50℃，边加热，边搅拌，使CTAB完全溶于水中；然后把小分子调节剂加入到步骤（1）的水中，采用无水碳酸钠调节溶液pH值为4～7；最后把上述混合液移入特殊容器中，加热至60～70℃，反应1～2小时，得到具有较高粘度和抗剪切性好的小分子驱油剂。本发明不仅具有较好的增粘性能，而且具有较好的抗剪切性，生产效率高、能耗小，可以应用于不同地区的油藏，有效解决了驱油剂在经过近井地带之后粘度降低的问题，大幅提高了油藏采收率。
【专利说明】
一种具有高増粘和高抗剪切的小分子驱油剂及制备方法
技术领域
[0001]本发明涉及到三次采油领域，具体涉及一种具有高增粘和高抗剪切的小分子驱油剂及制备方法。
【背景技术】
[0002]近几年来，聚合物驱油技术在国内各油田的应用很广泛，不但取得了令人瞩目的进展，而且技术水平也日趋成熟。但随着油藏条件变的越来越恶劣，现有的驱油聚合物部分水解聚丙烯酰胺的性能已经无法满足油藏进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较高，虽然在地面配制的时候粘度较高，但是它在配制、稀释及经过地层炮眼的时候会受到较强的剪切作用，大分子量的部分水解聚丙烯酰胺经过上述剪切之后，分子链被剪断，粘度产生了较大的降幅，因此在经过近井地带之后聚丙烯酰胺的粘度只有地上粘度的40 %?50 %。
[0003]为了解决上述部分水解聚丙烯酰胺不抗剪切的问题，需要找到一种抗剪切性更好的驱油剂，但大分子量的聚合物由于分子链较长，在经过剪切之后分子链都要被剪断，粘度都会产生不同程度的降低，为此，发明了一种小分子驱油剂，它是通过两种小分子间的作用力而形成的具有较高粘度的驱油剂，即使受到剪切，小分子也不会断链，因此具有较好的抗剪切性能。
【发明内容】
[0004]本发明是针对现有的大分子量驱油聚合物抗剪切性较差的不足，提供一种具有高增粘和高抗剪切的小分子驱油剂及制备方法。该驱油剂不仅具有较好的增粘性能，而且具有较好的抗剪切性，生产效率高、能耗小，大幅提高了油藏采收率，可以应用于不同地区的油藏。
[0005]为达到上述目的，本发明提供一种具有高增粘和高抗剪切的小分子驱油剂:
[0006]—种具有高增粘和高抗剪切的小分子驱油剂，由以下组分按重量百分比合成:
[0007](I)主齐IJ CTAB:0.5%?0.8% ；
[0008](2)小分子调节辅剂:0.2%?0.3% ;
[0009](3)碳酸钠:0.1%?0.2% ;
[0010](4)水:98.7 % ?99.2 %。
[0011]所述的主剂CTAB为十六烷基三甲基溴化铵，所述的小子调节辅剂为4-羟基水杨酸、2-萘甲酸、3，7- 二羟基-2-萘甲酸或4-氯水杨酸的任意一种。
[0012]进一步，主剂和小分子调节剂的质量比为3:1?4:1。
[0013]所述水的矿化度O?10000mg/L。
[0014]本发明还提供了制备具有高增粘和高抗剪切的小分子驱油剂的方法，包括以下步骤:
[0015](I)把CTAB主剂加入到水中，并加热到40?50°C，边加热，边搅拌，使CTAB完全溶于水中；
[0016](2)把小分子调节剂加入到步骤⑴的水中，采用无水碳酸钠调节溶液pH值为4?7 ;
[0017](3)把上述混合液移入特殊容器中，加热至60?70°C，反应I?2小时，得到具有较高粘度和抗剪切性好的小分子驱油剂。
[0018]进一步，所述步骤(3)中的特殊容器为三口烧瓶，所述步骤(3)中的加热方式为油浴加热。
[0019]相比现有技术中的大分子部分水解聚丙烯酰胺驱油剂，本发明具有以下有益效果:
[0020](I)本发明制得的小分子驱油剂CT-4QS、CT-2NJ、CT-3Q2NJ和CT-4LS，在矿化度低于10000mg/L，温度低于75°C的条件下，具有较高的粘度，确保驱油剂在地下具有较强的流度控制能力。
[0021](2)本发明在温度为75°C条件下，小分子驱油剂在高速剪切前后，粘度并没有发生很大的变化，粘度由剪切前的21.5mPa.s变为20.8mPa.s，粘度损失3.3%，抗剪切性大幅度提升，确保驱油剂经过近井地带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)本发明通过小分子间的自组装，具有良好的增粘性，在水溶液中能够形成致密的网络聚集体，且小分子自组装后的的聚集能力比常规大分子部分水解聚丙烯酰胺更高。
[0023](4)本发明制备工艺简单，费用低，污染小，生产效率高，可以应用于不同地区的油藏，适宜大规模推广。
【附图说明】
[0024]图1高增粘和高抗剪切小分子驱油剂和常规大分子部分水解聚丙烯酰胺粘温曲线对比图；
[0025]图2高增粘和高抗剪切小分子驱油剂的微观聚集形态电镜图；
[0026]图3大分子部分水解聚丙烯酰胺在水溶液中的微观聚集形态电镜图；
[0027]图4高增粘和高抗剪切小分子驱油剂剪切前与剪切后的粘度对比图；
[0028]图5大分子部分水解聚丙烯酰胺驱油剂剪切前与剪切后的粘度对比图。
【具体实施方式】
[0029]以下通过附图结合实施例和实验例对本发明做进一步的说明。
[0030]实施例1:
[0031]原料:CTAB(十六烷基三甲基溴化铵)，4_羟基水杨酸，无水碳酸钠，矿化度100±10mg/L 的水。
[0032]制备步骤:
[0033](I)称取CTAB 0.375g加入到49.5g矿化度100 土 10mg/L的/K，把水温升到40±2°C，搅拌均勾后，加入0.125g 4-轻基水杨酸，再次搅拌均勾，并加入无水碳酸钠调节溶液的PH值为4.10 ;
[0034](2)把上述混合液移入至三口烧瓶中，边搅拌边用油浴加热，温度维持在68±2°C反应lh。
[0035](3) Ih后，粘度上升，停止搅拌，并把溶液从烧瓶中倒出冷却，最终形成具有高增粘的小分子驱油剂CT-4QS。
[0036]实施例2:
[0037]原料:CTAB(十六烷基三甲基溴化铵)，2_萘甲酸，无水碳酸钠，矿化度5380±50mg/L 的水。
[0038](I)称取CTAB 0.46g加入到49.4g矿化度为5380±50mg/L的水，把水温升到45±2°C，搅拌均匀后，加入0.14g 2-萘甲酸，再次搅拌均匀，并加入无水碳酸钠调节溶液的pH值为6.5。
[0039](2)把上述混合液移入至三口烧瓶中，边搅拌边用油浴加热，温度维持在63±2°C反应1.5h0
[0040](3) 1.5h后，粘度上升，停止搅拌，并把溶液从烧瓶中倒出冷却，最终形成具有高增粘的小分子驱油剂CT-2NJ。
[0041]实施例3:
[0042]原料:CTAB (十六烷基三甲基溴化铵)，3，7- 二羟基_2_萘甲酸，无水碳酸钠，矿化度 7950±50mg/L 的水。
[0043](I)称取CTAB 0.55g加入到49.3g矿化度7950 土 50mg/L的/K，把水温升到48±2°C，搅拌均匀后，加入0.15g 3，7-二羟基-2-萘甲酸，再次搅拌均匀，并加入碳酸钠调节溶液的PH值为6.9。
[0044](2)把上述混合液移入至三口烧瓶中，边搅拌边用油浴加热，温度维持在65±2°C反应2h。
[0045](3)反应2h之后，粘度上升，停止搅拌，并把溶液从烧瓶中倒出冷却，最终形成具有高增粘的小分子驱油剂CT-3Q2NJ。
[0046]实施例4:
[0047]原料:CTAB(十六烷基三甲基溴化铵)，4_氯水杨酸，无水碳酸钠，矿化度9980±50mg/L 的水。
[0048](I)称取CTAB 0.38g加入到49.5g矿化度为9980±50mg/L的水，把水温升到49± 1°C，搅拌均匀后，加入0.12g 4-氯水杨酸，再次搅拌均匀，并加入碳酸钠调节溶液的pH值为6.6ο
[0049](2)把上述混合液移入至三口烧瓶中，边搅拌边用油浴加热，温度维持在66±2°C反应1.8ho
[0050](3)反应1.Sh后，粘度上升，停止搅拌，并把溶液从烧瓶中倒出冷却，最终形成具有高增粘的小分子驱油剂CT-4LS。
[0051]实验例1:
[0052]取实施例1?4制得的小分子驱油剂，在矿化度9750mg/L条件下，测定体系的粘温曲线，并和常规大分子部分水解聚丙烯酰胺相比较。如图1所示，合成的小分子驱油剂在温度低于75°C条件下，和常规的大分子部分水解聚丙烯酰胺相比，粘度更高。
[0053]实验例2:
[0054]取实施例1所得的小分子驱油剂，利用冷冻蚀刻扫描电镜观察溶液的微观聚集形态，如图2所示，和大分子部分水解聚丙烯酰胺作比较，如图3所示；图2和图3对比可知，合成的小分子驱油剂通过分子间的相互作用，能够在溶液中形成和大分子部分水解聚丙烯酰胺一样的致密网络聚集体，且小分子自组装后的的聚集能力比常规大分子部分水解聚丙烯酰胺更高。
[0055]实验例3:
[0056]取实施例1所得的小分子驱油剂，利用吴茵搅拌器3000r/min剪切10s，在温度为75°C条件下，考察剪切前后驱油剂粘度的变化情况。
[0057]如图4所示，剪切前后，小分子驱油剂粘度并没有发生很大的变化，粘度由剪切前的21.5mPa.s变为20.8mPa.s，粘度损失3.3%;如图5所示，大分子的部分水解聚丙烯酰胺驱油剂剪切前的粘度为25.6mPa.s剪切后的粘度为12.5mPa.s，粘度损失51.2%。
[0058]结果证明，小分子驱油剂相较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。
【主权项】
1.一种具有高增粘和高抗剪切的小分子驱油剂，其特征是:由以下组分按重量百分比合成: (1)主剂CTAB:0.5%?0.8% ； (2)小分子调节辅剂:0.2%?0.3% ; (3)碳酸钠:0.1%?0.2% ; (4)水:98.7%?99.2%。2.如权利要求1所述的具有高增粘和高抗剪切的小分子驱油剂合成条件，其特征是:所述的主剂CTAB为十六烷基三甲基溴化铵。3.如权利要求1所述的具有高增粘和高抗剪切的小分子驱油剂合成条件，其特征是:所述的小子调节辅剂为4-羟基水杨酸、2-萘甲酸、3，7- 二羟基-2-萘甲酸或4-氯水杨酸的任意一种。4.如权利要求1所述的具有高增粘和高抗剪切的小分子驱油剂的合成条件，其特征是:主剂和小分子调节剂的质量比为3:1?4:1之间。5.如权利要求1所述的具有高增粘和高抗剪切的小分子驱油剂合成条件，其特征是:所述水的矿化度O?10000mg/L。6.如权利要求1所述的具有高增粘和高抗剪切的小分子驱油剂，其特征是:制备方法包括以下步骤: (1)把CTAB主剂加入到水中，并加热到40?50°C，边加热，边搅拌，使CTAB完全溶于水中；(2)把小分子调节剂加入到步骤⑴的水中，采用无水碳酸钠调节溶液PH值为4?7; (3)把上述混合液移入特殊容器中，加热至60?70°C，反应I?2小时，得到具有较高粘度和抗剪切性好的小分子驱油剂。7.如权利要求6所述的具有高增粘和高抗剪切的小分子驱油剂制备方法，其特征是:所述步骤(3)中的特殊容器为三口烧瓶。8.如权利要求6所述的具有高增粘和高抗剪切的小分子驱油剂制备方法，其特征是:所述步骤(3)中的加热方式为油浴加热。
【文档编号】C09K8/58GK105985760SQ201510072132
【公开日】2016年10月5日
【申请日】2015年2月11日
【发明人】程玉桥, 徐辉, 杨勇, 韩玉贵, 曹绪龙, 李振泉, 宋新旺, 郭兰磊, 李彬, 孙秀芝, 李海涛, 张文, 窦立霞, 庞雪君, 何冬月, 张新英
【申请人】中国石油化工股份有限公司, 中国石油化工股份有限公司胜利油田分公司地质科学研究院