专利名称：聚合物驱油剂及其制备方法和油藏驱油方法
技术领域：
本发明涉及一种聚合物驱油剂及其制备方法和油藏驱油方法。
背景技术：
以部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)为代表的聚合物驱油剂在三次采油过程中的应用极为广泛。部分水解聚丙烯酰胺水溶液的表观粘度高且在井下的粘弹性能好，能够有效地提升采油波及系数和驱油效率，进而提高原油采收率。油田使用的HPAM通常为阴离子型聚丙烯酰胺，阴离子度通常为5-40摩尔％，粘均分子量一般处于数百万至数千万之间，基本结构如下
4CH2-CH}-m-[ CH2-CH]-n
II
CONH2COONa
ο阴离子型聚丙烯酰胺在溶解过程中，羧酸钠基团上的钠离子极易解离形成羧基基团，分子链的相邻基团由于均呈负电性而互相排斥，促使阴离子型聚丙烯酰胺的主链伸展， 增大了分子链的内摩擦，进而使得阴离子型聚丙烯酰胺的水溶液的表观粘度升高。阴离子型聚丙烯酰胺分子链上的酰胺基在一定条件下也能水解生成羧基基团，但是，酰胺基的水解速率相对慢得多。油田常利用阴离子型聚丙烯酰胺的上述特性，通过调控其水解度来实现含有阴离子型聚丙烯酰胺的聚合物驱油剂在井下的长效增粘或深度调剖效果。含有阴离子型聚丙烯酰胺的驱油剂的粘度是影响这类驱油剂驱采能力的关键因素，而其粘度又受到聚合物分子量、水解度及配水水质等诸多因素的影响。其中配水水质的影响尤为显著，因为在配水中的K+、Na+、Ca2+和Mg2+等金属离子的含量较高时，上述金属离子具有显著的压缩双电层和去水化作用，能够屏蔽聚合物负电荷，使阴离子型聚丙烯酰胺分子链卷曲成团，导致含有阴离子型聚丙烯酰胺的驱油剂的表观粘度急剧下降。我国大部分油田处于高含水期，会产生大量油田采出水。将油田采出水用于配制阴离子型驱油剂一方面可以节省清水资源，另一方面还可以减轻油田对采出水进行处理的压力。但是油田采出水的矿化度极高，并且油田采出水含有大量能够屏蔽聚合物负电荷的 K+、Na+、Ca2+和Mg2+等金属离子，这些金属离子的存在直接导致含有阴离子型聚丙烯酰胺的驱油剂的表观粘度急剧下降。尽管采用矿化度较低的清水能够避免驱油剂的表观粘度急剧下降，但是我国油田普遍清水水源不足，并且采用清水来配制驱油剂必然加重油田的经济负担。因此，目前多采用矿化度较低的清水配制聚合物驱油剂母液，然后用高矿化度的油田采出水稀释聚合物驱油剂母液的方法来减少阴离子型聚丙烯酰胺与矿物离子的接触时间，从而减少驱油剂的粘度损失，但是这种方法的增粘效果并不明显，不得不加大聚丙烯酰胺的使用量，以使驱油剂的表观粘度满足使用要求，这显然又提高了驱油剂的成本。综上，如何低成本地制备高表观粘度的含有阴离子型聚丙烯酰胺的驱油剂仍然是
4一个亟待解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的在于克服目前油田即使先采用清水配制阴离子型聚丙烯酰胺母液， 再用油田采出水进行稀释，也很难获得高粘度的聚合物驱油剂的问题，提供一种能够低成本地制备高粘度的聚合物驱油剂的方法。本发明的发明人在研究中发现尽管采用矿化度较低的清水来配制阴离子型聚丙烯酰胺母液，再用高矿化度的油田采出水来稀释所述阴离子型聚丙烯酰胺母液，能够缩短阴离子型聚丙烯酰胺与油田采出水中大量存在的金属阳离子的接触时间，但是这样的操作过程实际上并不能避免油田采出水中的金属阳离子对于羧基阴离子的屏蔽作用，进而很难获得高粘度的驱油剂；但是，如果用阴离子度为5-35摩尔％的阴离子型聚丙烯酰胺来制备聚合物驱油剂，并将所述聚合物驱油剂在注入油井之前，用微波进行辐照，则可以在短时间内获得高粘度的聚合物驱油剂。其原因可能是用微波进行辐照能够催化阴离子型聚丙烯酰胺中的酰胺键的水解反应，在注井前快速在所述阴离子型聚丙烯酰胺的分子链上形成大量带有负电荷的羧基基团，从而增大聚合物分子链内和分子链之间的相互排斥作用，迫使卷曲的分子链重新伸展开来，从而获得高粘度的驱油剂，并且上述微波辐照还不会对驱油剂在井下的长效驱油效果产生不利影响。由此完成了本发明。本发明提供了一种聚合物驱油剂的制备方法，该方法包括提供第一溶液，所述第一溶液含有阴离子型聚丙烯酰胺，其中，所述第一溶液的溶剂为矿化度为3000-20000毫克 /升的水，所述阴离子型聚丙烯酰胺的阴离子度为5-35摩尔％，该方法还包括将所述第一溶液用微波进行辐照，以催化水解。本发明还提供了一种根据本发明的方法制得的聚合物驱油剂。本发明进一步提供了一种油藏驱油方法，该方法包括采用根据本发明的方法制备聚合物驱油剂，并将所述聚合物驱油剂注入油井内。根据本发明的聚合物驱油剂的制备方法包括将含有阴离子型聚丙烯酰胺的水溶液用微波进行辐照，以催化酰胺键的水解反应，这样可以在短时间内在阴离子型聚丙烯酰胺的分子链上形成羧基，迫使卷曲的分子链伸展开来，从而得到高表观粘度的聚合物驱油齐U。因此，根据本发明的聚合物驱油剂的制备方法能够获得粘度显著提高的聚合物驱油剂， 并且根据本发明的制备方法制备的聚合物驱油剂具有高的表观粘度保持率，在井下仍然具有良好的长效驱油效果。另外，本发明的方法简便易行，易于推广应用。根据本发明的聚合物驱油剂具有高的表观粘度和高的表观粘度保持率，并具有优异的驱油效果。
图1为根据本发明的油藏驱油方法的一种优选地实施方式。
具体实施例方式本发明提供了一种聚合物驱油剂的制备方法，该方法包括提供第一溶液，所述第一溶液含有阴离子型聚丙烯酰胺，其中，所述第一溶液的溶剂为矿化度为3000-20000毫克/升的水，所述阴离子型聚丙烯酰胺的阴离子度为5-35摩尔％，该方法还包括将所述第一溶液用微波进行辐照，以催化水解。本发明中，所述矿化度是指水中的盐的总含量，所述盐例如钙、镁、铁、铝和锰等金属的碳酸盐、重碳酸盐、氯化物、硫酸盐、硝酸盐；以及各种钠盐。本发明中的矿化度是根据中国行业标准SL79-1994中规定的重量法测定的。根据本发明，所述第一溶液的溶剂可以为矿化度为3000-20000毫克/升的水， 优选为矿化度为5000-15000毫克/升的水，更优选为矿化度为6000-14000毫克/升的水。矿化度满足上述要求的水可以为各种来源的水，例如矿化度满足上述要求的油田采出水、通过将清水(例如矿化度为100-400毫克/升的水)与油田采出水(矿化度一般为 3000-20000毫克/升)混合而获得的矿化度满足上述要求的水。本发明中，所述油田采出水在使用前可以采用本领域技术人员公知的方法(例如GB50428-2007中规定的方法)来对油田采出水进行处理。根据本发明，所述阴离子型聚丙烯酰胺是指含有丙烯酰胺结构单元以及、丙烯酸结构单元和/或丙烯酸盐结构单元的聚丙烯酰胺，可以通过将聚丙烯酰胺在碱性条件下进行部分水解而获得。根据本发明，所述阴离子型聚丙烯酰胺的阴离子度可以为5-35摩尔％。优选地， 所述阴离子型聚丙烯酰胺的阴离子度为10-30摩尔％。更优选地，所述阴离子型聚丙烯酰胺的阴离子度为10-20摩尔％。在所述阴离子型聚丙烯酰胺的阴离子度为10-20摩尔％时， 不仅能够确保所述阴离子型聚丙烯酰胺的分子链在高矿化度的水中成为卷曲状态，而且能够确保水解反应新生成的羧基的量足以使卷曲的分子链重新伸展开来，还不会对聚丙烯酰胺在井下的长效增粘作用产生不利影响。最优选地，所述阴离子型聚丙烯酰胺的阴离子度为15-20摩尔％。本发明中，所述阴离子度(即，水解度)是指聚丙烯酰胺分子中，酰胺基团转化为羧基的百分数。本发明中，所述阴离子度是采用GB12005.6-89中规定的方法确定的。根据本发明的方法是通过将溶解于高矿化度的水中的聚丙烯酰胺在微波辐射下催化水解来使处于卷曲状态的分子链伸展，进而提高聚合物驱油剂的粘度的，因此本发明对于所述阴离子型聚丙烯酰胺的分子量没有特别限定，所述阴离子型聚丙烯酰胺可以具有本领域技术人员公知的分子量。优选地，所述阴离子型聚丙烯酰胺的粘均分子量为500 万-3500万；更优选地，所述阴离子型聚丙烯酰胺的粘均分子量为1500万-2500万。本发明中，所述阴离子型聚丙烯酰胺的粘均分子量是根据GB/T 12005. 10-92中公开的方法测定的。在聚合物的种类和分子量相同的条件下，配水的矿化度越高，阴离子型聚丙烯酰胺分子链的卷曲程度就越高，要使聚合物溶液具有相同或基本相同的表观粘度，则所需的聚合物浓度就越大。根据本发明的方法包括将所述第一溶液用微波进行辐照，以催化水解，从而能够快速在卷曲的分子链上形成大量带有同种电荷的羧基基团，显著增大聚合物分子链内和分子链间的相互排斥作用，促使卷曲的分子链伸展，从而能够有效地提高所述第一溶液的粘度。因此，根据本发明的聚合物驱油剂的制备方法，所述第一溶液中，阴离子型聚丙烯酰胺的浓度可以为本领域的常规浓度甚至为低于本领域的常规粘度，例如可以为 800-3000毫克/升。在确保最终得到的驱油剂的表观粘度满足使用要求的条件下，从进一步降低本发明的方法的成本的角度出发，所述第一溶液中，所述阴离子型聚丙烯酰胺的浓度优选为1000-2000毫克/升。根据本发明的聚合物驱油剂的制备方法，可以通过各种方法获得所述第一溶液。例如可以通过将所述阴离子型聚丙烯酰胺溶解于矿化度较低的水(例如矿化度为 100-400毫克/升的水)中，然后再与矿化度为3000-20000毫克/升、优选为5000-15000 毫克/升、更优选为6000-14000毫克/升的水混合，从而得到所述第一溶液。本发明的发明人在研究过程中惊讶地发现，在阴离子型聚丙烯酰胺的分子量、阴离子度和浓度均相同的条件下，根据本发明的聚合物驱油剂的制备方法即使将阴离子型聚丙烯酰胺溶解于矿化度较高的油田采出水中，也能够获得高表观粘度的聚合物驱油剂。 艮口，可以通过将所述阴离子型聚丙烯酰胺溶解于矿化度为3000-20000毫克/升、优选为 5000-15000毫克/升、更优选为6000-14000毫克/升的水中，从而得到所述第一溶液。采用该方法来制备第一溶液一方面能够进一步降低清水的用量，另一方面还能够进一步降低油田的污水处理负担。根据本发明的聚合物驱油剂的制备方法，即使将阴离子型聚丙烯酰胺直接溶解于高矿化度的水仍然能够获得高表观粘度的聚合物驱油剂的原因可能是阴离子型聚丙烯酰胺是一种假塑性流体，剪切作用不仅会改变溶液中阴离子型聚丙烯酰胺分子的分布形式， 还会对阴离子型聚丙烯酰胺产生强烈的机械降解作用，使阴离子型聚丙烯酰胺的分子链断裂，表观粘度大幅下降；然而，在对阴离子型聚丙烯酰胺母液进行稀释以及将含有阴离子型聚丙烯酰胺的溶液用泵进行输送时，无论是稀释过程中的搅拌还是泵送过程中泵的桨叶均会对阴离子型聚丙烯酰胺产生强烈的机械降解，导致阴离子型聚丙烯酰胺驱油剂的表观粘度大幅下降；尽管油田采出水中的大量存在的金属离子能够屏蔽分子链上的羧基，使得聚丙烯酰胺分子链卷曲在一起，降低阴离子型聚丙烯酰胺的水溶液的粘度，但是使阴离子型聚丙烯酰胺的分子链卷曲在一起却可以显著地降低搅拌以及泵送过程中的机械降解，从而避免由于搅拌和泵送而引起的粘度损失。根据本发明的聚合物驱油剂的制备方法，所述第一溶液优选还含有碱。碱一方面可以在原油开采过程中起到与原油中的酸性物质反应产生表面活性剂来提高原油采收率的作用，另一方面，所述碱还可以用作水解反应的催化剂。所述碱可以为能够实现上述目的的各种碱性物质。优选地，所述碱为氢氧化钠、碳酸钠、碳酸氢钠、原硅酸钠、硅酸钠和氨中的一种或多种。所述第一溶液中的碱可以为驱油剂领域的常规用量。优选地，碱在所述第一溶液中的浓度使得所述第一溶液的PH值为9-12。更优选地，碱在所述第一溶液中的浓度使得所述第一溶液的PH值为10-11。在所述第一溶液还含有碱时，所述第一溶液的制备方法优选为在搅拌下，将第二溶液与第三溶液混合，所述第二溶液含有所述阴离子型聚丙烯酰胺且不含有所述碱，所述第三溶液含有所述碱且不含有所述阴离子型聚丙烯酰胺，所述第三溶液的溶剂可以为矿化度为3000-20000毫克/升的水，优选为矿化度为5000-15000毫克/升的水，更优选为矿化度为6000-14000毫克/升的水。所述第二溶液的溶剂为水，本发明对于作为所述第二溶液的溶剂的水的矿化度没有特别限定，只要能够确保最终的第一溶液的溶剂为矿化度满足前文所述的要求的水即可。
在本发明的一种优选的实施方式中，所述第二溶液的溶剂为矿化度为100-400毫克/升的水。在所述第二溶液的溶剂为矿化度为100-400毫克/升的水时，根据本发明的方法能够获得表观粘度更高的聚合物驱油剂。在本发明的另一种优选的实施方式中，所述第二溶液的溶剂为矿化度为 3000-20000毫克/升的水。在所述第二溶液的溶剂为矿化度为3000-20000毫克/升的水时，根据本发明的方法仍然能够获得具有高表观粘度的聚合物驱油剂，并能够进一步降低油田在配制聚合物驱油剂时的清水使用量。进一步优选地，所述第二溶液的溶剂为矿化度为5000-15000毫克/升的水。更优选地，所述第二溶液的溶剂为矿化度为6000-14000毫克/升的水。根据本发明，所述阴离子型聚丙烯酰胺在所述第二溶液中的浓度可以根据期望的第一溶液的浓度进行适当的选择。一般地，所述第二溶液中，所述阴离子型聚丙烯酰胺的浓度可以为4000-6000毫克/升，优选为4500-5500毫克/升。根据本发明，所述第二溶液和所述第三溶液的用量以使最终得到的第一溶液中， 所述阴离子型聚丙烯酰胺的浓度、所述第一溶液中的水的矿化度以及第一溶液的PH值分别满足前文所述的要求即可。根据本发明，所述第一溶液还可以含有表面活性剂。所述表面活性剂可以为原油开采领域常用的各种用于驱油的表面活性剂。能够实现上述功能的表面活性剂的实例包括阴离子型表面活性剂，如石油羧酸盐、石油磺酸盐、烷基苯磺酸盐、木质素磺酸盐等；非离子型表面活性剂，如烷醇酰胺等；以及两性离子表面活性剂，如甜菜碱型两性离子表面活性剂、氨基酸型两性离子表面活性剂及咪唑啉型两性表面活性剂。上述表面活性剂可以单独使用，也可以组合使用。所述表面活性剂在所述第一溶液中的浓度可以为本领域的常规用量，一般地，表面活性剂在所述第一溶液中的浓度可以为1000-4000毫克/升，优选为 1400-2000 毫克 / 升。在所述第一溶液还含有表面活性剂时，所述表面活性剂可以与所述第三溶液一起或者单独以水溶液的形式与所述第二溶液混合。根据本发明的方法还包括将所述第一溶液用微波进行辐照，以催化水解。一般情况下，驱油剂的使用方法为将阴离子型聚丙烯酰胺与水混合，得到阴离子型聚丙烯酰胺母液，然后将水与所述阴离子型聚丙烯酰胺母液在配备有管道混合器的管道中混合均勻后直接作为驱油剂注入井下。因此，尽管理论上在碱的存在下、在常规的加热条件下也能够使聚丙烯酰胺中的酰胺键水解生成羧基，但是采用这种方式获得的含有阴离子型聚丙烯酰胺的驱油剂的表观粘度并不高。这可能是因为在常规的加热条件下进行水解，速度较慢，极易造成阴离子型聚丙烯酰胺尚未进行水解或水解程度尚不满足要求，从而使聚合物驱油剂的表观粘度还未足够高就被注入井下。尽管通过延长管道的长度或降低驱油剂在管道中的流速在理论上能够获得相同的水解程度，但是管道的延长必然导致羧基与水中的金属离子的接触时间延长，因而不能实现通过水解来提高聚合物驱油剂的表观粘度的目的。而用微波进行辐照来催化水解，则能够实现提高聚合物驱油剂的表观粘度的目的， 这可能是由于微波辐射能够获得更高的水解反应速率，进而能够在不延长阴离子型聚丙烯酰胺中羧基与聚合物驱油剂中的金属离子的接触时间的条件下，在注井之前快速提高驱油剂的表观粘度。
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在具体实践中，可以在输送所述第一溶液的管道四周安装一个微波发生装置，也可以在所述管道四周间隔安装多级微波发生装置。由于金属对于微波具有阻挡作用，因此安装有微波发生装置的相应管路段的材质应当为能够确保微波穿透管壁的材料，例如所述管壁的材料可以为本领域技术人员公知的聚合物材料，如聚酰亚胺及其改性物、聚醚醚酮及其改性物、聚四氟乙烯及其改性物、聚乙烯及其改性物、聚丙烯及其改性物、聚苯乙烯及其改性物、石英或玻璃。本发明对于所述微波发生装置没有特别限定，可以为各种公知的能够产生微波的装置，本文不再赘述。本发明对于将所述第一溶液用微波进行辐照，以催化水解的条件没有特别限定，只要所述辐照足以使聚丙烯酰胺以较快的速度进行水解，同时不会使所述聚丙烯酰胺的分子链发生降解即可。本发明的发明人在研究过程中发现，在所述微波的频率为 1500-3500MHZ，功率为3000-5000瓦时，不仅能够使聚丙烯酰胺的水解反应快速进行，而且不会导致聚丙烯酰胺的分子链发生降解，从而导致聚丙烯酰胺的分子量降低。在确保水解速度的条件下，从进一步降低聚合物链降解的风险的角度出发，所述微波的频率更优选为 1500-2800MHzo根据本发明，所述辐照的时间以使所述水解反应的程度满足使用要求为准。优选地，所述辐照的时间为10-35秒。在所述辐照的时间为10-35秒时，所述辐照能够催化所述阴离子型聚丙烯酰胺分子链上的酰胺键的水解反应，进而快速在所述阴离子型聚丙烯酰胺的分子链上形成大量羧基。更优选地，所述辐照的时间为15-25秒。在所述辐照的时间为 15-25秒时，所述辐照不仅能够催化所述阴离子型聚丙烯酰胺分子链上的酰胺键的水解反应，进而快速在所述阴离子型聚丙烯酰胺的分子链上形成大量羧基，而且还能够确保所述阴离子型聚丙烯酰胺在井下具有良好的长效驱油效果。根据本发明的聚合物驱油剂的制备方法，所述辐照可以进行一次，也可以进行多次。在进行多次辐照时，所述辐照的时间是指第一溶液被微波辐照的时间的总和。根据本发明的聚合物驱油剂的制备方法，用微波对所述第一溶液进行辐照的时间可以通过控制第一溶液在管道内的流速、或者改变管道的管径来进行控制。例如在所述第一溶液在管道内的输送速度较快时，可以通过扩大配备有微波发生装置的管路段的管道的管径的方法来确保微波辐照的时间满足前文所述的要求。根据本发明的聚合物驱油剂的制备方法优选还包括将辐照后的产物送入电场中， 以进行极化。将所述第一溶液用微波进行辐照之后，所述阴离子型聚丙烯酰胺的分子链上能够在短时间内形成大量带有同种电荷的羧基基团，上述羧基基团之间的相互排斥作用能够促使卷曲的分子链重新伸展。将所述水解后的产物在电场作用下进行极化(即，聚合物分子链沿电场定向排列)，一方面可以使处于卷曲状态的分子链以更快的速度伸展开来，另一方面则可以进一步提高聚合物分子量的伸展程度。特别地，在所述第二溶液的溶剂和第三溶液的溶剂均为高矿化度的油田采出水，并且所述第三溶液还含有碱时，将辐照后的产物送入电场中进行极化可以显著提高得到的聚合物驱油剂的表观粘度。在具体实践中，可以通过在输送所述第一溶液的管路上设置一个或多个直流电场发生装置而使辐照后的产物在电场中进行极化。所述直流电场发生装置一般安装在管路外围。从进一步提高极化效率的角度出发，安装有直流电场发生装置的相应管路段的材质优选为非金属材料，例如所述管路段的材质可以为聚合物材料，例如聚乙烯、聚氨酯、聚丙烯、聚氯乙烯。本发明对于所述直流电场发生装置没有特别限定，可以为公知的各种能够产生直流电场的装置，本文不再赘述。本发明对于将所述水解后的产物在电场下进行极化的条件没有特别限定，可以根据所述阴离子型聚丙烯酰胺的分子量以及阴离子度进行适当的选择。一般地，所述电场的强度可以为500-2000千伏/米，优选为1500-2000千伏/米；所述辐照后的产物在电场中极化的时间可以为10-50秒，优选为20-35秒，更优选为25-30秒。在所述直流电场发生装置为多个时，所述辐照后的产物在电场中极化的时间是指所述辐照后的产物在电场中极化的时间的总和。根据本发明的聚合物驱油剂的制备方法，所述辐照后的产物在电场中极化的时间可以通过控制辐照后的产物在管道内的流速、或者改变管道的管径来进行控制。例如在所述辐照后的产物在管道内的输送速度较快时，可以通过扩大配备有直流电场发生装置的管路段的管道的管径的方法来确保所述辐照后的产物在电场极化的时间满足前文所述的要求。根据本发明的聚合物驱油剂的制备方法，可以在所述辐照后的10-170秒将所述辐照后的产物送入电场中；优选在所述辐照后的25-100秒将所述辐照后的产物送入电场中；更优选在所述辐照后的30-60秒将所述辐照后的产物送入电场中。本发明还提供了一种根据本发明的方法制得的聚合物驱油剂。在聚合物的种类和分子量，并且聚合物的浓度相同的条件下，根据本发明的聚合物驱油剂具有更高的表观粘度和表观粘度保持率，并且在井下也具有良好的长效驱油效果，因而能够获得更高的驱油效率和原油采收率。本发明还进一步提供了一种油藏驱油方法，该方法包括采用本发明提供的方法来制备的聚合物驱油剂，并将所述聚合物驱油剂注入油井内。根据本发明的油藏驱油方法是通过采用根据本发明的方法制备的聚合物驱油剂来提高驱油效率的，因此，本发明对于所述油藏驱油的其它条件没有特别限定，可以采用本领域技术人员公知的方法将根据本发明的聚合物驱油剂单独或与其它驱油剂一起注入井下进行驱油。根据本发明的油藏驱油方法优选在所述辐照后1-4分钟内将所述聚合物驱油剂注入油井。这样不会由于阴离子型聚丙烯酰胺与金属离子的接触时间过长而对聚合物驱油剂的表观粘度产生不利影响。在所述辐照为多次时，在进行最后一次微照后的1-4分钟内将所述聚合物驱油剂注入油井内。优选地，在所述辐照后的1-3分钟内将所述聚合物驱油剂注入油井。更优选地，在所述辐照后的1-2分钟内将所述聚合物驱油剂注入油井。图1示出了本发明提供的油藏驱油方法的一种优选的实施方式，在该实施方式中，采用GB50428-2007中规定的方法对油田采出水进行处理，并使用该采用GB50428-2007 中规定的方法处理后的水配制第二溶液以及第三溶液，将所述第二溶液和第三溶液分别用原料泵输送至配备有管道混合器的管道中混合均勻得到第一溶液，并将该第一溶液输送至配备有微波发生装置的管道，从而将第一溶液用微波进行辐照，以催化水解反应，接着将辐照后的产物输送至配备有直流电场发生装置的管道中，以进行极化，从而得到聚合物驱油齐U，并将得到的聚合物驱油剂注入油井中，进行驱油。以下结合实施例更详细地说明本发明。以下实施例中，聚合物驱油剂的初始表观粘度和在25°C下、空气条件下静置1小时后的表观粘度是根据GB 12005. 1-89中规定的方法测定的，用以下公式计算表观粘度保
持率表观粘度保持率(％ )=(初始表观粘度一静置1小时后的表观粘度)/初始表观粘度X 100%。实施例1本实施例用来说明根据本发明的驱油剂及其制备方法。以5000毫克/升的浓度将粘均分子量为1600万的阴离子型聚丙烯酰胺(阴离子度为15摩尔％，商购自广州兴徕环保设备有限公司)溶解于矿化度为193毫克/升的清水中，得到第二溶液。将十二烷基苯磺酸钠以2500毫克/升的浓度溶解于矿化度为7874毫克/升的经 GB50428-2007中规定的方法进行除菌和除杂处理的油田采出水(来自胜利油田孤东采油厂污水处理站)中，并向上述混合物中加入氢氧化钠，将溶液PH值调至11，得到第三溶液。按照图1的流程，将上述第二溶液和第三溶液分别泵送至装备有管道混合器(商购自启东双杰石化设备有限公司)的管道中以不同的比例混合均勻，得到两种第一溶液， 所述第二溶液以及第三溶液的相对用量使得得到的第一溶液中，第一溶液的溶剂分别为矿化度为6263毫克/升的水和M40毫克/升的水；聚丙烯酰胺的浓度分别为1000毫克/升和1500毫克/升；十二烷基苯磺酸钠的浓度分别为1984毫克/升和1709毫克/升，溶液 PH值分别为10. 82和10. 76。接着，将上述第一溶液送入设置有微波发生装置的管道(其中，设置有微波发生装置的这段管道的材质为聚丙烯)内，用微波进行辐照，以催化水解。其中，管道上共设置一个微波发生装置，微波的频率为1750MHz 士50MHz，微波的功率为3800瓦，第一溶液在管道内的流速使得第一溶液受到微波辐照的时间为22秒。在用微波进行辐照后的1分钟内将辐照后的产物送入设置有直流电场发生装置的管道(其中，设置有直流电场发生装置的这段管道的材质为聚丙烯)内，在直流电场作用下进行极化，从而得到聚合物驱油剂。其中，管道上设置一个直流电场发生装置，电场场强为1800千伏/米。辐照后的产物在管道内的流速使得所述辐照后的产物在直流电场中的停留时间为30秒。得到的聚合物驱油剂的初始表观粘度(即，极化结束时测定的表观粘度) 以及静置1小时后的表观粘度保持率如表1所示。实施例2本实施例用来说明根据本发明的驱油剂及其制备方法。采用与实施例1相同的方法制备驱油剂，不同的是，不将辐照后的产物送入直流电场中进行极化。得到的聚合物驱油剂的初始表观粘度(即，辐照结束时测定的表观粘度) 以及静置1小时后的表观粘度保持率如表1所示。实施例3本实施例用来说明根据本发明的驱油剂及其制备方法。
采用与实施例1相同的方法来制备驱油剂，不同的是，用矿化度为7874毫克/升的经GB50428-2007中规定的方法进行处理的油田采出水(来源同实施例1)来配制第二溶液。得到的聚合物驱油剂的初始表观粘度以及静置1小时后的表观粘度保持率如表1所示。实施例4本实施例用来说明根据本发明的驱油剂及其制备方法。采用与实施例3相同的方法来制备驱油剂，不同的是，水解后的产物不在直流电场下进行极化。得到的聚合物驱油剂的初始表观粘度以及静置1小时后的表观粘度保持率如表1所示。实施例5本实施例用来说明根据本发明的驱油剂及其制备方法。采用与实施例1相同的方法来制备驱油剂，不同的是，第三溶液不含有氢氧化钠， 且不在直流电场下进行极化。得到的聚合物驱油剂的初始表观粘度以及静置1小时后的表观粘度保持率如表1所示。对比例1采用与实施例3相同的方法来制备驱油剂，不同的是，不进行微波辐照，也不在电场中进行极化。得到的聚合物驱油剂的初始表观粘度以及静置1小时后的表观粘度保持率。表 权利要求
1.一种聚合物驱油剂的制备方法，该方法包括提供第一溶液，所述第一溶液含有阴离子型聚丙烯酰胺，其特征在于，所述第一溶液的溶剂为矿化度为3000-20000毫克/升的水， 所述阴离子型聚丙烯酰胺的阴离子度为5-35摩尔％，该方法还包括将所述第一溶液用微波进行辐照，以催化水解。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一溶液的溶剂为矿化度为5000-15000毫克/升的水。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一溶液中，所述阴离子型聚丙烯酰胺的浓度为800-3000毫克/升。
4.根据权利要求1或3所述的方法，其中，所述阴离子型聚丙烯酰胺的阴离子度为 10-20 摩尔 ％。
5.根据权利要求1-3中任意一项所述的方法，其中，所述第一溶液还含有碱，碱在所述第一溶液中的浓度使得所述第一溶液的PH值9-12。
6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述碱为氢氧化钠、碳酸钠、碳酸氢钠、原硅酸钠、硅酸钠和氨中的一种或多种。
7.根据权利要求5所述的方法，其中，所述第一溶液的制备方法包括在搅拌下，将第二溶液与第三溶液混合，所述第二溶液含有所述阴离子型聚丙烯酰胺且不含所述碱，所述第三溶液含有所述碱且不含所述阴离子型聚丙烯酰胺，所述第三溶液的溶剂为矿化度为 3000-20000毫克/升的水。
8.根据权利要求7所述的方法，其中，所述第二溶液的溶剂为矿化度为3000-20000毫克/升的水。
9.根据权利要求8所述的方法，其中，所述第二溶液的溶剂为矿化度为5000-15000毫克/升的水。
10.根据权利要求7所述的方法，其中，所述第二溶液的溶剂为矿化度为100-400毫克/升的水。
11.根据权利要求7所述的方法，其中，所述第三溶液还含有表面活性剂，所述表面活性剂的浓度为1000-4000毫克/升。
12.根据权利要求1、3和7中任意一项所述的方法，其中，所述阴离子型聚丙烯酰胺在 GB/T 12005. 10-92规定的条件下测定的粘均分子量为500万-3500万。
13.根据权利要求1所述的方法，其中，所述微波的频率为1500-3500MHZ，功率为 3000-5000 瓦。
14.根据权利要求1或13所述的方法，其中，所述辐照的时间为10-35秒。
15.根据权利要求14所述的方法，其中，所述辐照的时间为15-25秒。
16.根据权利要求1所述的方法，其中，该方法还包括将辐照后的产物送入直流电场中，以进行极化，所述直流电场的强度为500-2000千伏/米。
17.根据权利要求16所述的方法，其中，所述直流电场的强度为1500-2000千伏/米。
18.根据权利要求16或17所述的方法，其中，所述辐照后的产物在直流电场中极化的时间为10-50秒。
19.权利要求1-18中任意一项所述的方法制得的聚合物驱油剂。
20.一种油藏驱油方法，其特征在于，该方法包括采用权利要求1-18中任意一项所述的方法制备聚合物驱油剂，并将所述聚合物驱油剂注入油井内。
21.根据权利要求20所述的方法，其中，在所述辐照后1-4分钟内将所述聚合物驱油剂注入油井内。
全文摘要
本发明提供了一种聚合物驱油剂的制备方法，该方法包括提供第一溶液，所述第一溶液含有阴离子型聚丙烯酰胺，所述第一溶液的溶剂为矿化度为3000-20000毫克/升的水，所述阴离子型聚丙烯酰胺的阴离子度为5-35摩尔％，该方法还包括将所述第一溶液用微波进行辐照，以催化水解。本发明还提供了一种由本发明的方法制备的聚合物驱油剂。本发明还提供了一种油藏驱油方法，该方法包括采用本发明提供的方法制备的聚合物驱油剂，并将所述聚合物驱油剂注入油井内。根据本发明的方法制得的聚合物驱油剂具有高的表观粘度。
文档编号E21B43/22GK102453167SQ20101051800
公开日2012年5月16日 申请日期2010年10月25日 优先权日2010年10月25日
发明者张莉, 杨青, 高峰 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石油化工科学研究院