用于高温高盐油藏提高采收率的组合物及其制备方法

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     本文涉及一种用于高温高盐油藏提高采收率的组合物及其制备方法，主要解决现有技术中含聚合物的驱油剂存在耐温抗盐性能差、驱油效率低的问题。本发明通过用于高温高盐油藏提高采收率的驱油组合物，以重量百分比计包括以下组份：(1)0.01～5.0％的磺化耐温抗盐共聚物；(2)0.01～5.0％的脂肪醇聚氧乙烯醚羧酸盐表面活性剂；(3)90.0～99.98％的注入水；的技术方案，较好地解决了该问题，可用于油田的三次采油生产中。
     随着世界经济的发展，石油的社会需求量不断增加，而石油储量不断减少。石油作为不可再生的资源正变得越来越宝贵。面临的问题有一，供需矛盾突出，石油需求量越大越大，新油田越来越少；二，枯竭油藏中还剩留有大量原油。一次采油(POR)可采出10〜25%地下原油，二次采油(SOR)可采出15〜25%地下原油，即一次采油和二次采油只采出25〜50%地下原油。为了保证石油长期稳定供应、满足人类的需求，必须研究和发展提高石油采收率技术，三次采油(EOR)通过强化采油措施，可使原油采收率再提高6〜20%，甚至更多。
     国内各大油田经过一次、二次采油，原油含水率不断增加，部分大油田先后进入三次采油阶段。聚合物驱是三次采油的主要技术方法，驱油机理清楚，工艺相对简单，技术日趋成熟，是一项有效的提高采收率技术措施。聚合物的驱油机理主要是利用水溶性聚丙烯酰胺分子链的粘度，改善驱替液的流度比，提高驱替效率和波及体积，从而达到提高采收率的目的。
      由于三次采油周期长，深层油井温度高，因此，三次采油用聚合物必须有良好的增粘、耐温、抗盐性，性能稳定。而目前所使用的部分水解聚丙烯酰胺在高温高盐条件下，极易水解，从而造成羧基含量增加，聚合物分子链卷曲，增粘效果急剧降低，另外油藏中的高价金属离子(如Ca2+、Mg2+)易使部分水解聚丙烯酰胺发生沉淀，从而更进一步降低了部分水解聚丙烯酰胺的增粘效果，因而很难满足深部二、三类油藏高温高矿化度的需求。近年来，国内外三次采油用耐温抗盐聚合物的研究可分为两大方向，即超高分子量部分水解聚丙烯酰胺和聚丙烯酰胺的·化学改性。聚丙烯酰胺的化学改性大多通过引入其他单体共聚的方式来进行。

 

    专利CN 1814637A公开了一种耐温抗盐聚丙烯酰胺的制备方法，引入三种耐温耐盐单体与丙烯酰胺共聚，合成了丙烯酰胺/2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸/甲基丙烯酸/ 二甲基二烯丙基氯化铵四元共聚物、丙烯酰胺/2-丙烯酰胺及-2-甲基丙磺酸/衣康酸/丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵四元共聚物等耐温耐盐共聚物，这些聚合物确实提高了的产品的耐温耐盐性能，但是只能满足矿化度低于10000mg/L、温度低于65°C的条件下，不能满足更高温度和矿化度条件下的应用需求。

    专利CN 1876751A公开了一种辫状梳形抗盐聚合物增稠剂，这种增稠剂耐温耐盐性能比梳形耐温耐盐共聚物增稠剂要好，而且分子量较低，在大庆清水(总矿化度IOOOmg/L，其中钙镁离子15mg/L)、大庆污水(总矿化度4000mg/L，其中钙镁离子60mg/L)、大港污水(总矿化度5024mg/L，其中钙镁离子60mg/L)中的增粘效果优于普通聚丙烯酰胺产品和梳形抗盐聚合物工业品，可以适应大庆二类油藏三次采油的要求，但仍然无法满足IOOOOmg/L、Ca2++Mg2+为200mg/L以上矿化度油藏中三次采油的要求。

     近年来，有关超高分子量阴离子型聚丙烯酰胺的研究主要集中在引发体系、聚合方法及水解方法的改进等。如 CN1865299、CN 1498908A、CN1746198、CN101157736A 和CN1240799等都是研究了聚合工艺、引发工艺及水解工艺等，虽然通过各种途径在提高阴离子型聚丙烯酰胺的分子量或溶解速度方面有了较大改进，但在耐温抗盐性能方面较少关注，有些工艺或方法较为复杂，工业生产或在三次采油实际应用上会受到一些限制。

     目前三次采油中，针对一类油藏(温度< 70°C，矿化度< lX104mg/L)的聚合物容易制备，而满足二类油藏(温度70〜80°C，矿化度I〜3X104mg/L)、三类油藏(温度>80°C，矿化度>3X104mg/L)及胜利油田海上油藏(温度60〜70°C，矿化度〜3 X 104mg/L)要求的聚合物则很少，不是性能不稳定，就是引入共聚单体的数量和/或含量太多，导致价格太高。所以，针对那些高温高盐的苛刻油藏，我们理应寻求一种具有较好水解稳定性，且在盐水中具有较高溶液表观粘度的聚合物，且该聚合物引入的共聚单体的数量和含量都要少。本发明所述的正是适合于高温高盐的聚合物及其制备方法、二元复合及其在三次采油中的应用。

   本文所要解决的技术问题之一是现有技术中高温高矿化度下聚丙烯酰胺耐温耐盐性能差和共聚物引入单体及其含量较多的问题，不能满足三次采油要求、驱油效率低的问题，提供一种用于提高三次采油采收率的组合物，该方法将含磺化耐温抗盐共聚物的组合物用于驱油过程中，具有耐温耐盐性能尤其是抗盐性能好、引入单体及含量少的优点，在高温高盐条件下驱油效率高的特点。本发明所要解决的技术问题之二是提供一种与解决技术问题之一相对应的驱油用组合物的制备方法。

   将0.75份2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸溶于425份水中，在冰水浴的条件下用等摩尔的氢氧化钠将2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸溶液中和；将74.25份的丙烯酰胺溶于上述的2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸溶液中得到单体溶液，使丙烯酰胺和2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸的质量比为99: 1，两种单体总的质量分数为15% ;然后将单体溶液倒入反应容器，使水浴温度为5°C，通氮气除氧30分钟；然后加入0.003%复合引发体系，依次为:0.6%甲基丙烯酸N，N-二甲氨基乙酯0.3份、0.15%的过硫酸钾溶液0.23份、0.09%的亚硫酸氢钠溶液0.13份；反应30分钟后，升温到50°C，继续恒温聚合反应4小时后，停止反应，将得到的胶体状产物，加入浓度为15%的氢氧化钠溶液63.0份，在80°C下，水解I小时，使得产物中丙烯酰胺、水解的丙烯酰胺和2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸的结构单元摩尔数之比为77.1: 22.6: 0.3，然后真空干燥，粉碎，即得到磺化耐温抗盐共聚物，红外光谱证明确为两者共聚物，分子量1.5 X 107，引入仅一种单体，引入量仅lw.t.%，在矿化度31368mg/L(其中钙镁离子浓度1615mg/L)、温度达70°C的高温高矿化度条件下的盐水中表观粘度为21.2mPa.s，75°C老化后的粘度保留率为85.1%。

    同【实施例1】，不同之处以0.15wt %的超高分子量聚丙烯酰胺(粘均分子量为2500万)替代0.15wt%上述的磺化耐温抗盐共聚物，其余相同，测得此组合物的表观粘度为10.6mPa.s，该组合物与胜利油田海上IFA-8井脱水原油之间形成0.0645mN/m的界面张力。表观粘度由美国·Brookfield公司的BR00DFIELDII型粘度计测定，界面张力由美国德克萨斯大学生产的TX500型旋转滴界面张力仪。