一種提高磺化聚丙烯酰胺溶液粘度穩定性的方法
【專利摘要】本發明涉及的是一種提高磺化聚丙烯酰胺溶液粘度穩定性的方法，這種提高磺化聚丙烯酰胺溶液粘度穩定性的方法：在磺化聚丙酰胺溶液的濃度為1000-3000mg/L，溫度為80─95℃，礦化度為100000─200000mg/L，二價金屬離子濃度為500─2000mg/L的條件下，向磺化聚丙烯酰胺溶液中添加鈣鎂離子復配絡合劑和粘度穩定劑，降低溶液中Ca2+和Mg2+濃度，減少溶液中溶解氧的含量，使磺化聚丙烯酰胺溶液粘度保留率提高50─99%；復配絡合劑添加量為：0.1─10g/L，粘度穩定劑的添加量為：0.1─12g/L；復配絡合劑由有機絡合劑與無機絡合劑復配組成。本發明通過耦合調控作用實現磺化聚丙烯酰胺溶液具有較高的粘度和良好的穩定性，有效地實現提高磺化聚丙烯酰胺溶液的驅油目的。
【專利說明】一種提高磺化聚丙烯酰胺溶液粘度穩定性的方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及油田采油領域中驅油用的聚合物聚丙烯酰胺，具體涉及一種提高磺化 聚丙烯酰胺溶液粘度穩定性的方法。
【背景技術】
[0002] 石油是國家寶貴的戰略資源同時也是不可再生資源，有"工業血液"的稱號，對國 家安全和經濟可持續發展具有非常重要的意義。隨著我國經濟的迅猛發展，石油需求量將 持續增加，導致了我國石油供給的嚴重短缺，出于能源戰略安全需要的考慮，如何提高石油 采收率是解決這種矛盾的最主要途徑。聚合物驅是目前實現大規模工業化的三次采油方 法。但聚合物驅也存在一些問題，一是聚合物溶解速度慢，二是對熱、氧、鹽、細菌等敏感，會 造成其水溶液粘度下降或損失，及粘度穩定性差，從而影響驅油效果。實驗研究表明聚合物 溶液在含氧條件下，其降解反應屬于是游離基的反應。孔伯嶺等研究了高溫下聚合物溶液 粘度受溶解氧的影響規律，并提出了聚合物溶液氧化降解的機理(孔伯嶺，《污水聚丙烯酰 胺溶液高溫穩定性研》[J].石油勘探與開發，2001，28 (1):66-70)。除去聚合物溶液中溶 解氧，可使聚合物溶液粘度的保留率大大提高。
[0003] 聚合物驅油技術在三次采油中占有重要的地位，由于聚丙烯酰胺具有較高的相對 分子質量和良好的水溶性，其作為目前常用的驅油用聚合物，備受各油田的關注。其通過降 低驅替液的流度，增大波及系數，實現提高原油采收率。
[0004] 中國專利CN102465688公開了 一種適用于驅油溫度60 - 70°C，總礦化度 彡20000mg/L，|丐鎂離子總量大于500 mg/L的新型磺化耐溫抗鹽共聚物，這種聚合物相比 傳統的聚合物耐溫性能更好，但鈣鎂離子高于l〇〇〇mg/L時，效果不佳。
[0005] 中國專利CN1876751A公開了一種辮狀梳形抗鹽聚合物，其耐溫抗鹽性能要比梳 形耐溫抗鹽共聚物好，在大慶總礦化度為4000mg/L，鈣鎂離子60mg/L的水質條件下，其驅 油性能優于梳形抗鹽聚合物，并可適用于大慶二類油藏三次采油的要求，但無法滿足礦化 度100000mg/L、鈣鎂離子總量超1000mg/L的油藏。
[0006] 在高溫、高礦化度、高二價金屬離子濃度條件下，研究表明磺化聚丙烯酰胺溶液初 始粘度很高，但磺化聚丙烯酰胺溶液粘度穩定性很差，其中溶解氧是磺化聚丙烯酰胺溶液 粘度變差的主要因素。
【發明內容】
[0007] 本發明的目的是提供一種提高磺化聚丙烯酰胺溶液粘度穩定性的方法，這種提高 磺化聚丙烯酰胺溶液粘度穩定性的方法用于解決目前在高溫高礦化度油藏條件下，聚丙烯 酰胺容易發生絮凝和降解，驅油效果不好的問題。
[0008] 本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：這種提高磺化聚丙烯酰胺溶液粘度 穩定性的方法：在磺化聚丙酰胺溶液的濃度為1000-3000mg/L，溫度為80 - 95°C，礦化度 為100000 - 200000mg/L，二價金屬離子濃度為500 - 2000mg/L的條件下，向磺化聚丙烯 酰胺溶液中添加鈣鎂離子復配絡合劑和粘度穩定劑，降低溶液中Ca2+和Mg2+濃度，減少溶液 中溶解氧的含量，使磺化聚丙烯酰胺溶液粘度保留率提高50 - 99% ;復配絡合劑添加量為： 0. 1 - 10g/L，粘度穩定劑的添加量為：0. 1 - 12g/L ;復配絡合劑由有機絡合劑與無機絡合 劑復配組成。
[0009] 上述方案中有機絡合劑與無機絡合劑的質量比為：1:10 - 10:1 ;有機絡合劑為葡 萄糖酸鈉、ATMP_Na4、HEDP_Na4、乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺中的至少一種，無機絡合劑為草 酸鉀、丁二酸鈉、三聚磷酸鈉中的至少一種；粘度穩定劑為水合肼、亞硫酸鈉、硫代硫酸鈉、 硫脲、偏重亞硫酸鈉中的至少一種。
[0010] 本發明具有以下有益效果： 1、本發明通過添加 Ca2+和Mg2+金屬離子的絡合劑與粘度穩定劑，通過耦合調控作用實 現磺化聚丙烯酰胺溶液具有較高的粘度和良好的穩定性，絡合劑與油田采出水中的Ca2+和 Mg2+反應后不會產生沉淀或有微量絮凝，不影響驅油效果，且配制好的聚丙烯酰胺溶液在較 長時間（50天)保持較高的有效粘度，從而更有效地實現提高磺化聚丙烯酰胺溶液的驅油目 的。
[0011] 2、本發明通過絡合劑和粘度穩定劑復配協同作用，并且通過選定的絡合劑與粘度 穩定劑，以及絡合劑與粘度穩定劑的適宜添加量，上述各條件結合起來，共同作用，可使磺 化聚丙烯酰胺溶液具有較高的粘度和優良的粘度長期穩定性。
[0012] 3、本發明的原料來源廣泛，成本較低，且不改變三次采油的現有工序，簡單可行。
【具體實施方式】
[0013] 下面對本發明作進一步的說明。
[0014] 實施例1 : 這種提高磺化聚丙烯酰胺溶液粘度穩定性的方法：在磺化聚丙酰胺溶液的濃度為 1000_3000mg/L，溫度為 90°C，礦化度為 150000mg/L，二價金屬離子濃度 Ca2+為 1000pp、Mg2+ 為500pp_g/L的條件下，向磺化聚丙烯酰胺溶液中添加 Ca2+和Mg2+離子復配絡合劑和粘度 穩定劑，復配絡合劑添加量為：2g/L，復配絡合劑由三乙醇胺和丁二酸鉀復配組成，三乙醇 胺和丁二酸鉀質量比為1:2,粘度穩定劑亞硫酸鈉的投加量是5g/L，加入Ca 2+和Mg2+離子復 配絡合劑和粘度穩定劑后，磺化聚丙烯酰胺溶液粘度保留率提高50 - 99%。
[0015] (1)參照青海油藏的地下條件，按模擬鹽水配制方法(胡博仲，《聚合物驅采油 工程》，石油工程出版社，2004, 235 - 235)，配制Ca2+為lOOOpp、Mg2+為500ppm、礦化度為 150000ppm的高礦化度模擬水。
[0016] (2)稱取一定量復配絡合劑投加到模擬水中，其中三乙醇胺和丁二酸鉀的質量比 為1:2,復配絡合劑的添加量是2g/L，粘度穩定劑亞硫酸鈉的投加量是5g/L，攪拌30min，靜 置2h。
[0017] (3)將磺化聚丙烯酰胺加入到步驟（2)所得水中和空白模擬水中，90°C下保溫， 3d后待溶解完全測定粘度，記為初始粘度。繼續在90°C下恒溫，開始3d，6d，9d，12d測一次 粘度，以后每3d測一次，直至達到50d (d表示時間天)。所得實驗結果如表1所示。由表 1可以看出，未投加處理劑的SPAM的50d后的粘度是6. 8 mPa_ s，添加復配絡合劑和粘度穩 定劑的SPAM粘度達到11. 7 mPa s，與未投加處理劑的SPAM相比，粘度保留率提高了 72%。
[0018] 表1添加劑對SPAM粘度的影響(單位：mPa_ s)
【權利要求】
1. 一種提高磺化聚丙烯酰胺溶液粘度穩定性的方法，其特征在于：這種提高磺化聚 丙烯酰胺溶液粘度穩定性的方法：在磺化聚丙酰胺溶液的濃度為1000-3000mg/L，溫度為 80 - 95°C，礦化度為100000 - 200000mg/L，二價金屬離子濃度為500 - 2000mg/L的條件 下，同時向磺化聚丙烯酰胺溶液中添加鈣鎂離子復配絡合劑和粘度穩定劑，降低溶液中Ca2+ 和Mg2+濃度，減少溶液中溶解氧的含量，使磺化聚丙烯酰胺溶液粘度保留率提高50 - 99% ; 復配絡合劑添加量為：〇. 1 - l〇g/L，粘度穩定劑的添加量為：0. 1 - 12g/L ;復配絡合劑由 有機絡合劑與無機絡合劑復配組成。
2. 根據權利要求1所述的提高磺化聚丙烯酰胺溶液粘度穩定性的方法，其特征在于： 所述的有機絡合劑與無機絡合劑的質量比為：1:10 - 10:1 ;有機絡合劑為葡萄糖酸鈉、 ATMP_Na4、HEDP_Na4、乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺中的至少一種，無機絡合劑為草酸鉀、丁二 酸鈉、三聚磷酸鈉中的至少一種；粘度穩定劑為水合肼、亞硫酸鈉、硫代硫酸鈉、硫脲、偏重 亞硫酸鈉中的至少一種。
【文檔編號】C09K8/588GK104232054SQ201410534006
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2014年10月12日 優先權日:2014年10月12日
【發明者】陳彥廣, 歷娜, 宋華, 王永航, 張嬌靜, 范丹丹 申請人:東北石油大學