本發明涉及一種使用油田采出污水配制低溫耐鹽型交聯聚合物弱凝膠調驅劑及其制備方法,屬于油田注水井調驅技術領域。
背景技術:
油田注水開發進入中后期,普遍存在的問題是油氣井出水,隨著水邊緣的推進,層間、層內、平面三大矛盾日益突出,導致油田含水快速上升,致使油層水淹,油田采收率降低。因此利用有效的調驅劑保持油田開發后期穩產高產,是提高采收率的重要措施之一。抗鹽性聚合物與有機金屬復合交聯劑形成高黏彈性可流動凝膠,能有效堵塞大孔道,降低驅替相滲透率,提高低壓水井的注入壓力,實現調剖和驅替相結合,這不僅可以提高油層驅替介質的黏度,進一步減緩水驅替中的指進和舌進現象,還可以擴大波及體積,提高驅替效果,提高油田采收率。
目前應用較多的交聯凝膠主要是以部分水解聚丙烯酰胺、改性聚丙烯酰胺為稠化劑,與交聯劑反應形成凝膠體。但這些聚合物稠化劑基本不耐鹽,必須用清水配制基液,在淡水資源奇缺地區,導致施工成本增加。此外,高礦化度的油田采出水具有與地層相配伍,還能防止粘土膨脹,若用處理后的采出污水配制基液,較清水更加有益于對油氣儲層的保護。
技術實現要素:
本發明的目的是針對低溫、注水開發油田調驅、堵水增產而提出一種直接利用油田采出污水配制弱凝膠調驅劑技術,通過綜合性能評價表明,本發明低溫耐鹽型交聯聚合物弱凝膠調驅劑具有初始粘度低,注入性好,成交時間可調,凝膠強度高,特別適用于低溫油藏的調驅、堵水,解決了淡水資源奇缺地區油田施工配液時的水源問題,即節約生產成本,又環保。
本發明實施過程如下:
一種低溫耐鹽型交聯聚合物弱凝膠調驅劑,其組成及重量份為:
聚合物 0.08~0.3份;
交聯劑 0.1~5份;
pH調節劑 0.1~2份;
油田采出水 100份;
所述聚合物為陰離子聚丙烯酰胺,其分子量1600萬~24000萬;
所述交聯劑為有機金屬復合交聯劑,有機金屬復合交聯劑為可溶性金屬鹽、有機酸或其鹽與水按照重量比2.5~8:3~7:80~90混合,調節pH值5~8。
所述油田采出水為從地下儲層采出的含水原油經脫水分離出來的水。
所述的pH調節劑選自醋酸、醋酸鈉、檸檬酸、氫氧化鈉。
所述的可溶性金屬鹽為氯化鋁、氯化鉻和氧氯化鋯,其重量比為2~7:0.2~2.5:0.1~1。
所述的有機酸或其鹽選自檸檬酸、檸檬酸鈉、酒石酸、酒石酸鉀鈉、乳酸、醋酸、醋酸鈉。
上述低溫耐鹽型交聯聚合物弱凝膠調驅劑在溫度為25℃~50℃,pH值在5~8條件下,為三維網狀結構的凝膠。
上述低溫耐鹽型交聯聚合物弱凝膠調驅劑的制備方法:將重量為0.08~0.3聚合物, 0.1~5份有機金屬復合交聯劑,0.1~2份pH調節劑與100份油田采出水混合配制而成。
具體來說,上述調驅劑的制備方法是將pH調節劑加入到油田采出水中,攪拌溶解后,在攪拌下加入陰離子聚丙烯酰胺,繼續攪拌30分鐘,在室溫下老化12h,然后加入有機金屬復合交聯劑,攪拌均勻,在25℃~50℃下反應形成弱凝膠。
本發明用油田污水(采出的地層水)作為水源的抗鹽型交聯凝膠體系,用于油田調驅、堵水,既可有效地保護油氣儲層、解決施工用水和采油污水排放問題,又可保護生態環境,具有很高的經濟效益和社會效益。
具體實施方式
實施例1
取自鄂爾多斯盆地的地層水,將聚合物0.15份攪拌下加入到除油、除懸浮物后的100份硫酸鈉水型的地層水中,其中礦化度為3.12×104 mg/L,溶解后,室溫下老化12h,加入0.3份醋酸,0.5份醋酸鈉,然后加入0.6份有機金屬復合交聯劑,攪拌均勻后放入30℃的水浴中反應,25h后形成粘稠膠體,即為低溫耐鹽型交聯聚合物弱凝膠調。有機金屬復合交聯劑為氯化鋁、氯化鉻、氧氯化鋯、檸檬酸與水按照重量比4:0.5:0.1:6:90配制,用檸檬酸和碳酸鈉調節pH值為6.5。
為了檢測本發明在不同溫度下的成膠性能,將上述配制好的調驅劑基液裝入廣口瓶中,密封后放入溫度分別為25℃、30℃、40℃、50℃、60℃的水浴中恒溫,使其反應,得到五種不同溫度下的弱凝膠。用6NDJ-1型旋轉粘度計測定凝膠粘度,結果如表1所示。
從表1中可以看出,隨著溫度的升高,成膠時間縮短,凝膠強度略有增加,但溫度大于60℃后,凝膠有脫水現象。本發明所述的低溫耐鹽型交聯聚合物弱凝膠調驅劑適用于25℃~50℃的低溫油藏。
剪切性能試驗:
將配制好的基液,在170s-1下剪切5分鐘,然后放入40℃水浴中恒溫,測定成膠時間和凝膠粘度。實驗結果表明,成膠時間為22h,粘度為15600mPa.s。這是因為剪切力使聚合物的碳鏈斷裂,導致成膠時間延長,凝膠粘度降低,但仍可滿足調驅的實際要求。
弱凝膠的長期穩定性:
弱凝膠的長期穩定性是調驅劑的一個重要性能。本發明試驗了利用氯化鈣水型(采出水),按照上述制備方法在40℃下形成的弱凝膠,將其放入老化罐中,于40℃恒溫箱中,定期測定粘度。測定結果見表2。
從表2可以看出,本發明的弱凝膠調驅劑經過5個月后,凝膠粘度仍具有初始粘度的71%,表明具有較好的長期穩定性。
實施例2
取自鄂爾多斯盆地的地層水,將聚合物0.10份攪拌下加入到除油、除懸浮物后的100份碳酸氫鈉水型的地層水中,其中礦化度為1.93×104 mg/L,溶解后,室溫下老化12h,加入0.5份醋酸,0.4份醋酸鈉,然后加入0.5份有機金屬復合交聯劑,攪拌均勻后放入40℃的水浴中反應,19h后形成粘稠膠體,即為低溫耐鹽型交聯聚合物弱凝膠調。有機金屬復合交聯劑為氯化鋁、氯化鉻、氧氯化鋯、檸檬酸與水按照重量比5:0.3:0.5:4:80配制,用檸檬酸和碳酸鈉調節pH值為6.5。
實施例3
取自鄂爾多斯盆地的地層水,將聚合物0.20份攪拌下加入到除油、除懸浮物后的100份氯化鈣水型的地層水中,其中礦化度為5.64×104 mg/L,溶解后,室溫下老化12h,加入0.3份醋酸,0.5份醋酸鈉,然后加入1.0份有機金屬復合交聯劑,攪拌均勻后放入40℃的水浴中反應,20h后形成粘稠膠體,即為低溫耐鹽型交聯聚合物弱凝膠調。有機金屬復合交聯劑為氯化鋁、氯化鉻、氧氯化鋯、檸檬酸與水按照重量比5:1.5:0.2:4:80配制,用檸檬酸和碳酸鈉調節pH值為6.5。