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一種部分交聯部分支化共聚物驅油劑及其制備方法_2

文(wen)檔序號:8936793閱讀:來源:國知局
圖;
[0029]圖8為實施例4制備的樣品在鹽水中形成的懸浮液儲能模量和耗能模量隨頻率的 變化曲線圖;
[0030]圖9為實施例4制備的樣品在鹽水中形成的懸浮液粘度隨剪切速率的變化曲線 圖;
[0031]圖10為實施例5制備的樣品在鹽水中形成的懸浮液儲能模量和耗能模量隨頻率 的變化曲線圖;
[0032]圖11為實施例5制備的樣品在鹽水中形成的懸浮液粘度隨剪切速率的變化曲線 圖;
[0033] 圖12為單管巖心滲流裝置圖;
[0034] 圖13為雙管巖心滲流裝置圖;
[0035] 圖14為巖心滲流實驗中填砂管兩端壓力隨部分交聯部分支化共聚物驅油劑懸浮 液注入體積的變化曲線圖(實驗采用自制的填砂管模型,填砂管滲透率為1500X10 3um2, 注入水為礦化度30000mg/L的鹽水,水體注入速率為0. 5mL/min,實驗溫度為70°C)。
[0036] 從圖14中可以看出,在水驅階段,壓力變化較小,很快達到平衡狀態;當采用部分 交聯部分支化共聚物驅油劑懸浮液進行驅替后,壓力迅速增加,表明封堵作用的形成,填砂 管的滲透率降低;當壓力達到最大值后,壓力出現波動,直至平衡。壓力曲線波動表明本發 明制備的共聚物驅油劑顆粒在多孔介質中歷經了一個動態的"顆粒積累一顆粒壓縮一顆粒 變形通過"運移過程,當顆粒封堵的速度與顆粒變形通過的速度相等時,壓力即達到平衡, 流體對填砂管滲透率的調整也趨近平衡態。后續水驅開始后,部分顆粒被沖開,填砂管滲透 率增大,壓力也開始下降。單管巖心滲流實驗表明,本發明制備的部分交聯部分支化共聚物 驅油劑在巖心中能夠很好地運移。
[0037] 圖15為共聚型部分交聯部分支化共聚物驅油劑懸浮液的雙管平行分流量實驗結 果圖(實驗采用滲透率分別為5000X10 3um2和1000X10 3um2的兩平行填砂管進行研究)。
[0038] 從圖15中可以看出,在水驅平衡時,高滲填砂管的分流量要大于低滲填砂管的分 流量。當注入部分交聯部分支化共聚物驅油劑懸浮液后,高滲填砂管的流量逐漸變小而低 滲填砂管流量變大,產生不尋常的"液流轉向"現象。說明本發明制備的共聚型部分交聯部 分支化共聚物驅油劑在油藏中具有高效的剖面調整作用。
【具體實施方式】
[0039] 下面通過實施例對本發明進行具體描述,有必要在此指出的是本實施例只用于對 本發明進行進一步說明,不能理解為對本發明保護范圍的限制,該領域的技術熟練人員可 以根據上述本發明的內容做出一些非本質的改進和調整。
[0040] 發明人對以下實施例制得的共聚物驅油劑樣品,按下述方法進行了以下相關性能 測試:
[0041] 1.流變性能測試
[0042] 采用TA公司的AR2000EX型轉矩流變儀進行流變性能實驗測試。測試包括穩態速 率掃描實驗和動態頻率掃描實驗,所有的測試都是在25°C下進行,樣品濃度為800mg/L,礦 化度 30000mg/L(Ca2+,Mg2+彡 2000mg/L)。
[0043] 實驗采用的鹽水為根據勝利油田不同油藏礦化度及鹽離子濃度配制的模擬水,不 同鹽水配方如表1所示。
[0044]表1
[0045]
[0046] 2.老化性能測試
[0047] 測試了濃度為800mg/L的樣品在無氧條件下,85 °C下礦化度30000mg/ L(Ca2+,Mg2+> 2000mg/L)的溶液中長期耐老化性能,并用轉矩流變儀測定了樣品在長期老 化后的體相粘度。
[0048] 3?單管巖心滲流實驗
[0049] 實驗所用的多孔介質為自制填砂管,長為30cm,內徑為2. 5cm,填砂管的滲透率為 (1500±15)X10 3um2,孔隙體積為50±0. 5cm3。整個滲流實驗在數字控溫箱中進行,流體注 入速度為〇. 5mL/min,實驗溫度為70°C。
[0050] 實驗方法:首先向填砂管中注入礦化度為19334mg/L的鹽水,每隔一定時間記錄 進口壓力。當壓力平衡后,改注2000mg/L的部分交聯部分支化共聚物驅油劑懸浮液,定時 記錄壓力,待壓力平衡后進行后續水驅至平衡。
[0051] 5?雙管巖心滲流實驗
[0052] 試驗采用高滲透率和低滲透率填砂管的滲透率分別為(1000±10)X10 3ym2和 (5000± 15)X10 3ym2,兩平行滲流管的總孔隙體積為101. 6±0. 5cm3。以合注分采的方式 注入鹽水和部分交聯部分支化共聚物驅油劑懸浮液,注入速度為0. 5mL/min,實驗溫度為 70。。。
[0053] 實驗方法:當注入1PV(孔隙體積)礦化度為19334mg/L鹽水后,改注lPV2000mg/ L的部分交聯部分支化共聚物驅油劑懸浮液,之后進行后續水驅。實驗過程中定時記錄壓力 變化及高、低滲透率填砂管的產液量,通過分析分流量曲線來對比研究部分交聯部分支化 共聚物驅油劑懸浮液的調驅性能。
[0054] 在以下各實施例中,所涉及到的組分份數、百分比,除特別說明之外,均為質量份 數、百分比。
[0055] 實施例1
[0056] (1)溶液的配制
[0057] 將100份丙烯酰胺溶于270份的去離子水中配成溶液溶于20份的去離子水中配 成溶液,〇. 20份甲基丙烯酸N,N-二甲氨基乙酯溶于10份的去離子水中配成溶液,0. 015份 過硫酸鉀溶于10份去離子水中配成溶液,0. 03份亞硫酸氫鈉溶于10份去離子水中配成溶 液;
[0058] (2)聚合反應制備驅油劑
[0059] 將步驟(1)配制的丙烯酰胺溶液、甲基丙烯酸N,N_二甲氨基乙酯溶液依次加入反 應器中,在攪拌、溫度30°C下通氮氣15min除去反應器內和反應液中的氧氣,再依次加入過 硫酸鉀溶液和亞硫酸氫鈉溶液引發體系聚合反應,待反應聚合至體系粘度明顯增加,停止 通入氮氣與攪拌,待體系凝膠后繼續保溫2-4小時,即制備得到凝膠狀驅油劑。將所得產物 取出,切碎,烘干,粉碎,篩分即可。
[0060] 性能測試結果
[0061] 實施例1制備的樣品為均聚型的部分交聯部分支化聚丙烯酰胺,其在鹽水中形成 含有聚合物顆粒的懸浮液,其儲能模量和耗能模量在〇. 1HZ處都為1. 7Pa,如圖1。老化三 個月后,耗能模量下降到〇. 15Pa左右,而儲能模量則下降到0.IPa以下。從均聚型產品溶 液老化前后的粘切曲線圖2可以看出,老化前當剪切速率較小#彡時,表現出輕微的 剪切增稠現象,當剪切速率大于〇.Is1時,老化前后的懸浮液均表現出剪切稀化現象,但粘 度下降較為緩慢,說明該聚合物具有一定的抗剪切能力。老化后G'、G"和剪切粘度均有所 下降,但依然保持較好的粘彈性。
[0062] 實施例2
[0063] (1)溶液的配制
[0064]將100份丙烯酰胺溶于270份的去離子水中配成溶液,9份N,N-二甲基丙烯酰胺 溶于20份的去離子水中配成溶液,0. 30份甲基丙烯酸N,N-二甲氨基乙酯溶于20份的去離 子水中配成溶液,0. 015份過硫酸鉀溶于20份去離子水中配成溶液,0. 008份亞硫酸氫鈉溶 于20份去離子水中配成溶液;
[0065] (2)聚合反應制備驅油劑
[0066] 將步驟(1)配制的丙烯酰胺溶液、N,N-二甲基丙烯酰胺、甲基丙烯酸N,N-二甲氨 基乙酯溶液依次加入反應器中,在攪拌、溫度30°C下通氮氣15min除去反應器內和反應液 中的氧氣,再依次加入過硫酸鉀溶液和亞硫酸氫鈉溶液引發體系聚合反應,待反應聚合至 體系粘度明顯增加時,停止通入氮氣、攪拌,待體系凝膠后繼續保溫2-4小時,即制備得到 凝膠狀驅油劑。將所得產物取出,切碎,烘干,粉碎,篩分即可。
[0067] 性能測試結果
[0068] 實施例2制得的共聚型部分交聯部分支化聚丙烯酰胺在鹽水中形成含有聚合物 顆粒的懸浮液,其性能如附圖3所示。結果表明,該聚合物懸浮液流變性能優異,其儲能模 量和耗能模量在〇. 1Hz時分別為5. 51Pa和2. 45Pa。老化三個月后,其儲能模量和耗能模量 在0. 1Hz處模量大約為1.3Pa左右。從圖4模量保留率曲線可以看出,在頻率測試范圍內, 老化后樣品的G'、G"保留率均大于實施例1的模量保留率,表明共聚有助于保持的交聯網 絡的穩定。從圖5穩態剪切的粘度保留率曲線(上)也可看出,在剪切速率較低的時候,實 施例2制備的樣品的粘度保留率與實施例1相當,而隨著剪切速率的增加,當 7>(Us??塒, 實施例2制備的樣品的的粘度保留率都明顯大于實施例1的粘度保留率,這也說明實施例 2產品的結構更加穩定。
[0069] 實施例3 [0070] (1)溶液的配制
[0071]將100份丙烯酰胺溶于250份的去離子水中配成溶液,3份的對乙烯基苯磺酸鈉溶 于20份的去離子水中配成溶液,0. 35份甲基丙烯酸N,N-二甲氨基乙酯溶于10份的去離子 水中配成溶液,將0. 015份過硫酸鉀溶于15份去離子水中配成溶液,0. 003份亞硫酸氫鈉溶 于20份去離子水中配成溶液;
[0072] (2)聚合反應制備驅油劑
[0073]
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