[发明专利]疏水缔合聚合物-表面活性剂二元组合物及复合驱体系

说明书

本发明涉及一种化学驱油用的疏水缔合聚合物‑表面活性剂二元组合物及复合驱体系，主要解决现有技术中存在的疏水缔合聚合物与现有表面活性剂复配，在表面活性剂浓度较大时，复配体系粘度下降影响聚‑表二元复合驱的驱油效率问题，通过采用疏水缔合聚合物‑表面活性剂二元组合物，包括以下组分：质量比为(0.5～3):(0.1～5)疏水缔合聚合物和复合表面活性剂；所述疏水缔合聚合物分子链中包含丙烯酰胺结构单元和疏水单体结构单元；所述复合表面活性剂，包括质量比为(1～60):(1～60):(20～60)脂肪酰胺甜菜碱、烷基甜菜碱、萘磺酸盐的技术方案，较好地解决了该问题，可用于油田采油中。

技术领域

本发明涉及一种化学驱油用的疏水缔合聚合物-表面活性剂二元组合物及复合驱体系。

背景技术

随着社会经济的发展，石油的供需矛盾日益突出。合理开发利用现有石油储量，提高石油开采效率是解决这一矛盾的有效途径，对社会的持续、稳定、建康发展具有重要意义。常规的采油方法(一次采油和二次采油)只能采出15％～50％的原油。三次采油通过强化采油措施，能将油田采收率提高6％到20％，甚至更多。三次采油分为热力驱、气驱、化学驱和微生物采油四大类。化学驱是三次采油中非常重要且已大规模应用的技术，包括聚合物驱、表面活性剂驱、碱水驱等以及聚合物、碱、表面活性剂的多种组合技术。原油采收率等于波及系数和洗油效率的乘积。聚合物能增加驱替液粘度，提高波及系数。表面活性剂能显著降低油水界面张力，提高洗油效率。因此，既能增粘又能降低界面张力的聚-表二元复合驱受到油田青睐。

部分水解的聚丙烯酰胺具有良好的水溶性和增粘性，是目前二元复合驱体系常用的聚合物。但是，聚丙烯酰胺在高温、高矿化度和高剪切条件下易降解，粘度稳定性差。疏水缔合水溶性聚合物是一类亲水主链上带有少量疏水基团的水溶性高分子材料。疏水基团可发生聚集，使聚合物发生分子内和分子间缔合形成一种超分子空间网状结构。疏水缔合聚合物由于独特的分子结构，在水溶液中表现出高效的增黏性以及良好的耐温、抗盐性能以及特殊的流变性能(剪切稀释和触变性)，能解决传统驱油用聚合物存在的问题。目前，疏水缔合聚合物已经在胜利、渤海、大庆和大港等油田开展了矿场试验。

疏水缔合聚合物与表面活性剂复配能否保持各自优点发挥增粘以及降低油水界面张力的作用是这类聚-表二元复合驱能否提高采收率的关键。疏水基团的存在使得疏水缔合聚合物对表面活性剂非常敏感，少量表面活性剂存在就能对聚合物的溶液性质产生巨大变化。在过去二十年，国内外很多课题组研究了疏水缔合聚合物与表面活性剂的相互作用，提出了以Candau三阶段模型(Langmuir,1992,8(3),838-847)为代表的作用机理。当表面活性剂浓度较低时，其疏水尾链进入疏水微区与聚合物的疏水基团形成混合胶束，使聚合物的分子间缔合作用增强；随着表面活性剂浓度增大，在溶液中形成大量球状胶束将疏水基团隔离，使聚合物分子间缔合减少，超分子网络结构坍塌。因此，疏水缔合聚合物与大多数表面活性剂复配的二元体系粘度随着表面活性浓度增大都呈现快速升高后急剧下降的趋势(Langmuir,2001,17(5):1719-1725；J.Phys.Chem.1994,98,1500-1505)。聚-表二元体系只有在很窄的表面活性剂浓度范围内保持高粘性能，在表面活性剂浓度较大时甚至低于聚合物本身的粘度。这一性质大大制约了疏水缔合聚合物在聚-表二元复合驱的应用前景。

与一般表面活性剂不同，粘弹性表面活性剂在浓度达到临界胶束浓度时先形成球状胶束；随着浓度增大球状胶束开始向蠕虫状胶束转变，蠕虫状胶束快速生成、增长并形成柔性长棒状胶束，棒状胶束相互粘附、缠绕形成与疏水缔合聚合物相似的超分子网络结构。本发明将疏水缔合水溶性聚合物与粘弹性表面活性剂复配，解决了其与现有表面活性剂复配粘度下降的问题，发明了化学驱油用的疏水缔合聚合物与粘弹性表面活性剂二元复合驱体系。

发明内容