[发明专利]一种胶体分散聚合物体系及其制备方法

说明书

本发明属于石油开采技术领域，具体提供一种胶体分散聚合物体系及其制备方法，该制备方法包含以下步骤：1)配制复合增粘助剂：将分散剂加入除氯自来水中，搅拌得到分散剂溶液；在搅拌条件下，将成晶剂加入分散剂溶液中，继续搅拌得到复合增粘助剂；2)配制聚合物溶液：在高钙镁油田注入水中加入聚合物干粉，搅拌至聚合物充分溶解，过滤除去不溶物，得到聚合物溶液；3)在搅拌条件下，将所述复合增粘助剂加入所述聚合物溶液中，搅拌至体系中絮凝物完全分散，得到胶体分散聚合物体系。本发明通过复合增粘助剂的加入改变了钙镁离子与聚合物的相互作用，将钙镁离子的降粘作用逆变为增粘作用，聚合物体系的粘度得以大幅度提高，且均匀稳定。

技术领域

本发明属于石油开采技术领域，具体涉及一种胶体分散聚合物体系及其制备方法。

背景技术

聚合物驱油是一项重要的化学驱提高采收率技术，在温度小于80℃、矿化度小于30000mg/L、钙镁离子含量小于400mg/L的一二类油藏聚合物驱油技术已得到全面工业化应用。但由于HPAM(部分水解聚丙烯酰胺)在高温条件下会发生明显的分子降解，在高矿化度特别是钙镁离子含量高的油藏，其粘度会大幅度下降，甚至产生沉淀而丧失驱油能力，聚合物驱在高温高盐油藏的应用受到了很大限制。

钙镁离子对HPAM溶液粘度影响的研究表明：Ca²⁺和Mg²⁺不仅与HPAM水解出的羧基结合使溶液粘度下降，还能与HPAM分子内和分子间的羧基发生交联反应，使分子内发生严重的卷曲和分子间凝聚，甚至沉淀，造成溶液的增粘能力急剧下降；Ca²⁺和Mg²⁺对HPAM粘度的影响远大于Na⁺和K⁺，影响程度大概是一价离子的8～25倍；要保证较好的增粘，水中Ca²⁺含量应控制在200mg/L以下，最好在100mg/L以下；Mg²⁺含量应控制在100mg/L以下，最好在50mg/L以下。

针对高钙镁离子含量条件下的聚合物增粘问题，国内外开展了大量研究，目前提出的技术方法主要有以下两种：

其一为耐温抗盐丙烯酰胺系聚合物的合成与应用：目前见报道的耐温抗盐聚合物主要有梳型聚合物、疏水缔合聚合物和多元共聚聚合物，各种新型耐温抗盐聚合物具备一定的抗钙镁性能，其增粘性能明显优于HPAM，但在钙镁含量超过某一临界含量时仍然存在粘度大幅降低问题。崔茂蕾等研究了中国石化北京化工研究院合成的3种耐温抗盐型聚合物(HPAM3、KYPAM6和NY1)的粘度随钙离子含量的变化，研究发现聚合物溶液粘度随钙含量增加不断降低，钙离子含量在200～400mg/L和600～800mg/L时粘度降低幅度较大，这说明耐温抗盐型聚合物仍然不适合应用于钙镁含量大于600mg/L的高钙镁油藏。

其二为碱剂除钙镁增粘：在聚合物溶液中加入弱碱(Na₂CO₃或NaHCO₃)，弱碱与钙镁离子产生沉淀反应形成固相碳酸钙镁，溶液钙镁离子含量随之降低而粘度增加，控制弱碱的加入量可以将溶液的钙镁离子含量降低到超低(200mg/L以下)，实现明显的增粘效果。专利CN102162350B提出了一种利用水中钙镁离子提高聚合物溶液调驱效果的方法，该方法向聚合物溶液中加入计量的除垢剂(NaOH和Na₂CO₃)既消除了高矿化度溶剂水中钙镁离子对聚合物溶液粘度的影响，又利用除垢剂与水中钙镁离子反应生成物碳酸盐微小颗粒对油藏岩石大孔道或高渗透条带实施有效封堵。但是这一方法在现场应用中存在明显缺陷：碳酸盐固相颗粒形成后由于颗粒聚并、晶体生长和聚合物的絮凝作用，溶液中常形成聚合物包裹颗粒的团块沉淀或絮状沉淀，这一方面造成了聚合物的损耗，另一方面也容易堵塞注入井近井地层。

发明内容

针对现有技术中存在的上述缺陷，本发明的目的是提供一种胶体分散聚合物体系及其制备方法，通过复合增粘助剂的加入改变了钙镁离子与聚合物的相互作用，将钙镁离子的降粘作用逆变为增粘作用，聚合物体系的粘度得以大幅度提高，且均匀稳定。