[发明专利]用于强化采油的聚丙烯酰胺乳液的连续溶解方法

说明书

背景技术

工业上以各种形式生产聚丙烯酰胺：粉末、油包水乳液、聚合物微珠悬浮液、水包水乳液、水溶液、水-乙醇悬浮液等等。

这些聚合物可能具有相似的物理化学性质，并且通常根据两个标准进行选择：

-成本，在这种情况下，选择粉末，

-处理的难易，尽管成本较高，但是选择乳液。

1957年J.W.Vanderhoff和R.M.Wiley发现了这些乳液(USP 3284393)。

这些早期的乳液含有聚合物微颗粒，通过使用一种或多种具有约2-6的低HLB(亲水-疏水平衡值)的表面活性剂使这些聚合物微颗粒在油中乳化。对于这些具有这种组成的乳液，很难直接在溶液中稀释聚合物微凝胶。实际上，用于溶解的水难以透过表面活性剂屏障。

因此，通常通过喷雾干燥将其干燥以生成粉末，而粉末的溶解或多或少令人满意。

1970年，D.R.Anderson和A.J.Frisque(专利USP 3624019)发现通过加入亲水性表面活性剂(HLB＞8)，可以将这些乳液反相。这种更亲水的表面活性剂能够使水渗透到聚合物球形微颗粒内，并能够在几分钟内将其溶解。

最初，这种表面活性剂是单独加入到稀释水中的。

但是很快，生产企业就开发了能够将反相表面活性剂合并到乳液本身的制剂，这种制剂之后也不会凝结或失稳。

这种操作是真正的技术挑战，因为在生产或存储期间的凝结或失稳限制了亲水性表面活性剂需要的加入量。

这种方法的工业实现是众多的连续研究和大量专利的目标。

但是，即使是目前，对于适当地使乳液反相仍然存在局限性，因为以下两个主要因素：

-体系为避免在生产和存储期间乳液的凝结而能够保持的亲水性表面活性剂的量，

-在水中溶解乳液时所达到的聚合物的浓度。

人们普遍发现，能够保持乳液稳定性的所有体系中的亲水性表面活性剂的最大量约为乳液的5％。

这个量是使用最有效的NPD(乙氧基化壬基苯酚9EO)表面活性剂或含有7-9EO的乙氧基化醇测得的。可以加入更大量的效果较弱的表面活性剂，但是不会改善溶解。

对于反相表面活性剂的这一浓度，人们发现，在乳液浓度低于9-12克/升的情况下或者对于约4-5克/升(4-5000ppm)的活性聚合物的标准商业化乳液而言，乳液不能在低于5分钟的时间内完全在水中溶解。

强化采油的特殊情况

由于产品成本的因素，EOR主要使用粉末来稠化注入油井的水。为了在油田压力下将其注入到油井中，将这些聚丙烯酰胺粉末溶解至最终浓度为500-2000ppm。

在某些情况下，特别是在船上(FPSO)或近海平台上使用所述产品时，在服务船与FPSO之间或与平台之间用空气提升输送(air lift trasport)来处理非常大量的粉末具有极大的局限性，至今仍难以解决。

在这些情况下，最终用户更愿意使用乳液，其更易于通过标准近海抽吸的方式输送。

最终用户的要求非常严格：全部溶解过程在不超过5分钟的时间内完全地连续地进行。

因此，需要在在线的管道中将乳液溶解至500-2000ppm的最终浓度，使用稳定的乳液是不能达到这一效果的，所述稳定的乳液混合了确保其稳定性的浓度的反相表面活性剂。

因此使用的检测方法在于测定给定体积的含有1000ppm的活性聚合物的溶液流过过滤器的时间。所述溶液盛装于增压至2bar的容器中，并且所述过滤器的直径为47mm，孔径为5微米。

据此，测定了得到100ml(t100ml)、200ml(t200ml)和300ml(t300ml)滤液所需的时间，并定义了过滤系数(或用“FR”表示的过滤比)，其表达为：