[发明专利]一种快速制备驱油用聚合物溶液的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种聚合物溶液的制备方法，尤其是涉及一种快速制备驱油用聚合物溶液的方法。

背景技术

目前，国内大部分老油田的综合含水率已经达到了相当高的水平。控制油田采出液含水率、实现稳产是油田急待解决的问题。维持油田稳产的主要手段是三次采油技术。聚合物驱油是60年代初发展起来的一项三次采油技术，其特点是向水中加入高分子量的聚合物，从而使其粘度增加，改善驱替相与被驱替相间的流度比，扩大波及体积，进而提高原油采收率。聚合物驱油技术是一种较经济有效地提高原油采收率的方法。与其它三次采油技术相比，聚合物驱油技术工艺简单、投资较少，已成为我国重要的三次采油技术，该技术在大庆、胜利等油田的应用取得了成功经验。聚合物驱油技术中应用最为广泛的是采用部分水解高分子量聚丙烯酰胺（HPAM）驱油。聚丙烯酰胺溶液体系由于具有比较高的黏弹性而备受关注。高粘度聚丙烯酰胺溶液可以提高驱油效率、降低残余油饱和度的原因是黏弹性流体的“拉、拽”作用。聚合物水溶液的粘度是影响聚合物驱油效果的一个主要指标，部分水解聚丙烯酰胺溶于水后离解成带负电荷的大分子，分子之间静电排斥作用以及同一分子上不同链节之间的阴离子排斥力导致分子在溶液中伸展并能使分子之间相互缠绕，这就是部分水解聚丙烯酰胺能使其溶液粘度明显增加的原因。而由于聚合物溶液的粘度很大，高分子链在溶液内部扩散舒展的过程阻力很大，需外加作用力强化聚合物溶液配制的分散熟化过程。

目前，油田聚合物溶液制备采用“分散-熟化-外输”短流程配制工艺。首先将聚合物干粉通过鼓风机或射流分散设备分散于水中，形成分散液，分散液输送至熟化单元进行熟化。熟化流程采用平台高架熟化罐搅拌熟化方法，搅拌熟化时间一般为1-4小时。在搅拌过程中，溶液中的长链聚合物分子通过扩散舒展开来，形成均匀的溶液态。由于聚合物溶液的粘度普遍较大，长链分子在聚合物溶液中舒展分散受到的阻力非常大，因此在传统的搅拌罐中进行聚合物溶液的熟化面临很大的工艺困难，其缺陷在于：投资大、能耗高且制备效率低。因此开发投资小、低能耗、高效率制备聚合物溶液的方法，成为目前油田稳定生产，降低采油成本的关键技术方向。

超重力技术是利用比地球重力加速度大得多的超重力环境对传质和微观混合过程进行强化的新技术，在地球上通过旋转产生模拟的超重力环境而获得。研究和分析表明，在超重力环境下，不同大小分子间的分子扩散和相间传质过程均比常重力场下的要快得多，气一液、液一液、液一固两相在比地球重力场大数百倍至千倍的超重力环境下的多孔介质(填料)中产生流动接触，巨大的剪切力使液体破碎成纳米级的膜、丝和滴，产生巨大的和快速更新的相界面，使得不同相间物料之间的扩散距离大大缩短，相间传质速率比传统的塔器中提高1-3个数量级，相间传质过程得到极大强化。目前的超重力装置中国专利申请(申请号91109255.2,91111028.3等)中已经公开，该装置在分离、解吸过程中的应用获得了良好的效果。作为本发明的参考，有关此类超重力设备特点的详细介绍，可参考下列技术资料和文献，如:陈建峰等著《超重力技术及应用—新一代反应与分离技术》，化学工业出版社；中国专利ZL95107423.7、中国专利ZL92100093.6、中国专利ZL91109225.2、中国专利ZL95105343.4中所述的超重力装置。

但是，现有技术中未有将超重力技术应用到制备驱油用聚合物溶液领域。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种快速制备驱油用聚合物溶液的方法；该方法利用超重力装置提高聚合物溶液界面的更新速率和减小聚合物分子在高粘度液相中的扩散阻力来达到快速熟化的目的。该方法使用的超重力设备可以使高粘度聚合物均匀分布进入和通过填料层，并且使流体在通过填料时产生局部扰动，强化溶液液膜或液丝表面的更新，从而提高聚合物溶液配制效率。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种快速制备驱油用聚合物溶液的方法，包括如下步骤：

1）开启超重力旋转装置，且装置内的超重力水平g_r为10～1000倍重力加速度g；

2）将聚合物水分散液输送到设有填料的超重力旋转装置中，得熟化液，即驱油用聚合物溶液。