[发明专利]一种耐盐抗钙镁聚合物胶体体系及其制备方法和应用

说明书

本发明属于油田开发化学驱油剂技术领域，具体公开一种耐盐抗钙镁聚合物胶体体系，该耐盐抗钙镁聚合物胶体体系含有聚合物、助剂和水，助剂为含有分散剂和pH调节剂的混合物；聚合物为丙烯酰胺类聚合物，分散剂为聚羧酸、聚羧酸盐和有机磷化合物中的至少一种，pH调节剂为NaOH、Na₂CO₃和NaHCO₃中的至少一种；聚合物胶体体系中各组分的含量为：聚合物1000‑3000mg/L、分散剂0.05‑3wt％、pH调节剂0.01‑1wt％，余量为水。本发明的聚合物胶体体系分散均匀，粘度高，适用范围广。

技术领域

本发明属于油田开发化学驱油剂技术领域，具体涉及一种耐盐抗钙镁聚合物胶体体系及其制备方法和应用。

背景技术

总矿化度、钙镁离子对HPAM(部分水解聚丙烯酰胺)的粘度有显著的影响作用。研究表明，总矿化度的增加，阳离子电荷增多，屏蔽掉HPAM分子链上羧基的负电荷，使溶液黏度下降，此外Ca²⁺和Mg²⁺还能与HPAM分子内羧基发生交联反应，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。

近年来，针对高钙镁离子含量条件下的聚合物溶液增粘问题，国内外开展了大量研究，研究工作大体可归纳为三类。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。其二为加钙镁除垢剂增粘，如公开号为CN102162350A的专利文献，一种利用水中钙镁离子提高聚合物溶液调驱效果的方法，在聚合物溶液中加入弱碱(Na₂CO₃或NaHCO₃)，弱碱与钙镁产生沉淀反应形成固相碳酸钙镁，溶液钙镁含量降低而粘度增加；其三为络合螯合剂增粘，在聚合物溶液中加入络合剂或螯合剂，可以降低活性钙镁离子含量，增加聚合物的粘度，薛新生等发表的文章赘合剂GX对疏水缔合聚合物溶液粘度保留率的影响(油气地质与采收率，2011年04期)，经复配后获得了鳌合剂GX，1711.5mg/L的GX可以将渤海某油田地层水配制的疏水缔合聚合物AP-P4溶液中活性钙、镁离子含量之和控制在360-400mg/L，溶液在65℃老化120天时粘度保留率由33.8％增加至222.7％；这一方法存在两个问题，一是络合螯合剂用量较大，二是即使加入高浓度的络合螯合剂溶液钙镁离子含量仍然难以降低到超低(200mg/L以下)。

专利文献CN106318360A公开了一种抗钙镁聚合物体系配制方法：利用高钙镁离子含量的油田注入水配制聚合物溶液，先向聚合物溶液中加入防垢分散剂，之后再加入弱碱Na₂CO₃，制备形成一种聚合物胶体体系。该体系在一定的矿化度和钙镁含量的情况下有非常好的效果，但矿化度和钙镁离子含量进一步加大，就不能形成均相的分散体系，增粘效果也有限。

发明内容

针对现有的胶体聚合物体系存在适用范围窄等缺点，本发明的目的是提供一种耐盐抗钙镁聚合物胶体体系及其制备方法和应用，该聚合物胶体体系适用于更宽的矿化度和更高钙镁离子浓度的油田水，将其注入到地层后，可有效扩大流体波及体积，驱替残留在油藏孔隙中的原油，从而降低采油井产出液的含水率、提高原油产量。

本发明的第一方面提供了一种耐盐抗钙镁聚合物胶体体系，该耐盐抗钙镁聚合物胶体体系含有聚合物、助剂和水，所述助剂为含有分散剂和pH调节剂的混合物；所述聚合物为丙烯酰胺类聚合物，所述分散剂为聚羧酸、聚羧酸盐和有机磷化合物中的至少一种，所述pH调节剂为NaOH、Na₂CO₃和NaHCO₃中的至少一种；