[发明专利]一种改性氧化石墨烯纳米片增黏剂、驱油用聚合物体系及应用和油藏驱油方法

说明书

本发明公开了一种改性氧化石墨烯纳米片增黏剂、驱油用聚合物体系及应用和油藏驱油方法。该改性氧化石墨烯纳米片增黏剂为小分子表面活性剂接枝改性的氧化石墨烯纳米片。本发明有利于控制聚合物产生分子间的相互作用，驱油用聚合物体系的黏度是初始的驱油用聚合物黏度的1～2.5倍，提高了增黏效率，从而可有效减少增黏剂的用量。驱油用聚合物体系的室内驱替实验可提高原油采收率10～18％，并且驱油用聚合物体系可适用于高温高盐油藏条件。

技术领域

本发明属于油田开发聚合物驱提高采收率技术领域，更具体地，涉及一种改性氧化石墨烯纳米片增黏剂、驱油用聚合物体系及应用和油藏驱油方法。

背景技术

目前我国大部分油田处于开发中后期，含水率迅速上升，甚至高达90％以上，现有的注水技术己难以满足油田的需要。提高原油采收率主要从两个方面达到效果：一是提高注入流体在油层中的波及系数，主要的办法是改善油藏的非均质性或者减小驱替相的流度，稳定驱替前沿，一般采取调剖或者通过增加驱替流体的粘度来实现的；另一个方面就是提高洗油效率，主要的方法是改变岩石表面的润湿性和减少毛细管现象的不利影响，降低残余油饱和度，一般是利用表面活性剂降低油水界面张力来实现的。近年来，聚合物驱技术已成为我国提高石油采收率比较成熟完善的实用技术，矿场先导试验大多获得成功，大庆油田已进入了大面积工业化推广应用阶段，中石化胜利油田、河南油田也都开展过聚合物驱技术研究，并在矿场取得很好的效果。

聚合物驱是化学驱最为重要的技术，通过在注入水中加入水溶性聚合物，增大驱替相粘度，调整油水流度比，扩大驱替相波及体积，增强洗油效率，即可大幅提高驱油效率。聚合物驱操作简单，成本较低，可以与调剖堵水剂相结合使用，兼具一定的渗透率调节作用。作为合成类水溶性高分子，聚丙烯酰胺及其衍生物为主的合成类聚合物是目前化学驱中应用最广泛，取得效果最为突出的聚合物驱油剂。按照聚丙烯酰胺的结构划分，又可以分为线性聚丙烯酰胺和交联型聚丙烯酰胺。部分水解的线性聚丙烯酰胺(HPAM)作为驱油剂使用主要是基于其增大水溶液的粘度起到的增大波及体积，改善流度比的作用。线性聚丙烯酰胺溶液不良的耐温抗盐性能等是其在高温油藏和聚合物驱后油藏中应用的技术瓶颈，严重地影响了其实际使用效果。

交联型聚丙烯酰胺大多采用地下原位交联方式，交联剂一般为有机铬、有机铝、有机锆、水溶性酚醛树脂等，利用交联剂与线型HPAM在地下交联而形成。交联型的聚丙烯酰胺可作调剖堵水剂和驱油剂使用，因为其良好的体膨性对高渗层可进行调剖处理调节其渗透率。但是，完全交联的聚丙烯酰胺由于交联度高，硬度大，变形性差，在孔隙中运移困难，难以起到驱油剂的作用，因此在三次采油中的使用受到限制。作为驱油剂使用时，要求聚合物悬浮液拥有较好的运移能力，可以在孔隙中变形通过，同时具有优异的粘弹性能，能够有效地增加驱替相的粘度，改善其流度比。中国专利申请CN93115276A公开了一种以聚丙烯酰胺(或黄原胶)作为主剂，以乳酸铬为交联剂制备交联聚合物驱油剂。中国专利申请CN93115276A公开了一种交联聚合物驱油剂及其配制方法，利用交联剂乳酸铬将聚合物变成交联聚合物，从而解决聚合物耐盐性差和易受机械剪切的问题，该专利中聚丙烯酰胺水溶液的浓度最好为800～8000mg/L，交联剂乳酸铬最好用量为300～3000mg/L，该技术方案的缺点为：因为小分子交联剂导致大量聚合物分子内交联反应，交联剂的使用量比较大。中国专利申请CN1197101A公开了在聚合物驱油技术中应用交联剂柠檬酸铝来代替部分聚丙烯酰胺，在保证注入粘度不降低并适当增加的情况下，降低聚丙烯酰胺的使用量，从而降低了注入成本，但注入粘度提高的不多，仅提高0～25％。中国专利申请201510484051提供了一种三元胺参与合成的交联型聚合物驱油剂，采用五甲基二乙烯三胺(PMTDA)作为功能单体及交联剂，硫酸钾-亚硫酸氢钠作为引发体系，制备出部分交联并含有大量支链结构的聚合物驱油剂。

但上述现有技术中，却存在着小分子增黏剂产生大量聚合物分子内交联反应的不足或是因为小分子交联剂导致大量聚合物分子内交联反应，交联剂的使用量比较大的问题。

发明内容