一种具有高增粘和高抗剪切的小分子驱油剂及制备方法.pdf

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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201510072132.X (22)申请日 2015.02.11 (71)申请人 中国石油化工股份有限公司 地址 257000 山东省东营市东营区济南路 125号 申请人 中国石油化工股份有限公司胜利油 田分公司地质科学研究院 (72)发明人 程玉桥徐辉杨勇韩玉贵 曹绪龙李振泉宋新旺郭兰磊 李彬孙秀芝李海涛张文 窦立霞庞雪君何冬月张新英 (74)专利代理机构 济南日新专利代理事务所 37224 代理人 刘亚宁 (51)Int.Cl. C09K 8/58(2006.01) C09。

2、K 8/584(2006.01) (54)发明名称 一种具有高增粘和高抗剪切的小分子驱油 剂及制备方法 (57)摘要 本发明公开了一种具有高增粘和高抗剪切 的小分子驱油剂及制备方法， 涉及三次采油领 域。 由以下组分按重量百分比合成： 0.5%0.8% 主剂CTAB、 0.2%0.3%的小分子调节辅剂、 0.1% 0.2%的碳酸钠和98.7%99.2%的水， 制备方法 包括以下步骤： 首先把CTAB主剂加入到水中， 并 加热到4050， 边加热， 边搅拌， 使CTAB完全溶 于水中； 然后把小分子调节剂加入到步骤 （1） 的 水中， 采用无水碳酸钠调节溶液pH值为47； 最 后把上述混合液移入。

3、特殊容器中， 加热至6070 ， 反应12小时， 得到具有较高粘度和抗剪切 性好的小分子驱油剂。 本发明不仅具有较好的增 粘性能， 而且具有较好的抗剪切性， 生产效率高、 能耗小， 可以应用于不同地区的油藏， 有效解决 了驱油剂在经过近井地带之后粘度降低的问题， 大幅提高了油藏采收率。 权利要求书1页 说明书4页 附图2页 CN 105985760 A 2016.10.05 CN 105985760 A 1/1 页 2 1.一种具有高增粘和高抗剪切的小分子驱油剂， 其特征是 ： 由以下组分按重量百分比 合成 ： (1) 主剂 CTAB ： 0.5 0.8 ； (2) 小分子调节辅剂 ： 0.2。

4、 0.3 ； (3) 碳酸钠 ： 0.1 0.2 ； (4) 水 ： 98.7 99.2。 2.如权利要求 1 所述的具有高增粘和高抗剪切的小分子驱油剂合成条件， 其特征是 ： 所述的主剂 CTAB 为十六烷基三甲基溴化铵。 3.如权利要求 1 所述的具有高增粘和高抗剪切的小分子驱油剂合成条件， 其特征是 ： 所述的小子调节辅剂为 4- 羟基水杨酸、 2- 萘甲酸、 3,7- 二羟基 -2- 萘甲酸或 4- 氯水杨酸 的任意一种。 4.如权利要求 1 所述的具有高增粘和高抗剪切的小分子驱油剂的合成条件， 其特征 是 ： 主剂和小分子调节剂的质量比为 3:1 4:1 之间。 5.如权利要求 1 。

5、所述的具有高增粘和高抗剪切的小分子驱油剂合成条件， 其特征是 ： 所述水的矿化度 0 10000mg/L。 6.如权利要求 1 所述的具有高增粘和高抗剪切的小分子驱油剂， 其特征是 ： 制备方法 包括以下步骤 ： (1) 把 CTAB 主剂加入到水中， 并加热到 40 50， 边加热， 边搅拌， 使 CTAB 完全溶于 水中 ； (2) 把小分子调节剂加入到步骤 (1) 的水中， 采用无水碳酸钠调节溶液 pH 值为 4 7 ； (3) 把上述混合液移入特殊容器中， 加热至 60 70， 反应 1 2 小时， 得到具有较高 粘度和抗剪切性好的小分子驱油剂。 7.如权利要求 6 所述的具有高增粘和。

6、高抗剪切的小分子驱油剂制备方法， 其特征是 ： 所述步骤 (3) 中的特殊容器为三口烧瓶。 8.如权利要求 6 所述的具有高增粘和高抗剪切的小分子驱油剂制备方法， 其特征是 ： 所述步骤 (3) 中的加热方式为油浴加热。 权 利 要 求 书 CN 105985760 A 2 1/4 页 3 一种具有高增粘和高抗剪切的小分子驱油剂及制备方法 技术领域 0001 本发明涉及到三次采油领域， 具体涉及一种具有高增粘和高抗剪切的小分子驱油 剂及制备方法。 背景技术 0002 近几年来， 聚合物驱油技术在国内各油田的应用很广泛， 不但取得了令人瞩目的 进展， 而且技术水平也日趋成熟。但随着油藏条件变的越。

7、来越恶劣， 现有的驱油聚合物部 分水解聚丙烯酰胺的性能已经无法满足油藏进一步提高采收率的需要， 尤其目前部分水解 聚丙烯酰胺由于分子量较高， 虽然在地面配制的时候粘度较高， 但是它在配制、 稀释及经过 地层炮眼的时候会受到较强的剪切作用， 大分子量的部分水解聚丙烯酰胺经过上述剪切之 后， 分子链被剪断， 粘度产生了较大的降幅， 因此在经过近井地带之后聚丙烯酰胺的粘度只 有地上粘度的 40 50。 0003 为了解决上述部分水解聚丙烯酰胺不抗剪切的问题， 需要找到一种抗剪切性更好 的驱油剂， 但大分子量的聚合物由于分子链较长， 在经过剪切之后分子链都要被剪断， 粘度 都会产生不同程度的降低， 为。

8、此， 发明了一种小分子驱油剂， 它是通过两种小分子间的作用 力而形成的具有较高粘度的驱油剂， 即使受到剪切， 小分子也不会断链， 因此具有较好的抗 剪切性能。 发明内容 0004 本发明是针对现有的大分子量驱油聚合物抗剪切性较差的不足， 提供一种具有高 增粘和高抗剪切的小分子驱油剂及制备方法。该驱油剂不仅具有较好的增粘性能， 而且具 有较好的抗剪切性， 生产效率高、 能耗小， 大幅提高了油藏采收率， 可以应用于不同地区的 油藏。 0005 为达到上述目的， 本发明提供一种具有高增粘和高抗剪切的小分子驱油剂 ： 0006 一种具有高增粘和高抗剪切的小分子驱油剂， 由以下组分按重量百分比合成 ： 。

9、0007 (1) 主剂 CTAB ： 0.5 0.8 ； 0008 (2) 小分子调节辅剂 ： 0.2 0.3 ； 0009 (3) 碳酸钠 ： 0.1 0.2 ； 0010 (4) 水 ： 98.7 99.2。 0011 所述的主剂 CTAB 为十六烷基三甲基溴化铵， 所述的小子调节辅剂为 4- 羟基水杨 酸、 2- 萘甲酸、 3,7- 二羟基 -2- 萘甲酸或 4- 氯水杨酸的任意一种。 0012 进一步， 主剂和小分子调节剂的质量比为 3:1 4:1。 0013 所述水的矿化度 0 10000mg/L。 0014 本发明还提供了制备具有高增粘和高抗剪切的小分子驱油剂的方法， 包括以下步 。

10、骤 ： 0015 (1) 把 CTAB 主剂加入到水中， 并加热到 40 50， 边加热， 边搅拌， 使 CTAB 完全 说 明 书 CN 105985760 A 3 2/4 页 4 溶于水中 ； 0016 (2) 把小分子调节剂加入到步骤 (1) 的水中， 采用无水碳酸钠调节溶液 pH 值为 4 7 ； 0017 (3) 把上述混合液移入特殊容器中， 加热至 60 70， 反应 1 2 小时， 得到具有 较高粘度和抗剪切性好的小分子驱油剂。 0018 进一步， 所述步骤(3)中的特殊容器为三口烧瓶， 所述步骤(3)中的加热方式为油 浴加热。 0019 相比现有技术中的大分子部分水解聚丙烯酰胺。

11、驱油剂， 本发明具有以下有益效 果 ： 0020 (1)本发明制得的小分子驱油剂CT-4QS、 CT-2NJ、 CT-3Q2NJ和CT-4LS， 在矿化度低 于 10000mg/L， 温度低于 75的条件下， 具有较高的粘度， 确保驱油剂在地下具有较强的流 度控制能力。 0021 (2) 本发明在温度为 75条件下， 小分子驱油剂在高速剪切前后， 粘度并没有发 生很大的变化， 粘度由剪切前的21.5mPa.s变为20.8mPa.s， 粘度损失3.3， 抗剪切性大幅 度提升， 确保驱油剂经过近井地带之后仍然具有很高的粘度。有利于其在地下形成高的有 效粘度， 大幅提高了油藏采收率。 0022 (3。

12、) 本发明通过小分子间的自组装， 具有良好的增粘性， 在水溶液中能够形成致密 的网络聚集体， 且小分子自组装后的的聚集能力比常规大分子部分水解聚丙烯酰胺更高。 0023 (4) 本发明制备工艺简单， 费用低， 污染小， 生产效率高， 可以应用于不同地区的油 藏， 适宜大规模推广。 附图说明 0024 图 1 高增粘和高抗剪切小分子驱油剂和常规大分子部分水解聚丙烯酰胺粘温曲 线对比图 ； 0025 图 2 高增粘和高抗剪切小分子驱油剂的微观聚集形态电镜图 ； 0026 图 3 大分子部分水解聚丙烯酰胺在水溶液中的微观聚集形态电镜图 ； 0027 图 4 高增粘和高抗剪切小分子驱油剂剪切前与剪切后。

13、的粘度对比图 ； 0028 图 5 大分子部分水解聚丙烯酰胺驱油剂剪切前与剪切后的粘度对比图。 具体实施方式 0029 以下通过附图结合实施例和实验例对本发明做进一步的说明。 0030 实施例 1 ： 0031 原料 ： CTAB( 十六烷基三甲基溴化铵 )， 4- 羟基水杨酸， 无水碳酸钠， 矿化度 10010mg/L 的水。 0032 制备步骤 ： 0033 (1) 称取 CTAB 0.375g 加入到 49.5g 矿化度 10010mg/L 的水， 把水温升到 402， 搅拌均匀后， 加入 0.125g 4- 羟基水杨酸， 再次搅拌均匀， 并加入无水碳酸钠调节 溶液的 pH 值为 4.1。

14、0 ； 0034 (2) 把上述混合液移入至三口烧瓶中， 边搅拌边用油浴加热， 温度维持在 682 说 明 书 CN 105985760 A 4 3/4 页 5 反应 1h。 0035 (3)1h 后， 粘度上升， 停止搅拌， 并把溶液从烧瓶中倒出冷却， 最终形成具有高增粘 的小分子驱油剂 CT-4QS。 0036 实施例 2 ： 0037 原 料 ： CTAB( 十 六 烷 基 三 甲 基 溴 化 铵 )， 2- 萘 甲 酸， 无 水 碳 酸 钠， 矿 化 度 538050mg/L 的水。 0038 (1) 称取 CTAB 0.46g 加入到 49.4g 矿化度为 538050mg/L 的水。

15、， 把水温升到 452， 搅拌均匀后， 加入 0.14g 2- 萘甲酸， 再次搅拌均匀， 并加入无水碳酸钠调节溶液 的 pH 值为 6.5。 0039 (2) 把上述混合液移入至三口烧瓶中， 边搅拌边用油浴加热， 温度维持在 632 反应 1.5h。 0040 (3)1.5h 后， 粘度上升， 停止搅拌， 并把溶液从烧瓶中倒出冷却， 最终形成具有高增 粘的小分子驱油剂 CT-2NJ。 0041 实施例 3 ： 0042 原料 ： CTAB( 十六烷基三甲基溴化铵 )， 3,7- 二羟基 -2- 萘甲酸， 无水碳酸钠， 矿化 度 795050mg/L 的水。 0043 (1) 称取 CTAB 0。

16、.55g 加入到 49.3g 矿化度 795050mg/L 的水， 把水温升到 482， 搅拌均匀后， 加入0.15g 3,7-二羟基-2-萘甲酸， 再次搅拌均匀， 并加入碳酸钠调 节溶液的 pH 值为 6.9。 0044 (2) 把上述混合液移入至三口烧瓶中， 边搅拌边用油浴加热， 温度维持在 652 反应 2h。 0045 (3) 反应 2h 之后， 粘度上升， 停止搅拌， 并把溶液从烧瓶中倒出冷却， 最终形成具 有高增粘的小分子驱油剂 CT-3Q2NJ。 0046 实施例 4 ： 0047 原料 ： CTAB( 十六烷基三甲基溴化铵 )， 4- 氯水杨酸， 无水碳酸钠， 矿化度 9980。

17、50mg/L 的水。 0048 (1) 称取 CTAB 0.38g 加入到 49.5g 矿化度为 998050mg/L 的水， 把水温升到 491， 搅拌均匀后， 加入 0.12g 4- 氯水杨酸， 再次搅拌均匀， 并加入碳酸钠调节溶液的 pH 值为 6.6。 0049 (2) 把上述混合液移入至三口烧瓶中， 边搅拌边用油浴加热， 温度维持在 662 反应 1.8h。 0050 (3) 反应 1.8h 后， 粘度上升， 停止搅拌， 并把溶液从烧瓶中倒出冷却， 最终形成具 有高增粘的小分子驱油剂 CT-4LS。 0051 实验例 1 ： 0052 取实施例 1 4 制得的小分子驱油剂， 在矿化度。

18、 9750mg/L 条件下， 测定体系的粘 温曲线， 并和常规大分子部分水解聚丙烯酰胺相比较。如图 1 所示， 合成的小分子驱油剂在 温度低于 75条件下， 和常规的大分子部分水解聚丙烯酰胺相比， 粘度更高。 0053 实验例 2 ： 0054 取实施例 1 所得的小分子驱油剂， 利用冷冻蚀刻扫描电镜观察溶液的微观聚集形 说 明 书 CN 105985760 A 5 4/4 页 6 态， 如图 2 所示， 和大分子部分水解聚丙烯酰胺作比较， 如图 3 所示 ； 图 2 和图 3 对比可知， 合成的小分子驱油剂通过分子间的相互作用， 能够在溶液中形成和大分子部分水解聚丙烯 酰胺一样的致密网络聚集。

19、体， 且小分子自组装后的的聚集能力比常规大分子部分水解聚丙 烯酰胺更高。 0055 实验例 3 ： 0056 取实施例 1 所得的小分子驱油剂， 利用吴茵搅拌器 3000r/min 剪切 10s， 在温度为 75条件下， 考察剪切前后驱油剂粘度的变化情况。 0057 如图 4 所示， 剪切前后， 小分子驱油剂粘度并没有发生很大的变化， 粘度由剪切前 的 21.5mPa.s 变为 20.8mPa.s， 粘度损失 3.3； 如图 5 所示， 大分子的部分水解聚丙烯酰胺 驱油剂剪切前的粘度为 25.6mPa.s 剪切后的粘度为 12.5mPa.s， 粘度损失 51.2。 0058 结果证明， 小分子驱油剂相较于大分子的部分水解聚丙烯酰胺， 抗剪切性大幅度 提升， 有利于其在地下形成高的有效粘度。 说 明 书 CN 105985760 A 6 1/2 页 7 图 1 图 2 图 3 说 明 书 附 图 CN 105985760 A 7 2/2 页 8 图 4 图 5 说 明 书 附 图 CN 105985760 A 8 。