[發明專利]用于強化采油的聚丙烯酰胺乳液的連續溶解方法

有效

• 申請號: 201010231079.0
• 申請日: 2010-07-20
• 公開（公告）號: CN101994502A
• 公開（公告）日: 2011-03-30
• 發明（設計）人: 勒內·皮遲;菲利普·杰羅尼莫
• 申請（專利權）人: S.P.C.M.股份公司
• 主分類號: E21B43/22
• 分類號: E21B43/22;C08J3/03;C09K8/588
• 代理公司: 北京弘權知識產權代理事務所(普通合伙) 11363
• 代理人: 劉繼富;張文

背景技術

工業上以各種形式生產聚丙烯酰胺：粉末、油包水乳液、聚合物微珠懸浮液、水包水乳液、水溶液、水-乙醇懸浮液等等。

這些聚合物可能具有相似的物理化學性質，并且通常根據兩個標準進行選擇：

-成本，在這種情況下，選擇粉末，

-處理的難易，盡管成本較高，但是選擇乳液。

1957年J.W.Vanderhoff和R.M.Wiley發現了這些乳液(USP?3284393)。

這些早期的乳液含有聚合物微顆粒，通過使用一種或多種具有約2-6的低HLB(親水-疏水平衡值)的表面活性劑使這些聚合物微顆粒在油中乳化。對于這些具有這種組成的乳液，很難直接在溶液中稀釋聚合物微凝膠。實際上，用于溶解的水難以透過表面活性劑屏障。

因此，通常通過噴霧干燥將其干燥以生成粉末，而粉末的溶解或多或少令人滿意。

1970年，D.R.Anderson和A.J.Frisque(專利USP?3624019)發現通過加入親水性表面活性劑(HLB＞8)，可以將這些乳液反相。這種更親水的表面活性劑能夠使水滲透到聚合物球形微顆粒內，并能夠在幾分鐘內將其溶解。

最初，這種表面活性劑是單獨加入到稀釋水中的。

但是很快，生產企業就開發了能夠將反相表面活性劑合并到乳液本身的制劑，這種制劑之后也不會凝結或失穩。

這種操作是真正的技術挑戰，因為在生產或存儲期間的凝結或失穩限制了親水性表面活性劑需要的加入量。

這種方法的工業實現是眾多的連續研究和大量專利的目標。

但是，即使是目前，對于適當地使乳液反相仍然存在局限性，因為以下兩個主要因素：

-體系為避免在生產和存儲期間乳液的凝結而能夠保持的親水性表面活性劑的量，

-在水中溶解乳液時所達到的聚合物的濃度。

人們普遍發現，能夠保持乳液穩定性的所有體系中的親水性表面活性劑的最大量約為乳液的5％。

這個量是使用最有效的NPD(乙氧基化壬基苯酚9EO)表面活性劑或含有7-9EO的乙氧基化醇測得的。可以加入更大量的效果較弱的表面活性劑，但是不會改善溶解。

對于反相表面活性劑的這一濃度，人們發現，在乳液濃度低于9-12克/升的情況下或者對于約4-5克/升(4-5000ppm)的活性聚合物的標準商業化乳液而言，乳液不能在低于5分鐘的時間內完全在水中溶解。

強化采油的特殊情況

由于產品成本的因素，EOR主要使用粉末來稠化注入油井的水。為了在油田壓力下將其注入到油井中，將這些聚丙烯酰胺粉末溶解至最終濃度為500-2000ppm。

在某些情況下，特別是在船上(FPSO)或近海平臺上使用所述產品時，在服務船與FPSO之間或與平臺之間用空氣提升輸送(air?lift?trasport)來處理非常大量的粉末具有極大的局限性，至今仍難以解決。

在這些情況下，最終用戶更愿意使用乳液，其更易于通過標準近海抽吸的方式輸送。

最終用戶的要求非常嚴格：全部溶解過程在不超過5分鐘的時間內完全地連續地進行。

因此，需要在在線的管道中將乳液溶解至500-2000ppm的最終濃度，使用穩定的乳液是不能達到這一效果的，所述穩定的乳液混合了確保其穩定性的濃度的反相表面活性劑。

因此使用的檢測方法在于測定給定體積的含有1000ppm的活性聚合物的溶液流過過濾器的時間。所述溶液盛裝于增壓至2bar的容器中，并且所述過濾器的直徑為47mm，孔徑為5微米。

據此，測定了得到100ml(t100ml)、200ml(t200ml)和300ml(t300ml)濾液所需的時間，并定義了過濾系數(或用“FR”表示的過濾比)，其表達為：