[發明專利]疏水締合聚合物-表面活性劑二元組合物及其復合驅體系

有效

• 申請號: 201710033691.9
• 申請日: 2017-01-17
• 公開（公告）號: CN108314998B
• 公開（公告）日: 2020-09-04
• 發明（設計）人: 吳春芳;李應成;沙鷗
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司上海石油化工研究院
• 主分類號: C09K8/584
• 分類號: C09K8/584;C09K8/588;E21B43/22
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本發明涉及一種化學驅油用的疏水締合聚合物?表面活性劑二元組合物及其復合驅體系，主要解決現有技術中存在的疏水締合聚合物與現有表面活性劑復配，在表面活性劑濃度較大時，復配體系粘度下降影響聚?表二元復合驅的驅油效率問題，通過采用疏水締合聚合物?表面活性劑二元復合驅組合物，包括以下組分：1)包含丙烯酰胺單元和疏水單體單元的疏水締合聚合物；2)包括質量比為脂肪酰胺甜菜堿:烷基甜菜堿:芳香酸鹽＝(1～60):(1～60):(20～60)的復合表面活性劑；其中，所述疏水締合聚合物與復合表面活性劑的質量比為(0.5～3):(0.1～5)的技術方案，較好地解決了該問題，可用于油田采油中。

技術領域

本發明涉及一種化學驅油用的疏水締合聚合物-表面活性劑二元組合物及其復合驅體系。

背景技術

隨著社會經濟的發展，石油的供需矛盾日益突出。合理開發利用現有石油儲量，提高石油開采效率是解決這一矛盾的有效途徑，對社會的持續、穩定、建康發展具有重要意義。常規的采油方法(一次采油和二次采油)只能采出15％～50％的原油。三次采油通過強化采油措施，能將油田采收率提高6％到20％，甚至更多。三次采油分為熱力驅、氣驅、化學驅和微生物采油四大類。化學驅是三次采油中非常重要且已大規模應用的技術，包括聚合物驅、表面活性劑驅、堿水驅等以及聚合物、堿、表面活性劑的多種組合技術。原油采收率等于波及系數和洗油效率的乘積。聚合物能增加驅替液粘度，提高波及系數。表面活性劑能顯著降低油水界面張力，提高洗油效率。因此，既能增粘又能降低界面張力的聚-表二元復合驅受到油田青睞。

部分水解的聚丙烯酰胺具有良好的水溶性和增粘性，是目前二元復合驅體系常用的聚合物。但是，聚丙烯酰胺在高溫、高礦化度和高剪切條件下易降解，粘度穩定性差。疏水締合水溶性聚合物是一類親水主鏈上帶有少量疏水基團的水溶性高分子材料。疏水基團可發生聚集，使聚合物發生分子內和分子間締合形成一種超分子空間網狀結構。疏水締合聚合物由于獨特的分子結構，在水溶液中表現出高效的增黏性以及良好的耐溫、抗鹽性能以及特殊的流變性能(剪切稀釋和觸變性)，能解決傳統驅油用聚合物存在的問題。目前，疏水締合聚合物已經在勝利、渤海、大慶和大港等油田開展了礦場試驗。

疏水締合聚合物與表面活性劑復配能否保持各自優點發揮增粘以及降低油水界面張力的作用是這類聚-表二元復合驅能否提高采收率的關鍵。疏水基團的存在使得疏水締合聚合物對表面活性劑非常敏感，少量表面活性劑存在就能對聚合物的溶液性質產生巨大變化。在過去二十年，國內外很多課題組研究了疏水締合聚合物與表面活性劑的相互作用，提出了以Candau三階段模型(Langmuir,1992,8(3),838-847)為代表的作用機理。當表面活性劑濃度較低時，其疏水尾鏈進入疏水微區與聚合物的疏水基團形成混合膠束，使聚合物的分子間締合作用增強；隨著表面活性劑濃度增大，在溶液中形成大量球狀膠束將疏水基團隔離，使聚合物分子間締合減少，超分子網絡結構坍塌。因此，疏水締合聚合物與大多數表面活性劑復配的二元體系粘度隨著表面活性濃度增大都呈現快速升高后急劇下降的趨勢(Langmuir,2001,17(5):1719-1725；J.Phys.Chem.1994,98,1500-1505)。聚-表二元體系只有在很窄的表面活性劑濃度范圍內保持高粘性能，在表面活性劑濃度較大時甚至低于聚合物本身的粘度。這一性質大大制約了疏水締合聚合物在聚-表二元復合驅的應用前景。

與一般表面活性劑不同，粘彈性表面活性劑在濃度達到臨界膠束濃度時先形成球狀膠束；隨著濃度增大球狀膠束開始向蠕蟲狀膠束轉變，蠕蟲狀膠束快速生成、增長并形成柔性長棒狀膠束，棒狀膠束相互粘附、纏繞形成與疏水締合聚合物相似的超分子網絡結構。本發明將疏水締合水溶性聚合物與粘彈性表面活性劑復配，解決了其與現有表面活性劑復配粘度下降的問題，發明了化學驅油用的疏水締合聚合物與粘彈性表面活性劑二元復合驅體系。

發明內容