[發(fā)明專利]一種超臨界二氧化碳驅(qū)油用增稠劑及其制備方法和應(yīng)用

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011130856.2
• 申請(qǐng)日: 2020-10-21
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112341567B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-09-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 宋考平;喻琴;侯吉瑞;蔣聲東;柏明星
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)石油大學(xué)(北京);東北石油大學(xué)
• 主分類號(hào): C08F220/24
• 分類號(hào): C08F220/24;C08F20/34;C08F212/08;C09K8/588;C09K8/594;C09K8/88
• 代理公司: 北京三友知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11127
• 代理人: 張麗麗;李輝

本發(fā)明提供了一種超臨界二氧化碳驅(qū)油用增稠劑及其制備方法和應(yīng)用。該增稠劑以含氟丙烯酸酯、含叔胺基丙烯酸酯和苯乙烯為單體，通過(guò)自由基本體聚合而成。本發(fā)明的超臨界二氧化碳驅(qū)油用增稠劑具有低濁點(diǎn)壓力和優(yōu)異的增粘性能，可用于油田聚驅(qū)后進(jìn)一步提高采收率的超臨界二氧化碳驅(qū)油工藝。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種增稠劑，尤其涉及一種超臨界二氧化碳用增稠劑，屬于石油開(kāi)采技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

近年來(lái)，國(guó)內(nèi)主要陸地砂巖油田在歷經(jīng)數(shù)十年開(kāi)發(fā)后大多已進(jìn)入特高含水期，挖潛潛力較大，然而現(xiàn)有驅(qū)油體系無(wú)法高效動(dòng)用低滲透區(qū)域及油層上部大量剩余油，主要受儲(chǔ)層非均質(zhì)性以及油水密度差造成的重力分異等因素影響。

超臨界二氧化碳(scCO₂)驅(qū)是一種發(fā)展?jié)摿^大的采油技術(shù)，驅(qū)油體系密度較原油小，在地層內(nèi)部能夠產(chǎn)生上浮效應(yīng)，具備動(dòng)用儲(chǔ)層上部低滲透區(qū)域及已動(dòng)用油層上部區(qū)域內(nèi)剩余油的潛力。scCO₂具有溶解能力強(qiáng)和擴(kuò)散性強(qiáng)等特點(diǎn)，二氧化碳注入油藏在地層壓力及溫度條件下可達(dá)到超臨界狀態(tài)，可與輕質(zhì)烷烴間形成較強(qiáng)的相互作用，易于與原油產(chǎn)生更低的混相壓力實(shí)現(xiàn)混相驅(qū)。雖然scCO₂采油技術(shù)在過(guò)去三十余年里取得了飛速發(fā)展，但在使用過(guò)程中起諸多技術(shù)層面問(wèn)題逐漸暴露，具體影響因素如下：(1)過(guò)早氣體突破與波及體積??；(2)最小混相壓力偏高；(3)腐蝕問(wèn)題；(4)氣源問(wèn)題。

超臨界二氧化碳增稠劑可以解決前兩個(gè)問(wèn)題。Huang等人通過(guò)自由基共聚的方法合成一系列氟化丙烯酸酯與苯乙烯的無(wú)規(guī)共聚物polyFAST，研究發(fā)現(xiàn)該類聚合物通過(guò)分子間締合作用具有優(yōu)異的溶解和增粘性能。在25℃和34.48MPa條件下，polyFAST在scCO₂中的溶解量達(dá)5wt％，相對(duì)粘度是純CO₂的400倍。如Zhihua Huang,Chunmei Shi,Jianhang Xu,Sevgi Kilic,Robert M.Enick,and Eric J.Beckman.Enhancement of viscosity ofcarbon dioxide using styrene/fluoroacrylate copolymer.Macromolecules.2000,33(15):5437-5422.等眾多文獻(xiàn)報(bào)道聚二甲基硅氧烷(PDMS)在ScCO₂中擁有很好的溶解性，并且具有無(wú)毒、價(jià)廉、易得等優(yōu)點(diǎn)。為了降低PDMS的濁點(diǎn)壓力，可加入有機(jī)小分子助溶。CN201610182956提出了一種scCO₂增稠劑，以scCO₂為溶劑，小分子(甲苯和乙二醇二甲醚)為助溶劑，PDMS為分散劑，丙烯酸-2-乙基己酯和苯乙烯為單體，十二烷基苯磺酸鈉為助分散劑，偶氮二異丁腈為引發(fā)劑采用原位聚合的方法制備而成。該增稠劑體系在35℃、10MPa和用量3wt％條件下，在scCO₂中粘度可達(dá)4.72mPa·s，增粘倍數(shù)達(dá)到160倍。雖然該方法可以降低含硅聚合物的用量和使用成本，但是使用了大量的小分子有機(jī)助溶劑，這對(duì)環(huán)境污染以及工藝操作都帶了一些隱患，因此限制了這類增稠劑在超臨界二氧化碳驅(qū)中的應(yīng)用。CN201310175367提出了一種由scCO₂、增稠劑以及多效添加劑組成的二氧化碳?jí)毫岩?。?0℃和較高的濁點(diǎn)壓力下，0.1wt％增稠劑聚碳酸酯-氯苯乙烯共聚物(分子量10-50萬(wàn))和0.01wt％全氟烷基苯磺酸鈉添加劑混合體系在scCO₂中的粘度達(dá)到22.3mPa·s。但是其增稠劑濁點(diǎn)壓力過(guò)高(高于地層壓力)或使用濃度過(guò)大，嚴(yán)重影響超臨界二氧化碳驅(qū)油效果。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的目的在于提供一種超臨界二氧化碳驅(qū)油用兩親性共聚物增稠劑，其具有較好的增粘性能和較低的濁點(diǎn)壓力的溶解特性，可以對(duì)低滲和油層中上部?jī)?chǔ)層保持長(zhǎng)期高效的驅(qū)油性能。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明首先提供了一種超臨界二氧化碳驅(qū)油用增稠劑，該增稠劑以含氟丙烯酸酯、含叔胺基丙烯酸酯和苯乙烯為聚合單體，通過(guò)自由基本體聚合制備得到。