法和应用
技术领域
[0001] 本
发明属于油田开发技术领域，具体涉及一种疏水缔合聚合物与表面活性剂的自组装体系及其制备方法，以及该自组装体系在聚合物驱油技术中的应用。
背景技术
[0002] 我国开发的油田多数已进入高含水、高采出程度开发阶段，化学驱是进一步提高油田采收率的主导技术。驱油体系的
粘度是化学驱技术的一个核心参数，作用机理是通过提高驱替液的粘度，增加其在
地层多孔介质中的渗流阻
力，起到流度控制作用，扩大波及体积，从而提高采收率。增加驱替液粘度是通过向水中添加部分
水解聚丙烯酰胺来实现的，聚丙烯酰胺溶液的粘度随聚合物分子量的增大而增大，现在已有分子量高达3000万的超高分子量聚合物产品，虽然这种超高分子量聚合物的增粘能力很好，但其剪切降解严重，现场使用较少。油田驱油使用的多为分子量为2500万的聚合物。另外，部分水解聚丙烯酰胺溶液的粘度随矿化度增大、
温度升高而显著降低，不适用于高温、高盐油藏。
[0003] 近十几年来，国内外开发出了增粘效果更好的疏水缔合聚合物，如
申请号为CN201610548890.9、CN201511018952.7、CN201511018165.2的
专利文献公开了具有亲水链段和疏水链段的共聚物，聚合物分子主链上带有含疏水基团的
侧链，依靠分子间疏水基团的缔合作用，形成空间网络结构，大幅度提高溶液粘度。疏水缔合聚合物存在一个临界缔合浓度，聚合物浓度小于临界缔合浓度时，聚合物分子侧链上的疏水基团以分子内缔合为主，分子内缔合减小了聚合物分子尺寸，无助于增粘，这个浓度范围的聚合物溶液粘度较低；聚合物浓度大于临界缔合浓度时，聚合物分子侧链上的疏水基团以分子间缔合为主，分子间缔合增大了聚合物分子尺寸，溶液粘度显著增大。疏水缔合聚合物的临界缔合浓度一般大于1500mg/L。虽然油田实际注入的聚合物浓度大于临界缔合浓度，粘度很高，但随着聚合物溶液在地下渗流，在
岩石孔隙中逐渐
吸附滞留，再加上
地下水的稀释，聚合物浓度很快就会降低到临界缔合浓度以下，至采出井一般每升采出液只有几百毫克聚合物。疏水缔合聚合物在地下渗流的大部分时间起驱油作用的是小于临界缔合浓度的聚合物溶液。因此，提高疏水缔合聚合物在临界缔合浓度以下的溶液粘度，对提高疏水缔合聚合物的驱油效果有重要意义。
发明内容
[0004] 针对上述情况，本发明的目的是提供一种疏水缔合聚合物与表面活性剂的自组装体系，通过向疏水缔合聚合物溶液中加入特定的表面活性剂，依靠疏水缔合聚合物的疏水基团和表面活性剂疏水基团间的相互作用，形成分子自组装体系，可显著提高疏水缔合聚合物在临界缔合浓度以下的溶液粘度。
[0005] 本发明的第一方面提供了一种疏水缔合聚合物与表面活性剂的自组装体系，该自组装体系包含疏水缔合聚合物、表面活性剂、盐和水，其中疏水缔合聚合物与表面活性剂的
质量浓度比为3～12∶1，所述表面活性剂为非离子
双子表面活性剂。
[0006] 本发明的第二方面提供了上述自组装体系的制备方法，该制备方法包括：
[0007] 1)根据总矿化度配制盐溶液；
[0008] 2)以步骤1)制得的盐溶液为
溶剂配制疏水缔合聚合物溶液和表面活性剂溶液；
[0009] 3)按照质量浓度分别取盐溶液、疏水缔合聚合物溶液和表面活性剂溶液，在搅拌条件下，将取得的盐溶液和表面活性剂溶液依次加入疏水缔合聚合物溶液中，得到所述自组装体系。
[0010] 本发明的第三方面提供了上述的自组装体系及由上述制备方法制得的自组装体系在聚合物驱油技术中的应用。
[0011] 本发明通过向疏水缔合聚合物溶液中加入特定的表面活性剂形成自组装体系，可以显著提高疏水缔合聚合物在临界缔合浓度以下的溶液粘度，有助于进一步提高疏水缔合聚合物的驱油效果。该自组装体系中疏水缔合聚合物的质量溶度可为300～1700mg/L，适用的浓度范围广，且制备方法简单。
[0012] 本发明的其它特征和优点将在随后具体实施方式部分予以详细说明。
具体实施方式
[0013] 为使本发明更加容易理解，下面将结合实施方式来详细说明本发明，这些实施方式仅起说明性作用，并不用于限制本发明。
[0014] 本发明的第一方面提供了一种疏水缔合聚合物与表面活性剂的自组装体系，该自组装体系包含疏水缔合聚合物、表面活性剂、盐和水，其中疏水缔合聚合物与表面活性剂的质量浓度比为3～12∶1，所述表面活性剂为非离子双子表面活性剂。
[0015] 本发明中，所述疏水缔合聚合物可选自丙烯酰胺/2-丙烯酰胺基
烷基磺酸共聚物、丙烯酰胺/
丙烯酸十八脂共聚物、丙烯酰胺/N-癸基丙烯酰胺/2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸共聚物、丙烯酰胺/N-乙烯基吡咯烷
酮/2-甲基丙烯酰
氧乙基-二甲基-十二烷基溴化铵共聚物、丙烯酰胺/N-烷基苯基丙烯酰胺共聚物、丙烯酰胺/丙烯酸/N，N-二己基丙烯酰胺共聚物和丙烯酰胺/十六烷基二甲基烯丙基
氯化铵/2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸共聚物中的至少一种。
[0016] 优选情况下，所述疏水缔合聚合物为APP5。该疏水缔合聚合物是由四川光亚聚合物有限公司生产的聚合物产品，APP5为其牌号。
[0017] 优选地，所述表面活性剂为DWS，该表面活性剂是由大连戴维斯化学剂有限公司生产的，DWS为其牌号。
[0018] 本发明中，所述盐可选自NaCl、KCl、CaCl2、MgCl2·6H2O、Na2SO4、Na2CO3和NaHCO3中的至少一种，优选为NaCl。
[0019] 根据本发明，所述自组装体系的总矿化度可为3000～40000mg/L，优选为3000～6000mg/L。
[0020] 本发明中，所述疏水缔合聚合物的质量浓度可为300～1700mg/L，优选为300～1200mg/L，进一步优选为300～1000mg/L。
[0021] 本发明的第二方面提供了上述自组装体系的制备方法，该制备方法包括：
[0022] 1)根据总矿化度配制盐溶液；
[0023] 2)以步骤1)制得的盐溶液为溶剂配制疏水缔合聚合物溶液和表面活性剂溶液；
[0024] 3)按照质量浓度分别取盐溶液、疏水缔合聚合物溶液和表面活性剂溶液，在搅拌条件下，将取得的盐溶液和表面活性剂溶液依次加入疏水缔合聚合物溶液中，得到所述自组装体系。
[0025] 步骤2)中配制的疏水缔合聚合物溶液和表面活性剂溶液的浓度分别高于自组装体系中两者的浓度。例如，可将疏水缔合聚合物溶液的浓度配制为5000mg/L，表面活性剂配制为1wt％的溶液。
[0026] 本发明的第三方面提供了上述的自组装体系及由上述制备方法制得的自组装体系在聚合物驱油技术中的应用。
[0027] 本发明的自组装体系可以显著提高疏水缔合聚合物在临界缔合浓度以下的溶液粘度，有助于疏水缔合聚合物驱油效果的提高。
[0028] 以下通过
实施例对本发明进行详细说明。
[0029] 在以下的实施例和对比例中：
[0030] 在
剪切速率7.34s-1下用流变仪(Anton Paar公司MCR301)测试体系的粘度。
[0031] 疏水缔合聚合物溶液和表面活性剂溶液均采用矿化度为5000mg/L的NaCl溶液作为溶剂制得。
[0032] 实施例1-6用于说明本发明的疏水缔合聚合物与表面活性剂的自组装体系及其制备方法。
[0033] 实施例1
[0034] 自组装体系组成：疏水缔合聚合物浓度1200mg/L，表面活性剂浓度300mg/L，聚合物与表面活性剂的质量浓度比为4∶1，溶液中总药剂浓度为1500mg/L。
[0035] 称量浓度5000mg/L的疏水缔合聚合物溶液24克，称量1.0wt％表面活性剂溶液3克，称量矿化度为5000mg/L的NaCl溶液73克。设定电动搅拌器转速为400转/分钟，在搅拌条件下把称量好的NaCl溶液、表面活性剂溶液先后加入到聚合物溶液中，搅拌均匀后，测试自组装体系在60℃、70℃、80℃下的粘度，结果见表1。
[0036] 实施例2
[0037] 自组装体系组成：疏水缔合聚合物浓度1000mg/L，表面活性剂浓度250mg/L，聚合物与表面活性剂的质量浓度比为4∶1，溶液中总药剂浓度为1250mg/L。
[0038] 称量浓度5000mg/L的疏水缔合聚合物溶液20克，称量1.0wt％表面活性剂溶液2.5克，称量矿化度为5000mg/L的NaCl溶液77.5克。设定电动搅拌器转速为400转/分钟，在搅拌条件下把称量好的NaCl溶液、表面活性剂溶液先后加入到聚合物溶液中，搅拌均匀后，测试自组装体系在60℃、70℃、80℃下的粘度，结果见表1。
[0039] 实施例3
[0040] 自组装体系组成：疏水缔合聚合物浓度700mg/L，表面活性剂浓度175mg/L，聚合物与表面活性剂的质量浓度比为4∶1，溶液中总药剂浓度为875mg/L。
[0041] 称量浓度5000mg/L的疏水缔合聚合物溶液14克，称量1.0wt％表面活性剂溶液1.75克，称量矿化度为5000mg/L的NaCl溶液84.25克。设定电动搅拌器转速为400转/分钟，在搅拌条件下把称量好的NaCl溶液、表面活性剂溶液先后加入到聚合物溶液中，搅拌均匀后，测试自组装体系在60℃、70℃、80℃下的粘度，结果见表1。
[0042] 实施例4
[0043] 自组装体系组成：疏水缔合聚合物浓度500mg/L，表面活性剂浓度125mg/L，聚合物与表面活性剂质量浓度比为4∶1，溶液中总药剂浓度为625mg/L。
[0044] 称量浓度5000mg/L的疏水缔合聚合物溶液10克，称量1.0wt％表面活性剂溶液1.25克，称量矿化度为5000mg/L的NaCl溶液88.75克。设定电动搅拌器转速为400转/分钟，在搅拌条件下把称量好的NaCl溶液、表面活性剂溶液先后加入到聚合物溶液中，搅拌均匀后，测试自组装体系在60℃、70℃、80℃下的粘度，结果见表1。
[0045] 实施例5
[0046] 自组装体系组成：疏水缔合聚合物浓度1200mg/L，表面活性剂浓度100mg/L，聚合物与表面活性剂质量浓度比为12∶1，溶液中总药剂浓度为1300mg/L。
[0047] 称量浓度5000mg/L的疏水缔合聚合物溶液24克，称量1.0wt％表面活性剂溶液1.0克，称量矿化度为5000mg/L的NaCl溶液75克。设定电动搅拌器转速为400转/分钟，在搅拌条件下把称量好的NaCl溶液、表面活性剂溶液先后加入到聚合物溶液中，搅拌均匀后，测试自组装体系在60℃、70℃、80℃下的粘度，结果见表1。
[0048] 实施例6
[0049] 自组装体系组成：疏水缔合聚合物浓度1200mg/L，表面活性剂浓度200mg/L，聚合物与表面活性剂质量浓度比为6∶1，溶液中总药剂浓度为1400mg/L。
[0050] 称量浓度5000mg/L的疏水缔合聚合物溶液24克，称量1.0wt％表面活性剂溶液2.0克，称量矿化度为5000mg/L的NaCl溶液74克。设定电动搅拌器转速为400转/分钟，在搅拌条件下把称量好的NaCl溶液、表面活性剂溶液先后加入到聚合物溶液中，搅拌均匀后，测试自组装体系在60℃、70℃、80℃下的粘度，结果见表1。
[0051] 对比例1～6
[0052] 分别测定浓度为1500mg/L、1250mg/L、875mg/L、625mg/L、1300mg/L和1400mg/L的疏水缔合聚合物溶液的粘度，结果见表1。
[0053] 表1
[0054]
[0055]
[0056] 由实施例和对比例的数据可知，本发明的自组装体系可显著提高疏水缔合聚合物在临界缔合浓度以下的溶液粘度，而高粘度的体系有利于提高
原油采收率。
[0057] 以上已经描述了本发明的实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的实施例。在不偏离所说明实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多
修改和变更都是显而易见的。
