[发明专利]一种阳离子两亲聚合物超分子驱油体系及其构筑方法

说明书

本发明提供一种阳离子两亲聚合物超分子驱油体系，包括如下组分：按质量百分比计：0.05～1.00％的阳离子两亲聚合物，0.005～0.100％的有机多元酸，99.95～98.90％的矿化水。这种阳离子两亲聚合物超分子驱油体系可以有效降低聚合物的用量，提高两亲聚合物驱油体系的粘度，有效降低水油流度比，避免了水驱过程中存在的粘性指进现象，提高聚合物驱的波及体积和驱油效率。步骤简单、操作方便、实用性强。

技术领域

本发明属于三次采油技术领域，特别涉及一种阳离子两亲聚合物超分子驱油体系及其构筑方法。

背景技术

提高原油产量的途径一方面是加大勘探力度以寻找新的储量，另一方面是大力提高已开发油田剩余油采收率，而化学驱是我国应用的主要三次采油方法(Enhanced OilRecovery，

EOR)。化学驱技术在我国发展很快，其中聚合物驱技术已实现工业化应用，仅大庆油田每年可增加原油产量达1200多万吨。因此，驱油剂和驱油技术进步对满足我国日益增长的石油需求具有重大意义。两亲聚合物(疏水缔合聚合物，聚表剂)驱油剂是针对普通部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)不耐温、不耐盐、不抗剪切以及高温条件下易分解等问题开发出来的一种新型聚合物，它具有分子量低、粘度高、抗细菌、抗氧化、乳化能力强等特点。

两亲聚合物分子链上含有少量疏水基团，溶于水时由于疏水基团之间的缔合作用能够形成超分子聚集体，从而形成可逆的网络结构，溶液粘度显著提高，使两亲聚合物表现出不同于一般水溶性聚合物的流变性质。目前，国外如法国及国内的四川大学、石油勘探开发研究院、中国石油大学等科研生产单位在两亲聚合物的研究与生产方面都取得了重大的进展，部分产品已经进行了先导性矿场试验，取得了比普通部分水解聚丙烯酰胺更好的提高采收率效果。Chassenieux、Renou等通过岩心流动实验证明在接近于地层流速的条件下，两亲聚合物溶液具有远高于HPAM溶液的阻力系数和残余阻力系数，张红艳等则重点论证了两亲聚合物良好的乳化性能。

但随着两亲聚合物研究的不断深化，其局限性也逐步显露出来。两亲聚合物水溶液存在临界聚集浓度(CAC)，在CAC以上时，分子间的疏水基团相互缔合形成聚集体结构，引起流体力学体积增大，从而产生良好的增粘性。而当其浓度低于CAC时，两亲聚合物分子间疏水缔合强度较低，难以形成聚集体结构，导致溶液粘度较低。根据两亲聚合物的缔合特性要求，其驱油体系的有效浓度须高于CAC才能保证足够的驱油能力。然而聚合物在地层运移的过程中受到地层流体稀释和岩石矿物吸附的作用，其相对浓度必然降低，这大大降低了两亲聚合物的增粘能力及驱油效率。因此，如何使两亲聚合物在低浓度时有效缔合并形成空间网络结构是本专利拟解决的一个关键问题。

对于如何降低两亲聚合物用量且保证体系依然具有较高粘度，在国内外也有广泛研究。康万利、Zou、Pu等通过构筑主客体聚合物包合体系转变缔合方式，实现低浓度两亲聚合物增效。带有环糊精的聚合物能够识别包合特定的疏水基团，在低浓度下使参与分子内缔合的疏水基团进入环糊精空腔，通过主客体包合作用形成新的包合网络结构。高浓度侧链型疏水改性聚合物和环糊精聚合物的主客体包合增粘作用，并肯定了包合体系独特的流变性质在三次采油中的应用潜力和价值。但包合体系在抗剪切性能有待进一步增强，并且应用成本方面仍需降低，以满足日益严苛的油田现场应用条件。

发明内容

为了克服上述不足，本发明提供一种阳离子两亲聚合物超分子驱油体系，针对现有两亲聚合物驱油体系在临界聚集浓度(CAC)以下增粘效果差的问题，以季铵盐类聚丙烯酰胺为构筑单元，通过静电作用等非共价键作用力与二元、三元、四元有机酸形成复合超分子体系，以提高驱油体系的粘度，为低浓度两亲聚合物驱油体系粘度增效研究提供新的途径对于原油的三次开采具有重要意义。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种阳离子两亲聚合物超分子驱油体系，以季铵盐型阳离子两亲聚合物为构筑单元，在矿化水存在的条件下，通过非共价键作用力与有机多元酸(盐)复合，即得两亲聚合物超分子体系。