專利名稱：類水滑石-陽離子淀粉復(fù)合體驅(qū)油體系的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬采油技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及在強化采油中可提高原油采收率的一種類水滑 石-陽離子淀粉復(fù)合體驅(qū)油體系。
背景技術(shù)：
隨著石油開采的不斷進行，許多油田已進入開發(fā)后期的高含水階段，需采用強化 采油技術(shù)提高采收率，其中聚合物驅(qū)是被廣泛應(yīng)用的技術(shù)之一。目前，應(yīng)用最廣泛的聚合物驅(qū)油體系是部分水解聚丙烯酰胺(PHPA)溶液，因其具 有較高的粘度和粘彈性，現(xiàn)場應(yīng)用獲得良好的驅(qū)油效果，一般在水驅(qū)的基礎(chǔ)上可提高原油 采收率8%左右。但PHPA驅(qū)的有效期有限，很多油田在PHPA驅(qū)后很短時間就出現(xiàn)產(chǎn)水量大 幅上升，產(chǎn)油量急劇下降等問題，PHPA驅(qū)后如何進一步提高采收率是一個有待解決的問題。PHPA是陰離子聚合物，原油也帶負電荷，二者間存在的靜電斥力而影響相互間的 粘滯作用，進而影響其驅(qū)油效果。因此，研制帶正電荷的驅(qū)油體系(或稱為正電驅(qū)油體系)， 以增強其與原油間的粘滯力，可望能進一步提高采收率。陽離子淀粉(CS)是陽離子聚合物，廣泛應(yīng)用于造紙、化妝品、醫(yī)藥和污水處理等 領(lǐng)域；類水滑石(HTlc)納米顆粒是帶結(jié)構(gòu)正電荷的層狀無機材料，廣泛應(yīng)用于催化、阻燃、 醫(yī)藥和污水處理等領(lǐng)域。類水滑石_陽離子淀粉懸浮體屬正電體系，二者間存在的較強相 互作用而賦予其良好的流變性，同時該復(fù)合體與原油間存在較強的粘滯力，若將其用作驅(qū) 油體系在PHPA驅(qū)后應(yīng)用有望進一步提高采收率。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有PHPA驅(qū)油體系的不足，本發(fā)明目的是提供一種新型驅(qū)油體系，即類水滑 石_陽離子淀粉復(fù)合體驅(qū)油體系，以在強化采油中可提高原油采收率。本發(fā)明所述類水滑石_陽離子淀粉復(fù)合體驅(qū)油體系，其特征在于所述驅(qū)油體系 是組分質(zhì)量比為類水滑石陽離子淀粉助劑=(2 10) (90 98) (0 5)的水 溶液，且其質(zhì)量濃度為0. 2 1. 5%。上述進一步優(yōu)選的方式是所述驅(qū)油體系是組分質(zhì)量比為類水滑石陽離子淀 粉助劑=4 93.5 2. 5的水溶液，且其質(zhì)量濃度為0.5 0.7%。其中上述類水滑石又稱層狀雙氫氧化物(LDHs)，具有水滑石的晶體結(jié)構(gòu)，化學(xué)組成通 式為 JMHwMKoiDHA^/Jx-.n^O，其中Mn為二價金屬離子，如 Mg2+、Mn2+、Fe2+、C02+、 Ni2\Cu2\Zn2\Ca2+ 等；Mm為三價金屬離子，如 Al3\Cr3\Mn3\Fe3\Co3\Ni3\La3+ 等；A 為 _n 價的層間陰離子，如CO廣、S042_、C1_、N03_和有機陰離子等，x為每摩爾HTlc中Mm的摩爾數(shù)， m為每摩爾HTlc中結(jié)晶水的摩爾數(shù)。本發(fā)明首選質(zhì)量濃度為1. 12%、鎂鋁比為2的類水滑 石分散體系。上述類水滑石的制備方法為現(xiàn)有公開的常規(guī)方法，優(yōu)選中國專利200610070349. 8中公開的棒狀類水滑石及其制備方法。上述陽離子淀粉為市售產(chǎn)品，也可由淀粉和醚化劑反應(yīng)而合成，醚化劑是叔胺鹽 或季銨鹽，優(yōu)選季銨鹽，如2，3-環(huán)氧丙基三甲基氯化銨或3-氯-2-羥丙基三甲基氯化銨。上述助劑為高價金屬離子鹽，優(yōu)選A1C13、FeCl3> A1 (N03) 3或Fe (N03) 3。本發(fā)明所述類水滑石_陽離子淀粉復(fù)合體驅(qū)油體系的制備方法，是按組分質(zhì)量比 分別稱取類水滑石、陽離子淀粉和助劑，先在水中攪拌溶解陽離子淀粉，然后攪拌加入類水 滑石和助劑，并使驅(qū)油體系最終質(zhì)量濃度為0. 2 1. 5%即可。本發(fā)明提供的類水滑石-陽離子淀粉復(fù)合體驅(qū)油體為正電體系，配制簡單，可用 于PHPA驅(qū)后進一步提高采收率；也可添加助劑以進一步提高驅(qū)油效果。0.021%類水滑石 +0. 5%陽離子淀粉復(fù)合體的室內(nèi)模擬一次驅(qū)油實驗結(jié)果氣測滲透率為1688mD，水驅(qū)采收 率& = 40.5% ；—次聚合物驅(qū)采收率RP1 = 13.6%，顯示本發(fā)明的驅(qū)油體系的驅(qū)油效果優(yōu) 于0. 2% PHPA體系。0. 021%類水滑石+0. 5%陽離子淀粉復(fù)合體的室內(nèi)模擬二次驅(qū)油實 驗結(jié)果氣測滲透率為1711mD，水驅(qū)采收率Rw = 42.8% ；0. 2 % PHPA體系驅(qū)采收率RP1 = 12. 5%，后續(xù)復(fù)合體驅(qū)采收率RP2 = 8. 8%，表明本發(fā)明的驅(qū)油體系能在PHPA驅(qū)后進一步提 高采收率。
具體實施例方式實施例1 在裝有攪拌裝置的1000ml燒杯中加入499ml去離子水，稱取2. 5g陽離子淀粉，常 溫下攪拌4小時左右，然后加入濃度為1. 12%、鎂鋁比為2的類水滑石分散體系0. 95ml，攪 拌均勻，得陽離子淀粉濃度為0. 5%、類水滑石/陽離子淀粉濃度比為2/93. 5的復(fù)合體系， 用RS75流變儀(Haake Inc.，Germany)在剪切速率為3s-1下測得其粘度為llOmP s。實施例2:在裝有攪拌裝置的1000ml燒杯中加入498. 1ml去離子水，稱取2. 5g陽離子淀粉， 常溫下攪拌4小時左右，然后加入濃度為1. 12%、鎂鋁比為2的類水滑石分散體系1. 91ml, 攪拌均勻，得陽離子淀粉濃度為0. 5%、類水滑石/陽離子淀粉濃度比為4/93. 5的復(fù)配體 系，用RS75流變儀(Haake Inc.，Germany)在剪切速率為3s-1下測得其粘度為136mP s。實施例3 在裝有攪拌裝置的1000ml燒杯中加入496. 2ml去離子水，稱取2. 5g陽離子淀粉， 常溫下攪拌4小時左右，然后加入濃度為1. 12%、鎂鋁比為2的類水滑石分散體系3. 81ml, 攪拌均勻，得陽離子淀粉濃度為0. 5%、類水滑石/陽離子淀粉濃度比為8/93. 5的復(fù)配體 系，用RS75流變儀(Haake Inc.，Germany)在剪切速率為3s-1下測得其粘度為120mP s。實施例4 在裝有攪拌裝置的1000ml燒杯中加入496. 2ml去離子水，稱取5. 0g陽離子淀粉， 常溫下攪拌4小時左右，然后加入濃度為1. 12%、鎂鋁比為2的類水滑石分散體系3. 81ml, 攪拌均勻，得陽離子淀粉濃度為1. 0%、類水滑石/陽離子淀粉濃度比為4/93. 5的復(fù)配體 系，用RS75流變儀(Haake Inc.，Germany)在剪切速率為3s-1下測得其粘度為277mP s。實施例5 在裝有攪拌裝置的1000ml燒杯中加入494. 2ml去離子水，稱取5. 0g陽離子淀粉，常溫下攪拌4小時左右，然后加入濃度為1. 12%、鎂鋁比為2的類水滑石分散體系5. 75ml, 攪拌均勻，得陽離子淀粉濃度為1. 5%、類水滑石/陽離子淀粉濃度比為4/93. 5的復(fù)配體 系，用RS75流變儀(Haake Inc.，Germany)在剪切速率為3s-1下測得其粘度為416mP s。實施例6 在裝有攪拌裝置的1000ml燒杯中加入496. 4ml去離子水，稱取2. 5g陽離子淀粉， 常溫下攪拌4小時左右，然后加入濃度為1. 12%、鎂鋁比為2的類水滑石分散體系0. 95ml, 1 % A1C13溶液2. 67ml，攪拌均勻，得陽離子淀粉濃度為0. 5%、類水滑石/陽離子淀粉/ A1C13濃度比為4/93. 5/1的復(fù)配體系，用RS75流變儀(Haake Inc.，Germany)在剪切速率 為3s—1下測得其粘度為187mP s。實施例7 在裝有攪拌裝置的1000ml燒杯中加入492. 4ml去離子水，稱取2. 5g陽離子淀粉， 常溫下攪拌4小時左右，然后加入濃度為1. 12%、鎂鋁比為2的類水滑石分散體系0. 95ml, 1 % AICI3溶液6. 68ml，攪拌均勻，得陽離子淀粉濃度為0. 5 %、類水滑石/陽離子淀粉/ A1C13濃度比為4/93. 5/2. 5的復(fù)配體系，用RS75流變儀(Haake Inc.，Germany)在剪切速 率為3s—1下測得其粘度為246mP s。實施例8 在裝有攪拌裝置的1000ml燒杯中加入488. 4ml去離子水，稱取2. 5g陽離子淀粉， 常溫下攪拌4小時左右，然后加入濃度為1. 12%、鎂鋁比為2的類水滑石分散體系0. 95ml,
A1C13溶液10. 70ml，攪拌均勻，得陽離子淀粉濃度為1. 5%、類水滑石/陽離子淀粉/ A1C13濃度比為4/93. 5/4的復(fù)配體系，用RS75流變儀(Haake Inc.，Germany)在剪切速率 為3s—1下測得其粘度為201mP s。實施例9 在裝有攪拌裝置的1000ml燒杯中加入484. 7ml去離子水，稱取5. 0g陽離子淀粉， 常溫下攪拌4小時左右，然后加入濃度為1. 12%、鎂鋁比為2的類水滑石分散體系1. 91ml,
A1C13溶液13. 36ml，攪拌均勻，得陽離子淀粉濃度為1. 5 %、類水滑石/陽離子淀粉/ A1C13濃度比為4/93. 5/2. 5的復(fù)配體系，用RS75流變儀(Haake Inc.，Germany)在剪切速 率為3s-1下測得其粘度為510mP s。實施例10 在裝有攪拌裝置的1000ml燒杯中加入476. 2ml去離子水，稱取7. 5g陽離子淀粉， 常溫下攪拌4小時左右，然后加入濃度為1. 12%、鎂鋁比為2的類水滑石分散體系3. 81ml, 1% AICI3溶液20. 04ml，攪拌均勻，得陽離子淀粉濃度為1. 5%、類水滑石/陽離子淀粉/ A1C13濃度比為4/93. 5/2. 5的復(fù)配體系，用RS75流變儀(Haake Inc.，Germany)在剪切速 率為3s—1下測得其粘度為726mP s。實施例11 0. 2%部分水解聚丙烯酰胺(PHPA 分子量1700萬，水解度28% )溶液的室內(nèi)模 擬驅(qū)油實驗。實驗條件為鋼制巖芯管，長20cm，直徑2. 7cm ；填充沙為勝利孤島油田地層 沙；油為勝利孤島油田原油，60°C粘度為656mPa sdOs"1)；實驗用水為人工合成鹽水(組 成Mg2+-0. 0024%, Ca2+-0. 0073%, CF-0. 31%, S042二0. 0068%, HC03:0 . 044% )；實驗溫 度60°C。用填充沙裝填巖芯管，氣測滲透率為1665mD ；飽和水；飽和油；水驅(qū)巖芯至含水率98%，采收率& = 43. 1%;注入0. 3PV (巖芯孔隙體積)驅(qū)油體系，后續(xù)水驅(qū)至含水率98%， 采收率Rpi = 12.8%，此為一次聚合物驅(qū)采收率；再注入0. 3PV驅(qū)油體系，后續(xù)水驅(qū)至含水 率98%，采收率RP2 = 6.9%，此為二次聚合物驅(qū)采收率。實施例12 0. 021%類水滑石+0. 5%陽離子淀粉復(fù)合體的室內(nèi)模擬一次驅(qū)油實驗。實驗條件 同實施例11。氣測滲透率為1688mD，水驅(qū)采收率Rw = 40.5% ； 一次聚合物驅(qū)采收率RP1 = 13. 6%，此驅(qū)油體系的驅(qū)油效果優(yōu)于0. 2% PHPA體系。實施例13 0. 021%類水滑石+0. 5%陽離子淀粉復(fù)合體的室內(nèi)模擬二次驅(qū)油實驗。實驗條件 同實施例11。氣測滲透率為1711mD，水驅(qū)采收率Rw = 42.8% ；0. 2 % PHPA體系驅(qū)采收率 RP1 = 12. 5%，后續(xù)復(fù)合體驅(qū)采收率RP2 = 8.8%，表明此驅(qū)油體系能在PHPA驅(qū)后進一步提 高采收率。實施例14 0. 042%類水滑石+1. 0%陽離子淀粉復(fù)合體的室內(nèi)模擬驅(qū)油實驗。實驗條件同實 施例11。氣測滲透率為1696mD，水驅(qū)采收率Rw = 41. 7% ；0. 2% PHPA體系驅(qū)采收率RP1 = 13. 8%，后續(xù)復(fù)合體驅(qū)采收率RP2 = 10.9%，表明此驅(qū)油體系能在PHPA驅(qū)后進一步提高采 收率。實施例15 0. 021%類水滑石+0. 5%陽離子淀粉+0. 013% A1C13體系的室內(nèi)模擬驅(qū)油實驗。 實驗條件同實施例11。氣測滲透率為1670mD，水驅(qū)采收率Rw = 42. 5%;—次聚合物驅(qū)采收 率RP1 = 14. 9%，此驅(qū)油體系的驅(qū)油效果優(yōu)于0. 2% PHPA體系。實施例16 0. 021%類水滑石+0. 5%陽離子淀粉+0. 013% FeCl3體系的室內(nèi)模擬驅(qū)油實驗。 實驗條件同實施例11。氣測滲透率為1701mD，水驅(qū)采收率Rw = 43. 5%；0. 2% PHPA體系驅(qū) 采收率Rpi = 13. 1%，后續(xù)復(fù)合體驅(qū)采收率RP2 = 9.7%。實施例17 0. 042%類水滑石+1. 0%陽離子淀粉+0. 027% A1 (N03) 3體系的室內(nèi)模擬驅(qū)油實 驗。實驗條件同實施例11。氣測滲透率為1693mD，水驅(qū)采收率Rw = 41. 5%；0.2% PHPA體 系驅(qū)采收率RP1 = 13. 3%，后續(xù)復(fù)合體驅(qū)采收率RP2 = 12. 1%。
權(quán)利要求
一種類水滑石-陽離子淀粉復(fù)合體驅(qū)油體系，其特征在于所述驅(qū)油體系是組分質(zhì)量比為類水滑石∶陽離子淀粉∶助劑＝(2～10)∶(90～98)∶(0～5)的水溶液，且其質(zhì)量濃度為0.2～1.5％。
2.如權(quán)利要求1所述的驅(qū)油體系，其特征在于所述驅(qū)油體系是組分質(zhì)量比為類水滑 石陽離子淀粉助劑=4 93.5 2.5的水溶液，且其質(zhì)量濃度為0. 5 0. 7%。
3.如權(quán)利要求1或2所述的驅(qū)油體系，其特征在于所述助劑為AlCl3、FeCl3、Al(NO3)3 或 Fe (NO3) 3。
4.權(quán)利要求1所述類水滑石_陽離子淀粉復(fù)合體驅(qū)油體系的制備方法，其特征在于 按組分質(zhì)量比分別稱取類水滑石、陽離子淀粉和助劑，先在水中攪拌溶解陽離子淀粉，然后 攪拌加入類水滑石和助劑，并使驅(qū)油體系最終質(zhì)量濃度為0. 2 1. 5%即可。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種類水滑石-陽離子淀粉復(fù)合體驅(qū)油體系，是組分質(zhì)量比為類水滑石∶陽離子淀粉∶助劑＝(2～10)∶(90～98)∶(0～5)的水溶液，且其質(zhì)量濃度為0.2～1.5％。本發(fā)明的驅(qū)油體為正電體系，配制簡單，可用于PHPA驅(qū)后進一步提高采收率；也可添加助劑以進一步提高驅(qū)油效果。
文檔編號C09K8/588GK101845297SQ20101017362
公開日2010年9月29日 申請日期2010年5月17日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月17日
發(fā)明者侯萬國, 李海平 申請人:山東大學(xué)