基于耐温抗盐粘弹性颗粒驱油剂的非均相驱油体系的制备方法及应用与流程

1.本发明属于石油开采、输送和化工技术领域，涉及一种基于耐温抗盐粘弹性颗粒驱油剂的非均相驱油体系的制备方法及应用。


背景技术：

2.胜利油田于1997年实现聚合物驱技术推广应用，近年来，聚合物驱油藏陆续转后续水驱多年的油藏，油层非均质性更加严重，剩余油更加分散，转水驱单元产量下降明显。如何进一步开发聚合物驱后油藏大量剩余油成为三采人苦苦思考的问题。现有基于预交联凝胶颗粒的非均相驱油体系应用于聚合物驱后油藏存在颗粒易沉降，易堵端面、压力过高，粘弹性能较差，耐温抗盐能力有限等问题，因此研究适应高温高盐油藏、非均质油藏及聚合物驱油油藏等苛刻油藏条件下的基于耐温抗盐粘弹性颗粒驱油剂的非均相驱油体系具有非常重要的意义。
3.现有技术中公开了一种非均相体系(李骁煦，《非均相体系性质评价及驱油效果研究》[j]，中国石油大学，2018)，其中所记载的非均相体系仅由耐温抗盐粘弹性颗粒驱油剂和聚合物组成，未引入纳米洗油剂，因此难以对注入体系后细小裂缝中大量残余油驱替，导致相对水驱后的采出程度提高有限。此外，现有技术中还公开了一种非均相复合驱技术(张卓，中高渗胶结油藏聚合物驱后非均相复合驱技术[j]，新疆石油地质，2021)，其中所记载的非均相驱油体系配方为1200.0mg/l聚合物 2000.0mg/l活性剂 600.0mg/l ppg，其中ppg的耐温抗盐性能相对较差，难以在高温高盐油藏中发挥深部调剖效果。此外，活性剂的粒径较大，在低渗透率地层中难以协同发挥洗油效果。因此，一种基于耐温抗盐粘弹性颗粒驱油剂且能够协同发挥强流度控制、强液流转向、强扩大波及、强洗油能力作用的非均相驱油体系亟待开发。


技术实现要素：

[0004]
本发明提出一种基于耐温抗盐粘弹性颗粒驱油剂(新型预交联凝胶颗粒)的非均相驱油体系的制备方法及应用，该非均相驱油体系在温度≤90℃、矿化度≤32848mg/l的地层中能够充分协同发挥液流转向和洗油作用，以获得最佳的采收率。
[0005]
为了达到上述目的，本发明提供了一种基于耐温抗盐粘弹性颗粒驱油剂的非均相驱油体系的制备方法，包括如下步骤：
[0006]
在搅拌速率为180-220r/min下，配制质量浓度为0.1
‰‑
0.4
‰
的纳米洗油剂溶液，充分搅拌均匀，向纳米洗油剂溶液中缓慢加入聚丙烯酰胺乳液，调整搅拌速率为380-420r/min，继续搅拌10～15min，配成浓度为800-1200mg/l的聚丙烯酰胺乳液溶液；
[0007]
搅拌速率调整为380-420r/min，将耐温抗盐粘弹性颗粒驱油剂缓慢加入到上述纳米洗油剂和聚丙烯酰胺乳液的混合体系中，调整搅拌速率至480-520r/min，充分搅拌，得到含有耐温抗盐粘弹性颗粒驱油剂溶液浓度为500-1000mg/l的非均相驱油体系。
[0008]
基于耐温抗盐粘弹性颗粒驱油剂的非均相驱油体系协同作用机理说明如下：
[0009]
在温度≤90℃、矿化度≤32848mg/l下，耐温抗盐粘弹性颗粒驱油剂吸水膨胀，具有更好的粘弹性，可以实现对高渗透储层的有效封堵，改善地层非均质性，与聚丙烯酰胺乳液协同作用，增大波及系数，提高驱油效率。此外，耐温抗盐粘弹性颗粒驱油剂的悬浮性能也大幅增强，在压力作用下，能够运移到岩心深部，且在岩心孔喉中不断运移、封堵、变形通过，深入低渗透储层后，复合纳米洗油剂的强洗油能力，一部分可动油就会较容易进入大空隙，从而达到启动残余油和驱动残余油的目的，增加开发效果。
[0010]
作为优选，所加入的聚丙烯酰胺乳液的质量为ma，其中ma＝0.24g～0.36g；所加入的耐温抗盐粘弹性颗粒驱油剂的质量为mb，其中mb＝0.15g～0.3g；所加入的纳米洗油剂溶液的质量为300-m
a-m
b g。
[0011]
作为优选，所述纳米洗油剂粒径中值的范围为20-50nm。
[0012]
作为优选，所述耐温抗盐粘弹性颗粒驱油剂通过以下步骤制备得到：
[0013]
于反应釜内加入去离子水和丙烯酸，待完全溶解后，向反应体系中加入2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸，将反应体系保持在10℃～15℃搅拌至充分混匀；
[0014]
向上述反应体系中加入交联剂n,n-二甲基丙烯酰胺，待充分混匀后，在氮气保护下，调节反应釜内ph，并缓慢向反应体系内加入钼的多金属杂多酸盐-多元醇引发体系，密封反应釜并反应3～4h来引发水溶液的预聚合；
[0015]
预聚合反应完成后，将预聚合产物加入到丙烯酰胺中，继续反应2～3h，反应终温40
±
1℃；
[0016]
向反应釜蒸汽加热器内通蒸汽升温，使釜内胶体温度升至75～80℃进行水解反应，反应4～6h，待反应结束后，将聚合样品取出研磨造粒，烘干、分筛，得到耐温抗盐粘弹性颗粒驱油剂。
[0017]
作为优选，所加入的丙烯酸、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、丙烯酰胺和去离子水的质量比为(0.1-0.3)：(0.01-0.05)：(0.15-0.5)：1。可以理解的是，所加入的丙烯酸、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、丙烯酰胺和去离子水的质量比根据实际情况可在上述范围内进行调整，例如可为0.1:0.01:0.15:1、0.1:0.05:0.5:1、0.2:0.03:0.325:1、0.3:0.01:0.15:1、0.3:0.05:0.5:1、0.3:0.05:0.15:1、0.2:0.02:0.3:1、0.2:0.03:0.2:1、0.2:0.04:0.4:1、0.1:0.02:0.2:1、0.3:0.04:0.2:1。
[0018]
作为优选，所加入的交联剂n,n-二甲基丙烯酰胺的质量占反应体系总质量的1％～3％。
[0019]
作为优选，调节反应釜内ph至8～10。可以理解的是，合适的溶液ph值可有效地调节粘弹性颗粒驱油剂交联度和支化度，若ph值过高，则反应速率越高，意味着溶液内活性自由基的浓度增加，耐温抗盐粘弹性颗粒驱油剂单体分子急剧交联，支化效果较差；若ph值过低，单体分子引发速率降低，则耐温抗盐粘弹性颗粒驱油剂分子主链链长变短。
[0020]
作为优选，所述引发体系中钼的多金属杂多酸盐：多元醇的质量比为(0.05-0.1)：1，且引发体系占反应体系总质量的0.1％～0.3％。可以理解的是，根据实际情况可在上述范围内调整钼的多金属氧酸盐和多元醇的质量比，例如还可以为0.05:1、0.06:1、0.07:1、0.08:1、0.09:1或上述范围内的任意比值。此外，引发体系占反应体系总质量也还可以为0.1、0.15、0.2、0.25、0.3％或上述范围内的任意点值。
[0021]
作为优选，所述引发体系中钼的多金属杂多酸盐选自但不限于[bmim]4[simo
12o40
]、[hmim]4[simo
12o40
]、[hmim]3[pmo
12o40
]、[dhmim]3[asmo
12o40
]、[hpy]4[sige
12o40
]中的一种或几种。
[0022]
作为优选，所述引发体系中多元醇选自乙二醇、丙三醇、季戊四醇中的至少一种。
[0023]
作为优选，所加入的纳米洗油剂粒径中值的范围为20-50nm。可以理解的是，本方案中所加入的纳米洗油剂可商购获得，例如可选自东营康帕斯石油科技有限公司，本发明所使用的纳米洗油剂以烷醇羧酸盐为主要成分，有效物含量为30％，分散相均为水相，根据粒径中值的不同分别编号为kps-1、kps-2、kps-3、kps-4，其中kps-1的粒径中值为20nm；kps-2的粒径中值为30nm；kps-3的粒径中值为40nm；kps-4的粒径中值为50nm。
[0024]
作为优选，所加入的聚丙烯酰胺乳液可商购获得，例如可选自胜利油田胜利化工有限责任公司，其有效物含量为35％，根据共聚耐温抗盐单体的不同，可分别编号为20c、30c，其中20c为丙烯酰胺和少量amps的共聚物，30c为丙烯酰胺、少量aa和amps的共聚物。可以理解的是，与常规粉末状聚合物相比，本方案中所加入的聚丙烯酰胺乳液耐温抗盐性好、溶解速度快，远小于常规粉末状聚丙烯酰胺的溶解时间，溶解完全且不产生“鱼眼”，有利于现场注入，从而保障施工连续性，支持在线注入。此外，聚丙烯酰胺乳液本身为液态，具有流动性，能够采用注入泵泵送。
[0025]
与现有技术相比，本发明的优点和积极效果在于：
[0026]
1、本发明提供非均相驱油体系中的耐温抗盐粘弹性颗粒驱油剂以丙烯酸、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、丙烯酰胺为单体分子分步聚合而成，能够有效控制聚合反应速度，使聚合物网络末端支链更加舒展，从而使聚合物粘度更高，耐温抗盐性能更好，避免因爆聚造成线性高分子链长缩短、粘度降低。
[0027]
2、本发明提供的非均相驱油体系中的耐温抗盐粘弹性颗粒驱油剂，在温度90℃、矿化度32868mg/l下，具有良好的水分散体系弹性模量、溶胀后粒径中值、网络结构物含量及水分散体系粘度，可实现优异的粘弹性能、运移性能，可深入聚合物驱后油藏、高温高盐油藏及严重非均质油藏发挥封堵和调驱作用，扩大波及范围，提高采收率。
[0028]
3、本发明提供的非均相驱油体系中耐温抗盐粘弹性颗粒驱油剂与聚丙烯酰胺乳液可实现在线混配，完全满足复杂断块、海上油田等提高水驱开发效果的要求，两者发挥协同作用，非均相体系的悬浮性能得到改善，粘度、粘弹性增加，界面粘弹模量大幅提高，波及体积进一步扩大，驱油效果实现提升。此外，耐温抗盐粘弹性颗粒驱油剂变形运移到低渗透储层后发挥深部调剖作用，纳米洗油剂可深入细小裂缝、狭窄孔道发挥强洗油效果，两者发挥协同作用，进一步提高采收率。
具体实施方式
[0029]
为了更清楚详细地介绍本发明实施例所提供的一种基于耐温抗盐粘弹性颗粒驱油剂的非均相驱油体系的制备方法及应用，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0030]
胜利盐水ⅲ的配制：在10kg天平上放置一5l细口瓶，向细口瓶中加入4831.8g蒸馏
水，放入磁力搅拌子后将其置于磁力搅拌器上，开动搅拌器，使溶液形成旋涡，按顺序加入以下物质：无水氯化钙9.716g、六水合氯化镁7.344g、氯化钠151.19g。每加入一种试剂待其完全溶解后再加入另一种试剂。用磁力搅拌器搅拌15min后待用。所得溶液总矿化度为32868mg/l，其中钙离子和镁离子总量为874mg/l。
[0031]
产品性能测定方法：
[0032]
1固含量
[0033]
1.1称量清洁且已干燥至恒重的称量瓶质量，精确至0.0001g，记作m1。
[0034]
1.2在已恒重的称量瓶中加入约2g耐温抗盐粘弹性颗粒驱油剂试样，使试样均匀平铺于称量瓶中，精确至0.0001g，记为m2。
[0035]
1.3将1.2中装有试样的称量瓶置于恒温干燥箱中，于(105
±
2)℃下恒温烘干2h。
[0036]
1.4取出称量瓶，放入干燥器内，冷却30min后称量，精确至0.0001g，记为m3。
[0037]
1.5一个样品做三个平行样，然后以算术平均值作为测定结果。当单个值与算术平均值偏差大于0.5％时，需要重新取样测定。
[0038]
1.6固含量s按下式计算：
[0039][0040]
s-固含量，％；
[0041]m1-称量瓶质量，g；
[0042]m2-烘干前样品质量，g；
[0043]m3-烘干后样品质量，g。
[0044]
2网络结构物含量
[0045]
2.1准确称取1g～1.5g耐温抗盐粘弹性颗粒驱油剂样品，精确至0.0001g，记作m1。
[0046]
2.2称取一定量模拟盐水(矿化度32868mg/l)于150ml烧杯中，开启恒速搅拌器在(400
±
20)r/min下沿漩涡壁30s内慢慢加入试样，然后在速率为(500
±
20)r/min下搅拌15min～30min至颗粒分散均匀。
[0047]
2.3将所配制溶液转移入1000ml量筒中，少量水冲洗烧杯数次，向量筒内加标准配制盐水，使其液面维持在距离上口端约5cm～10cm。
[0048]
2.4为防止水中溶解空气泡沫夹带颗粒，每隔10min用玻璃棒进行轻微搅拌，重复三次。
[0049]
2.5沉淀约5h～6h换一次水。倾倒溶液过程中，时刻注意耐温抗盐粘弹性颗粒驱油剂网络结构与水溶液分界面，界面到达距离出口端5cm停止。
[0050]
2.6重复步骤2.4、2.5三次。
[0051]
2.7取分界面之下的沉淀物，并用无水乙醇洗涤，得到白色不溶物，重复用无水乙醇洗涤2次，静置稍许，转移不溶物至表面皿中，并置于恒温干燥箱中，在90℃下烘干2h。
[0052]
2.8取出不溶物，放入干燥器内，冷却30min后称量，精确至0.0001g，记为m2。
[0053]
2.9网络结构物n按下式计算：
[0054]
[0055]
式中：
[0056]
n-网络结构物含量，％；
[0057]m1-初始样品质量，g；
[0058]m2-洗涤沉淀后样品质量，g。
[0059]
3溶胀后粒径中值
[0060]
3.1准确称取(5/s)g耐温抗盐粘弹性颗粒驱油剂样品(s为固含量)，精确至0.0001g。称取(1000-5/s)g模拟盐水于1000ml广口瓶中，开启恒速搅拌器在(400
±
20)r/min下沿漩涡壁30s内慢慢加入试样，然后在搅拌速率为(500
±
20)r/min下搅拌2h，所得溶液浓度为5000mg/l。
[0061]
3.2取3.1配制的测试液适量，在激光颗粒分布测量仪上按其操作步骤测粒径中值(d50)。
[0062]
4水分散体系弹性模量
[0063]
4.1取耐温抗盐粘弹性颗粒驱油剂检验用适量胜利盐水ⅲ。
[0064]
4.2按流变仪操作说明书进行开机、条件设置，测定温度设置为35℃，选择平板模式，转子型号pp60ti，取测试液适量于平板上，设置间隙为200μm，使机头下降到设置的间隙，擦去多余的试液。按流变仪操作说明书测定浓度5000mg/l耐温抗盐粘弹性颗粒驱油剂水分散体系的弹性模量。
[0065]
4.3每个样品应按4.1～4.2做3个平行样，每个测定值与算术平均值相对误差不大于10％，取算术平均值为测定结果。
[0066]
5水分散体系粘度
[0067]
5.1取耐温抗盐粘弹性颗粒驱油剂实验用胜利盐水ⅲ适量。
[0068]
5.2按流变仪操作说明书进行开机、条件设置，测定温度设置为90℃，将待测溶液移入测量筒中，恒温3min，选择同轴圆筒模式，转子型号cc27，剪切速率设置为7.34s-1
，按流变仪操作说明书在1min内测定浓度5000mg/l分散体系的粘度，取粘度的平均值，即为该分散体系的粘度。
[0069]
5.3每个样品应按5.1～5.2做3个平行样，每个测定值与算术平均值相对误差不大于10％，取算术平均值为测定结果。
[0070]
6洗油率
[0071]
6.1将0.8mm-1.2mm的石英砂(或地层岩心碎屑)洗净，烘干后与目的层原油(密度ρ)按6:1混合均匀，放置2h以上。(油砂不能太稀，否则重新调整油砂比例)；
[0072]
6.2在磨口刻度渗吸瓶(amott cell)中加入非均相驱油体系溶液500ml，在50℃下恒温60min；
[0073]
6.3加入m1g(10g左右)油砂，在50℃下反应3h；
[0074]
6.4观察并记录洗出油量v；
[0075]
6.5取出油砂并用溶剂洗净晾干称重，记为m2；
[0076]
6.6洗油率计算
[0077]
p＝(vρ/m
1-m2)
ⅹ
100％
[0078]
式中：
[0079]
p-洗油率，％；
[0080]
v-排出油的体积，ml；
[0081]m1-油砂质量，g
[0082]m2-石英砂质量，g
[0083]
ρ-实验原油密度，g/cm3。
[0084]
耐温抗盐粘弹性颗粒驱油剂实施例
[0085]
实验室合成了一系列非均相驱油体系用耐温抗盐粘弹性颗粒驱油剂，具体可为jx-1、jx-2、jx-3、jx-4、jx-5、jx-6、jx-7、jx-8、jx-9。
[0086]
实施例1
[0087]
在反应釜内加入100kg去离子水，再加入10kg丙烯酸(aa)，待完全溶解后再向反应体系中加入1kg amps，同时保持反应体系温度在10℃，搅拌1h，最后充分搅拌混匀。向上述反应体系中加入1.26kg n,n-二甲基丙烯酰胺(dmam)，待溶解充分混匀后，在反应釜底部氮气口通入30min氮气到反应液中，便于充分去除反应体系内的氧气。调节反应釜内ph，在氮气保护下，缓慢向反应体系内加入0.006kg[bmim]4[simo
12o40
]和0.12kg乙二醇引发体系水溶液预聚合。反应釜密封，反应时间3h。
[0088]
预聚合反应完成后，将预聚合产物加入到15kg am中，继续反应2h，反应终温约40℃，记录过程中温度的变化。在反应釜内蒸汽加热器通蒸汽升温，使釜内胶体温度升至75℃，开始水解反应，水解反应周期为4h，待水解反应结束后，将聚合样品取出研磨造粒，在105℃真空干燥箱中烘干，经标准筛分筛，得到粘弹性颗粒驱油剂jx-1。
[0089]
实施例2
[0090]
在反应釜内加入100kg去离子水，再加入10kg丙烯酸(aa)，待完全溶解后再向反应体系中加入5kg amps，同时保持反应体系温度在15℃，搅拌1h，最后充分搅拌混匀。向上述反应体系中加入4.95kg n,n-二甲基丙烯酰胺(dmam)，待溶解充分混匀后，在反应釜底部氮气口通入30min氮气到反应液中，便于充分去除反应体系内的氧气。调节反应釜内ph，在氮气保护下，缓慢向反应体系内加入0.045kg[hmim]4[simo
12o40
]和0.45kg季戊四醇引发体系水溶液预聚合。反应釜密封，反应时间4h。
[0091]
预聚合反应完成后，将预聚合产物加入到50kg am中，继续反应3h，反应终温约40℃，记录过程中温度的变化。在反应釜内蒸汽加热器通蒸汽升温，使釜内胶体温度升至80℃，开始水解反应，水解反应周期为6h，待水解反应结束后，将聚合样品取出研磨造粒，在105℃真空干燥箱中烘干，经标准筛分筛，得到粘弹性颗粒驱油剂jx-2。
[0092]
实施例3
[0093]
在反应釜内加入100kg去离子水，再加入20kg丙烯酸(aa)，待完全溶解后再向反应体系中加入3kg amps，同时保持反应体系温度在12℃，搅拌1h，最后充分搅拌混匀。向上述反应体系中加入3.11kg n,n-二甲基丙烯酰胺(dmam)，待溶解充分混匀后，在反应釜底部氮气口通入30min氮气到反应液中，便于充分去除反应体系内的氧气。调节反应釜内ph，在氮气保护下，缓慢向反应体系内加入0.0217kg[hpy]4[gemo
12o40
]和0.2893kg丙三醇引发体系水溶液预聚合。反应釜密封，反应时间3.5h。
[0094]
预聚合反应完成后，将预聚合产物加入到32.5kg am中，继续反应2.5h，反应终温约40℃，记录过程中温度的变化。在反应釜内蒸汽加热器通蒸汽升温，使釜内胶体温度升至78℃，开始水解反应，水解反应周期为5h，待水解反应结束后，将聚合样品取出研磨造粒，在
105℃真空干燥箱中烘干，经标准筛分筛，得到粘弹性颗粒驱油剂jx-3。
[0095]
实施例4
[0096]
在反应釜内加入100kg去离子水，再加入30kg丙烯酸(aa)，待完全溶解后再向反应体系中加入1kg amps，同时保持反应体系温度在10℃，搅拌1h，最后充分搅拌混匀。向上述反应体系中加入1.45kg n,n-二甲基丙烯酰胺(dmam)，待溶解充分混匀后，在反应釜底部氮气口通入30min氮气到反应液中，便于充分去除反应体系内的氧气。调节反应釜内ph，在氮气保护下，缓慢向反应体系内加入0.0069kg[dhmim]3[asmo
12o40
]和0.1381kg丙三醇引发体系水溶液预聚合。反应釜密封，反应时间3h。
[0097]
预聚合反应完成后，将预聚合产物加入到15kg am中，继续反应2h，反应终温约40℃，记录过程中温度的变化。在反应釜内蒸汽加热器通蒸汽升温，使釜内胶体温度升至75℃，开始水解反应，水解反应周期为4h，待水解反应结束后，将聚合样品取出研磨造粒，在105℃真空干燥箱中烘干，经标准筛分筛，得到粘弹性颗粒驱油剂jx-4。
[0098]
实施例5
[0099]
在反应釜内加入100kg去离子水，再加入30kg丙烯酸(aa)，待完全溶解后再向反应体系中加入5kg amps，同时保持反应体系温度在15℃，搅拌1h，最后充分搅拌混匀。向上述反应体系中加入5.55kg n,n-二甲基丙烯酰胺(dmam)，待溶解充分混匀后，在反应釜底部氮气口通入30min氮气到反应液中，便于充分去除反应体系内的氧气。调节反应釜内ph，在氮气保护下，缓慢向反应体系内加入0.0505kg[hmim]3[pmo
12o40
]和0.5045kg乙二醇引发体系水溶液预聚合。反应釜密封，反应时间4h。
[0100]
预聚合反应完成后，将预聚合产物加入到50kg am中，继续反应3h，反应终温约40℃，记录过程中温度的变化。在反应釜内蒸汽加热器通蒸汽升温，使釜内胶体温度升至80℃，开始水解反应，水解反应周期为6h，待水解反应结束后，将聚合样品取出研磨造粒，在105℃真空干燥箱中烘干，经标准筛分筛，得到粘弹性颗粒驱油剂jx-5。
[0101]
对比例1
[0102]
在反应釜内加入100kg去离子水，再加入10kg丙烯酸(am)，待完全溶解后再向反应体系中加入1kg amps，同时保持反应体系温度在10℃，搅拌1h，最后充分搅拌混匀。向上述反应体系中加入1.26kg n,n-二甲基丙烯酰胺(dmam)，待溶解充分混匀后，在反应釜底部氮气口通入30min氮气到反应液中，便于充分去除反应体系内的氧气。调节反应釜内ph，在氮气保护下，缓慢向反应体系内加入0.006kg[bmim]4[simo
12o40
]和0.12kg乙二醇引发体系水溶液预聚合。反应釜密封，反应时间3h。
[0103]
预聚合反应完成后，将预聚合产物加入到15kg aa中，继续反应2h，反应终温约35℃，记录过程中温度的变化。在反应釜内蒸汽加热器通蒸汽升温，使釜内胶体温度升至75℃，开始水解反应，水解反应周期为4h，待水解反应结束后，将聚合样品取出研磨造粒，在105℃真空干燥箱中烘干，经标准筛分筛，得到粘弹性颗粒驱油剂jx-6。
[0104]
对比例2
[0105]
在反应釜内加入100kg去离子水，再加入20kg丙烯酸(aa)，待完全溶解后再向反应体系中加入3kg amps，同时保持反应体系温度在12℃，搅拌1h，最后充分搅拌混匀。向上述反应体系中加入3.11kg n,n-二甲基丙烯酰胺(dmam)，待溶解充分混匀后，在反应釜底部氮气口通入30min氮气到反应液中，便于充分去除反应体系内的氧气。调节反应釜内ph，在氮
气保护下，缓慢向反应体系内加入0.0217kg[hpy]3[gemo
12o40
]和0.2893kg丙三醇引发体系水溶液预聚合。反应釜密封，反应时间3.5h，反应终温约30℃，记录过程中温度的变化。
[0106]
在反应釜内蒸汽加热器通蒸汽升温，使釜内胶体温度升至78℃，开始水解反应，水解反应周期为5h，待水解反应结束后，将聚合样品取出研磨造粒，在105℃真空干燥箱中烘干，经标准筛分筛，得到粘弹性颗粒驱油剂jx-7。
[0107]
对比例3
[0108]
在反应釜内加入100kg去离子水，再加入30kg丙烯酸(aa)，待完全溶解后再向反应体系中加入1kg amps，同时保持反应体系温度在10℃，搅拌1h，最后充分搅拌混匀。向上述反应体系中加入1.45kg n,n-二甲基丙烯酰胺(dmam)，待溶解充分混匀后，在反应釜底部氮气口通入30min氮气到反应液中，便于充分去除反应体系内的氧气。调节反应釜内ph，在氮气保护下，缓慢向反应体系内加入0.0069kg[dhmim]reo4和0.1381kg丙三醇引发体系水溶液预聚合。反应釜密封，反应时间3h。
[0109]
预聚合反应完成后，将预聚合产物加入到15kg am中，继续反应2h，反应终温约40℃，记录过程中温度的变化。在反应釜内蒸汽加热器通蒸汽升温，使釜内胶体温度升至75℃，开始水解反应，水解反应周期为4h，待水解反应结束后，将聚合样品取出研磨造粒，在105℃真空干燥箱中烘干，经标准筛分筛，得到粘弹性颗粒驱油剂jx-8。
[0110]
对比例4
[0111]
在反应釜内加入100kg去离子水，再加入30kg丙烯酸(aa)，待完全溶解后再向反应体系中加入5kg amps，同时保持反应体系温度在15℃，搅拌1h，最后充分搅拌混匀。向上述反应体系中加入5.55kg n,n-二甲基丙烯酰胺(dmam)，待溶解充分混匀后，在反应釜底部氮气口通入30min氮气到反应液中，便于充分去除反应体系内的氧气。调节反应釜内ph，在氮气保护下，缓慢向反应体系内加入0.0505kg[hmim]4[mo8o
26
]和0.5045kg乙二醇引发体系水溶液预聚合。反应釜密封，反应时间4h。
[0112]
预聚合反应完成后，将预聚合产物加入到50kg am中，继续反应3h，反应终温约40℃，记录过程中温度的变化。在反应釜内蒸汽加热器通蒸汽升温，使釜内胶体温度升至80℃，开始水解反应，水解反应周期为6h，待水解反应结束后，将聚合样品取出研磨造粒，在105℃真空干燥箱中烘干，经标准筛分筛，得到粘弹性颗粒驱油剂jx-9。
[0113]
性能测试
[0114]
实验过程中配制了一系列由实施例1-5以及对比例1-4所制备的粘弹性颗粒驱油剂水溶液，为了进一步验证所得产品具有良好的耐温抗盐效果，在依据产品性能测试方法测定时，本实验基于现行的《粘弹性颗粒驱油剂技术要求q/sh1020 2374 2020》执行，在该技术要求其他条件不变的前提下，溶胀后粒径中值、网络结构物含量将规定的测试矿化度由19334mg/l升至32868mg/l；水分散体系弹性模量测试温度由(25
±
0.5)℃升至(35
±
0.5)℃，测试矿化度由19334mg/l升至32868mg/l；水分散体系粘度测试温度由(75
±
0.5)℃升至(90
±
0.5)℃，测试矿化度由19334mg/l升至32868mg/l。具体结果如表1所示。
[0115]
表1各实施例/对比例产品性能测试结果
[0116][0117][0118]
注：[1]《粘弹性颗粒驱油剂技术要求q/sh1020 2374 2020》中6.6溶胀后粒径中值测试条件室温、矿化度19334mg/l下测定结果；
[0119]
[2]产品性能测定方法中3溶胀后粒径中值测试条件室温、矿化度32868mg/l下测定结果；
[0120]
[3]《粘弹性颗粒驱油剂技术要求q/sh1020 2374 2020》中6.7.2水分散体系弹性模量测试条件25℃、矿化度19334mg/l下测定结果；
[0121]
[4]产品性能测定方法中4水分散体系弹性模量测试条件35℃、矿化度32868mg/l下测定结果；
[0122]
[5]《粘弹性颗粒驱油剂技术要求q/sh1020 2374 2020》中6.8.2水分散体系粘度测试条件75℃、矿化度19334mg/l下测定结果；
[0123]
[6]产品性能测定方法中5水分散体系粘度测试条件90℃、矿化度32868mg/l下测定结果；
[0124]
[7]《粘弹性颗粒驱油剂技术要求q/sh1020 2374 2020》中6.5网络结构物含量测试条件90℃、矿化度19334mg/l下测定结果；
[0125]
[8]产品性能测定方法中2网络结构物含量测试条件90℃、矿化度32868mg/l下测定结果；
[0126]
由上表可以看出，在依据产品性能测定方法规定的技术要求测试时，jx-1、jx-2、jx-3、jx-4、jx-5技术指标均明显高于现有标准规定的技术要求，且还是在升高测试温度、测试矿化度的条件下测得的。与实施例1不同的是，对比例1中反应原料am和aa调换了加入顺序，对比例中第一步反应原料am与amps反应产生的自由基空间位阻较大，运动能力有限，难以充分引发aa进一步反应，使得反应转化率较低，聚合物网络末端支链长度有限，导致了jx-6水分散体系粘度偏低。对比例2由实施例3中的两步反应变为一步反应直接生成聚合物，反应速度难以控制，易出现爆聚。此外，am没有作为原料参与聚合反应，导致网络结构末端支链短且少，两方面因素共同作用造成jx-7水分散体系粘度低。对比例4的引发体系由实
施例5中的[hmim]3[pmo
12o40
]变为[hmim]4[mo8o
26
]，一方面，自由基活性点相对更少，难以充分激发多元醇各羟基邻位碳，引发自由基聚合形成支链和交联；另一方面，自身结构可调节性相对较弱，难以充分将中心原子、配位原子通过这种调节作用改变以达到多样的氧化性和还原性的目的。两方面因素共同作用，造成jx-9溶胀后粒径中值、水分散体系弹性模量、水分散体系粘度及网络结构物含量均大幅降低。对比例3的引发体系由实施例4中的[dhmim]3[asmo
12o40
]变为[dhmim]reo4自由基活性点更少，且自身结构不具备可调节性，因此，jx-8溶胀后粒径中值、水分散体系弹性模量、水分散体系粘度及网络结构物含量更低。由此可见，本发明提供的产品的最终性能只能在本发明所设定的配方及其组分比例下才能够充分发挥。
[0127]
基于所述耐温抗盐粘弹性颗粒驱油剂的非均相驱油体系实施例
[0128]
此外，实验室还制备了一系列非均相驱油体系，具体可为tx-1、tx-2、tx-3、tx-4、tx-5、tx-6、tx-7、tx-8、tx-9。
[0129]
下述实施例中所采用的胜利盐水ⅲ通过以下方法制备得到：
[0130]
取一洁净的5l磨口瓶于天平上，加入4831.75g去离子水，再置于磁力搅拌器搅拌使溶液形成旋涡，按顺序加入以下试剂：无水氯化钙9.7144g、六水合氯化镁7.3442g、氯化钠151.1887g。每加入一种试剂待其完全溶解后再加入另一种试剂。继续搅拌至完全溶解。配制的盐水均质透明，不得有沉淀现象，有效期为7天。
[0131]
实施例6
[0132]
向500ml烧杯内加入299.58g胜利盐水ⅲ，调整搅拌速率为180r/min，向烧杯内加入0.03g纳米洗油剂kps-1，充分搅拌均匀，向纳米洗油剂溶液中沿旋涡壁30s内缓慢加入0.24g的聚丙烯酰胺乳液20c，调整搅拌速率为380r/min，继续搅拌10min；
[0133]
继续搅拌速率为380r/min，沿旋涡壁30s内将0.15g耐温抗盐粘弹性颗粒驱油剂jx-1缓慢加入到上述纳米洗油剂和聚丙烯酰胺乳液混合体系中，调整搅拌速率至480r/min，充分搅拌2h，即得到基于耐温抗盐粘弹性颗粒驱油剂jx-1的非均相驱油体系tx-1。tx-1体系中纳米洗油剂kps-1的质量浓度为0.1
‰
，聚丙烯酰胺乳液20c的浓度为800mg/l，耐温抗盐粘弹性颗粒驱油剂jx-1的浓度为500mg/l。
[0134]
实施例7
[0135]
向500ml烧杯内加入299.37g胜利盐水ⅲ，调整搅拌速率为200r/min，向烧杯内加入0.09g纳米洗油剂kps-2，充分搅拌均匀，向纳米洗油剂溶液中沿旋涡壁30s内缓慢加入0.3g的聚丙烯酰胺乳液30c，调整搅拌速率为400r/min，继续搅拌12min；
[0136]
继续搅拌速率为400r/min，沿旋涡壁30s内将0.24g耐温抗盐粘弹性颗粒驱油剂jx-2缓慢加入到上述纳米洗油剂和聚丙烯酰胺乳液混合体系中，调整搅拌速率至500r/min，充分搅拌2h，即得到基于耐温抗盐粘弹性颗粒驱油剂的非均相驱油体系tx-2。tx-2体系中纳米洗油剂kps-2的质量浓度为0.3
‰
，聚丙烯酰胺乳液30c的浓度为1000mg/l，耐温抗盐粘弹性颗粒驱油剂jx-2的浓度为800mg/l。
[0137]
实施例8
[0138]
向500ml烧杯内加入299.22g胜利盐水ⅲ，调整搅拌速率为220r/min，向烧杯内加入0.12g纳米洗油剂kps-3，充分搅拌均匀，向纳米洗油剂溶液中沿旋涡壁30s内缓慢加入0.36g的聚丙烯酰胺乳液30c，调整搅拌速率为420r/min，继续搅拌15min；
[0139]
继续搅拌速率为420r/min，沿旋涡壁30s内将0.3g耐温抗盐粘弹性颗粒驱油剂jx-3缓慢加入到上述纳米洗油剂和聚丙烯酰胺乳液混合体系中，调整搅拌速率至520r/min，充分搅拌2h，即得到基于耐温抗盐粘弹性颗粒驱油剂的非均相驱油体系tx-3。tx-3体系中纳米洗油剂kps-3的质量浓度为0.4
‰
，聚丙烯酰胺乳液30c的浓度为1200mg/l，耐温抗盐粘弹性颗粒驱油剂jx-3的浓度为1000mg/l。
[0140]
实施例9
[0141]
向500ml烧杯内加入299.46g胜利盐水ⅲ，调整搅拌速率为190r/min，向烧杯内加入0.06g纳米洗油剂kps-4，充分搅拌均匀，向纳米洗油剂溶液中沿旋涡壁30s内缓慢加入0.27g的聚丙烯酰胺乳液20c，调整搅拌速率为390r/min，继续搅拌11min；
[0142]
继续搅拌速率为390r/min，沿旋涡壁30s内将0.21g耐温抗盐粘弹性颗粒驱油剂jx-4缓慢加入到上述纳米洗油剂和聚丙烯酰胺乳液混合体系中，调整搅拌速率至490r/min，充分搅拌2h，即得到基于耐温抗盐粘弹性颗粒驱油剂的非均相驱油体系tx-4。tx-4体系中纳米洗油剂kps-4的质量浓度为0.2
‰
，聚丙烯酰胺乳液20c的浓度为900mg/l，耐温抗盐粘弹性颗粒驱油剂jx-4的浓度为700mg/l。
[0143]
实施例10
[0144]
向500ml烧杯内加入299.31g胜利盐水ⅲ，调整搅拌速率为210r/min，向烧杯内加入0.09g纳米洗油剂kps-2，充分搅拌均匀，向纳米洗油剂溶液中沿旋涡壁30s内缓慢加入0.33g的聚丙烯酰胺乳液30c，调整搅拌速率为410r/min，继续搅拌13min；
[0145]
继续搅拌速率为410r/min，沿旋涡壁30s内将0.27g耐温抗盐粘弹性颗粒驱油剂jx-5缓慢加入到上述纳米洗油剂和聚丙烯酰胺乳液混合体系中，调整搅拌速率至510r/min，充分搅拌2h，即得到基于耐温抗盐粘弹性颗粒驱油剂的非均相驱油体系tx-5。tx-5体系中纳米洗油剂kps-2的质量浓度为0.3
‰
，聚丙烯酰胺乳液30c的浓度为1100mg/l，耐温抗盐粘弹性颗粒驱油剂jx-5的浓度为900mg/l。
[0146]
对比例5
[0147]
向500ml烧杯内加入299.58g胜利盐水ⅲ，调整搅拌速率为180r/min，向烧杯内加入0.03g纳米洗油剂kps-1，充分搅拌均匀，向纳米洗油剂溶液中沿旋涡壁30s内缓慢加入0.24g的聚丙烯酰胺乳液20c，调整搅拌速率为380r/min，继续搅拌10min；
[0148]
继续搅拌速率为380r/min，沿旋涡壁30s内将0.15g预交联凝胶颗粒(ppg)缓慢加入到上述纳米洗油剂和聚丙烯酰胺乳液混合体系中，调整搅拌速率至480r/min，充分搅拌2h，即得到基于ppg的非均相驱油体系tx-6。tx-6体系中纳米洗油剂kps-1的质量浓度为0.1
‰
，聚丙烯酰胺乳液20c的浓度为800mg/l，ppg的浓度为500mg/l。
[0149]
对比例6
[0150]
向500ml烧杯内加入299.22g胜利盐水ⅲ，调整搅拌速率为220r/min，向烧杯内加入0.12g纳米洗油剂kps-3，充分搅拌均匀，向纳米洗油剂溶液中沿旋涡壁30s内缓慢加入0.36g的ⅲ型驱油用聚丙烯酰胺干粉，调整搅拌速率为420r/min，继续搅拌15min；
[0151]
继续搅拌速率为420r/min，沿旋涡壁30s内将0.3g耐温抗盐粘弹性颗粒驱油剂jx-3缓慢加入到上述纳米洗油剂和ⅲ型驱油用聚丙烯酰胺混合体系中，调整搅拌速率至520r/min，充分搅拌2h，即得到基于耐温抗盐粘弹性颗粒驱油剂的非均相驱油体系tx-7。tx-7体系中纳米洗油剂kps-3的质量浓度为0.4
‰
，ⅲ型驱油用聚丙烯酰胺的浓度为1200mg/l，耐
温抗盐粘弹性颗粒驱油剂jx-3的浓度为1000mg/l。
[0152]
对比例7
[0153]
向500ml烧杯内加入299.46g胜利盐水ⅲ，调整搅拌速率为190r/min，向烧杯内加入0.06g洗油剂ae1(上海银聪新材料科技有限公司，以烷醇羧酸盐为主要成分，有效物含量为60％，编号ae1)，充分搅拌均匀，向纳米洗油剂溶液中沿旋涡壁30s内缓慢加入0.27g的聚丙烯酰胺乳液20c，调整搅拌速率为390r/min，继续搅拌11min；
[0154]
继续搅拌速率为390r/min，沿旋涡壁30s内将0.21g耐温抗盐粘弹性颗粒驱油剂jx-4缓慢加入到上述洗油剂和聚丙烯酰胺乳液混合体系中，调整搅拌速率至490r/min，充分搅拌2h，即得到基于耐温抗盐粘弹性颗粒驱油剂的非均相驱油体系tx-8。tx-8体系中洗油剂ae1的质量浓度为0.2
‰
，聚丙烯酰胺乳液20c的浓度为900mg/l，耐温抗盐粘弹性颗粒驱油剂jx-4的浓度为700mg/l。
[0155]
对比例8
[0156]
向500ml烧杯内加入299.58g胜利盐水ⅲ，调整搅拌速率为210r/min，向烧杯内加入0.09g纳米洗油剂kps-2，充分搅拌均匀，向纳米洗油剂溶液中沿旋涡壁30s内缓慢加入0.33g的聚丙烯酰胺乳液30c，调整搅拌速率为410r/min，继续搅拌13min，即得到非均相驱油体系tx-9。tx-9体系中纳米洗油剂kps-2的质量浓度为0.3
‰
，聚丙烯酰胺乳液30c的浓度为1100mg/l。
[0157]
实验室制备的非均相驱油体系tx-1、tx-2、tx-3、tx-4、tx-5、tx-6、tx-7、tx-8、tx-9，性能对比情况如下：
[0158]
名称水分散体系粘度，mpa.s水分散体系弹性模量，pa洗油率，％tx-112.5
[1]
/21.6
[2]
/65.5
[3]
17.3
[4]
/8.7
[5]
/31.6
[6]
38.17
[7]
tx-216.6
[1]
/24.3
[2]
/79.4
[3]
19.4
[4]
/10.4
[5]
/38.7[6]37.22
[7]
tx-318.9
[1]
/27.1
[2]
/91.5
[3]
23.1
[4]
/13.2
[5]
/54.4
[6]
39.06
[7]
tx-414.2
[1]
/23.6
[2]
/73.3
[3]
18.7
[4]
/9.5
[5]
/33.8
[6]
38.43
[7]
tx-517.1
[1]
/25.9
[2]
/84.3
[3]
20.9
[4]
/11.6
[5]
/45.5
[6]
37.35
[7]
tx-612.7
[1]
/16.2
[2]
/35.2
[3]
16.9
[4]
/5.9
[5]
/23.9
[6]
25.58
[7]
tx-79.0
[1]
/26.8
[2]
/38.7
[3]
10.4
[4]
/9.8
[5]
/21.8
[6]
20.70
[7]
tx-814.3
[1]
/23.7
[2]
/45.1
[3]
18.5
[4]
/11.3
[5]
/30.3
[6]
13.91
[7]
tx-917.5
[1]
21.2
[4]
23.34
[7]
[0159]
[1]产品性能测定方法中5水分散体系粘度测试条件90℃、矿化度32868mg/l下测定聚合物的结果；
[0160]
[2]产品性能测定方法中5水分散体系粘度测试条件90℃、矿化度32868mg/l下测定耐温抗盐粘弹性颗粒驱油剂的结果；
[0161]
[3]产品性能测定方法中5水分散体系粘度测试条件90℃、矿化度32868mg/l下测定非均相驱油体系的结果；
[0162]
[4]产品性能测定方法中4水分散体系弹性模量测试条件35℃、矿化度32868mg/l下测定聚合物的结果；
[0163]
[5]产品性能测定方法中4水分散体系弹性模量测试条件35℃、矿化度32868mg/l下测定耐温抗盐粘弹性颗粒驱油剂的结果；
[0164]
[6]产品性能测定方法中4水分散体系弹性模量测试条件35℃、矿化度32868mg/l下测定非均相驱油体系的结果；
[0165]
[7]产品性能测定方法中洗油率测试条件50℃、矿化度32868mg/l测定非均相驱油体系的结果；
[0166]
公司现行企业标准《q/jx 01-2021基于耐温抗盐粘弹性颗粒驱油剂的非均相驱油体系技术要求》规定基于耐温抗盐粘弹性颗粒驱油剂的非均相驱油体系于90℃、矿化度32848mg/l中，溶液的水分散体系粘度≥50.0mpa
·
s；于35℃、矿化度32848mg/l中，溶液的水分散体系弹性模量≥25.0pa；于50℃、矿化度32848mg/l中，溶液的洗油率≥30.0％。
[0167]
由上表可以看出，在标准要求的温度及矿化度下，实施例中tx-1、tx-2、tx-3、tx-4、tx-5的水分散体系粘度均≥65.5mpa
·
s水分散体系弹性模量均≥31.6pa，洗油率均≥37.22％，均明显高于对比例tx-6、tx-7、tx-8、tx-9及标准规定的技术要求，表明由耐温抗盐粘弹性颗粒驱油剂、聚丙烯酰胺乳液及纳米洗油剂形成的一种基于耐温抗盐粘弹性颗粒驱油剂的非均相驱油体系具有良好的水分散体系粘度、水分散体系弹性模量和洗油率。经实验验证，三者形成的非均相驱油体系的粘度、弹性模量和洗油率指标均优于任意组分间的加和，体现出明显的协同效应。以tx-1为例，单一的800mg/l聚丙烯酰胺乳液20c的水分散体系粘度为12.5mpa.s，单一的500mg/l的耐温抗盐粘弹性颗粒驱油剂jx-1溶液的水分散体系粘度为21.6mpa.s，两者之和为34.1mpa.s，实验测得tx-1的水分散体系粘度为65.5mpa.s＞34.1mpa.s；以tx-2为例，单一的1000mg/l聚丙烯酰胺乳液30c的水分散体系弹性模量为19.4pa，单一的800mg/l的耐温抗盐粘弹性颗粒驱油剂jx-2溶液的水分散体系弹性模量为10.4pa，两者之和为29.8pa，实验测得tx-2的水分散体系弹性模量为38.7pa＞29.8pa；以tx-6为例，对比例1中用ppg代替实施例1中的耐温抗盐粘弹性颗粒驱油剂，由于ppg的耐温抗盐性相对较差，ppg和聚丙烯酰胺乳液20c所形成的非均相驱油体系的粘度和模量相对较差，难以充分运移进行深部调剖，从而难以充分扩大地层深处的波及体积，随之，纳米洗油剂也难以充分深入细小缝隙发挥强洗油效果，因此tx-6的洗油率为25.58％＜38.17％。
[0168]
可以理解的是，对比例2tx-7中用ⅲ型驱油用聚丙烯酰胺干粉替代聚丙烯酰胺乳液30c，由于ⅲ型驱油用聚丙烯酰胺为白色颗粒状干粉，在15min内不能充分溶液，因此，当ⅲ型驱油用聚丙烯酰胺与耐温抗盐粘弹性颗粒驱油剂和纳米洗油剂形成的非均相驱油体系tx-7的粘度、模量相对较差。对比例3tx-8用洗油剂ae1替代实施例4中的纳米洗油剂kps-4，由于粒径较大，难以深入低渗透储层的细小裂缝发挥强洗油效果，因此难以在非均相油藏的低渗透储层协同增效，洗油效果较差。对比例4tx-9中未加入耐温抗盐粘弹性颗粒驱油剂，不能与聚丙烯酰胺乳液30c及纳米洗油剂kps-2形成非均相驱油体系，不能发挥协同作用，因此，由聚丙烯酰胺乳液30c和纳米洗油剂kps-2形成的二元驱油体系中，水分散体系粘度、水分散体系弹性模量及洗油率均较差。