驱油监测方法、用途与油田开采方法
技术领域
本发明涉及油田开采领域，特别涉及一种驱油监测方法、用途与油田开采方法。
背景技术
具有荧光性能的物质可被灵敏的检测到，独特的性能赋予荧光化合物广泛的用途，例如：医药载体，荧光探针和荧光影像等。
在油田开发领域，油田水驱、聚合物微凝胶或聚合物微球驱油广泛用于油田开发，但在地层中的水驱前缘以及聚合物微凝胶或聚合物微球的波及范围很难监测，因此荧光物质逐步进入油田开发领域。但是，目前在油田开采后期的驱油开采阶段，一般均是将荧光物质注入到驱油材料中，然后再一同注入到油井中，之后再采样进行检测，从而根据检测的荧光及其强度才确定驱油材料在油藏的作用情况。这样荧光物质会不可避免地进入到开采的油品中，后期还需要对荧光物质进行分离处理，增加了油品的加工步骤。
发明内容
本发明的目的在于提供一种驱油监测方法、用途与油田开采方法，用于解决目前驱油时将荧光物质注入油井增加油品加工步骤的问题。
为达到上述目的，本发明提供以下技术方案：
本发明的第一方面提供了一种驱油监测方法，包括以下步骤：
提供驱油材料，所述驱油材料包括以下原料：酸性化合物、胺类化合物以及由驱油功能单体聚合而成的驱油聚合物；其中，酸性化合物为含有酸性基团和双键的可聚合单体化合物，胺类化合物中至少包含两个胺基；
利用所述驱油材料进行驱油处理，并采集开发的油液作为样品采集液；
在所述样品采集液中加入酚类化合物经反应后，得到具有荧光效应的测试液；
对所述测试液进行荧光检测，将测试的荧光强度与预设的荧光强度进行对比，以确定所述驱油材料在油藏的作用情况。
进一步地，所述酸性基团包括羧基、酸酐或磺酸基。
进一步地，所述酸性化合物包括丙烯酸类化合物、马来酸酐类化合物、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸或对苯乙烯磺酸。
进一步地，所述胺类化合物包括乙二胺、环乙胺、聚乙烯亚胺或结构式为R1H1N-(CH2-CH2-NH)n-R2的化合物；
其中，n≥1，且R1、R2均独立地选自H或烷基。
进一步地，所述酚类化合物包括苯二酚类化合物或氨基苯酚类化合物；
其中，苯二酚类化合物包括对苯二酚、间苯二酚、邻苯二酚或多巴胺中的至少一种或至少一种的衍生物；
氨基苯酚类化合物包括对氨基苯酚、间氨基苯酚或邻氨基苯酚中的至少一种或至少一种的衍生物。
进一步地，所述驱油功能单体包括丙烯酰胺类化合物。
进一步地，所述驱油材料的制备方法包括：将酸性化合物、胺类化合物和驱油功能单体置于溶剂中，加入引发剂引发聚合反应，得到驱油材料；
其中，按重量份数计各原料的用量如下：所述酸性化合物为0.1-3份，所述胺类化合物为0.1-2份，所述驱油功能单体为10-200份，所述引发剂为0.1-2份。
进一步地，所述引发剂包括过硫酸盐、偶氮盐、亚硫酸盐或有机胺组成的氧化还原剂中的至少一种。
本发明的第二方面提供了一种上述驱油监测方法在石油开采中的用途。
本发明的第三方面提供了一种油田开采方法，包括以下步骤：
在油田驱油开采过程中利用本发明第一方面的驱油监测方法对开采的油液进行检测。
采用本发明的技术方案产生的有益效果如下：
本发明提供的驱油监测方法，先提供特定的驱油材料，该驱油材料包括酸性化合物、胺类化合物以及由驱油功能单体聚合而成的驱油聚合物，然后将该驱油材料注入到油井中进行驱油，在驱油的过程中采集开发的油液作为样品采集液，通过在样品采集液中注入酚类化合物，并使酚类化合物与样品采集液中的驱油聚合物发生反应，在样品采集液中生成荧光聚合物，从而得到具有荧光效应的测试液，此时，对该测试液进行荧光检测，可以得到该测试液的荧光强度，据此可以确定驱油材料在油藏的作用情况。
其中，本发明所用的驱油材料中的酸性化合物为含有酸性基团和双键的可聚合单体，胺类化合为多胺基化合物(胺基个数不小于2)，酸性化合物中的一个酸性基团羧基与一个胺基反应，保留其它胺基，这样就生成了含有胺基的可聚合单体，该单体与驱油功能单体聚合得到含有的胺基的聚合物，利用聚合物中含有的胺基可与酚类化合物反应，形成荧光物质，进而在检测时通过荧光检测确定驱油材料在油藏中的作用情况。
相比传统的通过在注入驱油材料时注入荧光物质而言，该方法通过在检测的过程中形成荧光聚合物并进行检测，可以有效降低后期油品中的外加杂质，并降低油品后期的提纯加工成本。
附图说明
图1为本发明实施例1提供的一种荧光聚合物的荧光光谱图；
图2为本发明实施例2提供的一种荧光聚合物的荧光光谱图；
图3为本发明实施例3提供的一种荧光聚合物的荧光光谱图；
图4为本发明实施例4提供的一种荧光聚合物的荧光光谱图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，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。
第一方面，本发明实施例提供一种驱油监测方法，包括以下步骤：
提供驱油材料，所述驱油材料包括酸性化合物、胺类化合物以及由驱油功能单体聚合而成的驱油聚合物；其中，酸性化合物为含有酸性基团和双键的可聚合单体化合物，胺类化合物中至少包含两个胺基；
利用所述驱油材料进行驱油处理，并采集开发的油液作为样品采集液；
在所述样品采集液中加入酚类化合物经反应后，得到具有荧光效应的测试液；
对所述测试液进行荧光检测，将测试的荧光及其强度与预设的荧光强度进行对比，以确定驱油材料在油藏的作用情况。
本发明提供的驱油监测方法，先提供特定的驱油材料，该驱油材料包括酸性化合物、胺类化合物以及由驱油功能单体聚合而成的驱油聚合物，然后将该驱油材料注入到油井中进行驱油，在驱油的过程中采集开发的油液作为样品采集液，通过在样品采集液中注入酚类化合物，并使酚类化合物与样品采集液中的驱油聚合物发生反应，在样品采集液中生成荧光聚合物，从而得到具有荧光效应的测试液，此时，对该测试液进行荧光检测，可以得到该测试液的荧光及其强度，据此可以确定驱油材料在油藏的作用情况。
其中，本发明所用的驱油材料中的酸性化合物为含有酸性基团和双键的可聚合单体，胺类化合为多胺基化合物(胺基个数不小于2)，酸性化合物中的一个酸性基团羧基与一个胺基反应，保留其它胺基，这样就生成了含有胺基的可聚合单体，该单体与驱油功能单体聚合得到含有的胺基的聚合物，利用聚合物中含有的胺基可与酚类化合物反应，形成荧光物质，进而在检测时通过荧光检测确定驱油材料在油藏中的作用情况。
随着驱油材料注入时间的延长，测试液的荧光强度逐渐增强，说明驱油材料到达油藏作业区，驱油材料的作用区域扩大，当到达一定时间后，荧光强度不再增强，说明驱油材料扩展到整个油藏，但荧光强度低于预设的荧光强度，说明驱油材料在油藏有附着或堵塞在油藏岩石缝隙，起到了很好的驱油效果。
相比传统的通过在注入驱油材料时注入荧光物质而言，该方法通过在检测的过程中形成荧光聚合物并进行检测，可以有效降低后期油品中的外加杂质，并降低油品后期的提纯加工成本。
在该实施例的驱动检测方法中，在采集样品采集液时，可以按照一定的时间间隔进行采集。
本发明实施例提供的驱油监测方法所用的驱油材料，主要由可聚合的酸性化合物、胺类化合物和驱油功能单体经聚合得到。
其中，胺类化合物主要用于后期与酚类化合物进行反应形成荧光基团，而驱油功能单体则主要起到驱油作用。其中，驱油功能单体可以为现有的驱油材料中的材料，例如丙烯酰胺类化合物。
当在含有驱油材料的样品采集液中加入酚类化合物后，驱油材料中的特定成分与酚类化合物发生聚合反应可生成共轭结构的含氮的荧光基团。经测试，在样品采集液中生成的荧光聚合物的紫外吸收波长为350～410nm，在365nm波长的光照射下显示绿色荧光，发射波长在400nm～650nm，荧光聚合物的荧光强度随着pH值的升高而增强。因此，本发明的荧光聚合物能够显示较强的荧光强度，在检测时可以被快速检测出。
本发明的驱油监测方法中，通过检测测试液的荧光性能，可以快速方便地确定测试液中荧光材料的浓度，从而判断水驱、聚合物微凝胶或聚合物微球的波及范围，为油田开采提供指导作用。
作为示例性说明，下面以苯酚和乙二胺的反应为例说明在样品采集液中的荧光基团的生成过程：
该过程生成的为荧光基团结构，本发明的荧光聚合物包括多个上述荧光单体结构。
作为另一种示例性说明，生成的荧光基团还可以为如下结构：
上述荧光基团仅为示例性说明，并不代表本发明的驱油检测方法中形成的荧光基团仅限于上述几种结构，还可以根据具体的原料单体的不同而形成不同结构的荧光基团，但是荧光基团的结构均为含有氮元素的共轭结构，从而可以获得较强的荧光强度。上述荧光基团的生成过程也仅为由单体之间的反应方式得到的荧光基团，由于在实际的反应过程中，先是生成驱油材料，然后再由驱油材料与酚类化合物单体进行反应，因此，实际的反应是一种多种化合物的复杂反应，上述反应过程并不代表实际的反应过程，上述反应过程仅为原理性的示例说明，并不代表实际的反应过程。
在本发明的一些实施例中，所述酸性基团包括羧基、酸酐或磺酸基的化合物。
其中，所述酸性化合物包括但不限于丙烯酸类化合物、马来酸酐类化合物、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸或对苯乙烯磺酸。
在本发明的一些实施例中，所述胺类化合物包括乙二胺、环乙胺、聚乙烯亚胺或结构式为R1H1N-(CH2-CH2-NH)n-R2的化合物；
其中，n≥1，且R1、R2均独立地选自H或烷基。
进一步地，该实施例中的R1、R2均独立地选自H。
在本发明的一些实施例中，所述酚类化合物包括苯二酚类化合物或氨基苯酚类化合物；
其中，苯二酚类化合物包括对苯二酚、间苯二酚、邻苯二酚或多巴胺中的至少一种或至少一种的衍生物；
氨基苯酚类化合物包括对氨基苯酚、间氨基苯酚或邻氨基苯酚中的至少一种或至少一种的衍生物。
在本发明的一些实施例中，所述驱油功能单体包括丙烯酰胺类化合物。
在本发明的一些实施例中，所述驱油聚合物的制备方法包括：将酸性化合物、胺类化合物和驱油功能单体置于溶剂中，加入引发剂引发聚合反应，得到含有驱油聚合物的驱油材料。
其中，按重量份数计各原料的用量如下：所述酸性化合物为0.1-3份，所述胺类化合物为0.1-2份，所述驱油功能单体为10-200份，所述引发剂为0.1-2份。
需要说明的是，本发明实施例中的酸性化合物、胺类化合物和酚类化合物单体的用量根据具体所需荧光基团的数量进行添加，在此不做具体限定，通过设置不同的配比，可以得到不同比重的荧光基团，进而在检测时可以获得不同的荧光强度。但是通过设置不同配比的原料，需要保证酸性化合物和胺类化合物反应后得到的聚合物中要有胺基存在，以与后续的酚类化合物作用产生荧光物质。
其中，聚合反应中所用到的引发剂包括过硫酸盐、偶氮盐、亚硫酸盐或有机胺组成的氧化还原剂中的至少一种。引发剂引发促进聚合反应的进行。
作为示例性说明，本发明的驱油监测方法包括以下步骤：
S1)取一定重量份酸性化合物、一定重量份驱油功能单体、一定重量份胺类化合物和一定重量份水混合，然后加入一定重量份引发剂在0～100℃下、10～2000转/min搅拌作用下引发聚合反应，20～120分钟后得到驱油材料；
S2)利用所得的驱油聚合物进行油井的驱油开采，在开采过程中采集一定的开采的一部分油液作为样品采集液；
S3)在样品采集液中加入一定量的酚类化合物，进行反应，同样在0～100℃下、10～2000转/min搅拌作用下反应不少于1个小时，得到具有荧光效果的测试液；
S4)对所述测试液进行荧光检测，将测试的荧光强度与预设的荧光强度进行对比，以确定驱油材料在油藏的作用情况。
该过程中，预设的荧光强度可以为由同样配比的仅由驱油聚合物和酚类化合物聚合反应得到的物质的荧光强度，将其作为预设荧光强度作为参照，确定驱油材料在油藏的作用情况。在加入酚类化合物时，可以使酚类化合物的加入量处于过量状态，从而使样品采集液中的全部驱油材料反应完全。酚类化合物的加入量根据胺类化合物在驱油聚合物中的占比进行确定。
其中，聚合反应过程中的温度控制在0℃～100℃，例如0℃～30℃、60℃～80℃、0℃、10℃、15℃、18℃、20℃、30℃、35℃、40℃、45℃、60℃、70℃、80℃、90℃、100℃；在空气或氧化剂存在的条件下进行反应1小时以上，例如1.5小时、3小时、8小时、12小时、24小时。
第二方面，本发明实施例提供一种本发明第一方面驱油监测方法在石油开采中的用途。
将本发明的驱油监测方法应用于石油开采中，通过在检测过程中生成荧光基团，可以避免在开采阶段加入荧光物质，从而提高油品质量。同时，在检测过程中生成的荧光基团，具有较强的荧光效应，因此能够在测试液中被快速准确地检测到，对解决地层中的水驱前缘以及聚合物微凝胶或聚合物微球的波及范围的监测难题有很大的帮助。
第三方面，本发明实施例提供一种油田开采方法，包括以下步骤：
在油田驱油开采过程中利用本发明第一方面实施例提供所述的驱油监测方法对开采的油液进行检测。
将检测的荧光强度与预设的荧光强度进行对比，以确定驱油材料在油藏的作用情况。
同样，在该过程中，预设的荧光强度可以为由同样配比的仅由驱油聚合物和酚类化合物聚合反应得到的物质的荧光强度，将其作为预设荧光强度作为参照，确定驱油材料在油藏的作用情况。
下面将结合具体实施例对本发明的驱油监测方法做进一步详细说明。
实施例1
本实施例是一种驱油监测方法，该方法包括以下步骤：
S1)将5重量份丙烯酰胺、1重量份丙烯酸、1重量份聚乙烯亚胺和5重量份水混合均匀后，向其中加入0.1重量份过硫酸铵搅拌溶解后，再加入0.1重量份亚硫酸氢钠引发体系聚合得到驱油材料；
S2)利用所得的驱油聚合物进行油井的驱油开采，在开采过程中在T1时刻采集一定的开采的20mL油液作为样品采集液；
S3)在样品采集液中加入0.5g的对苯二酚，并进行反应，同样在0～100℃下、10～2000转/min搅拌作用下反应2个小时，得到具有荧光效果的测试液；
S4)对所述测试液进行荧光检测，将测试的荧光强度与预设的荧光强度进行对比，以确定驱油材料在油藏的作用情况；
S5)利用所得的驱油聚合物进行油井的驱油开采，在开采过程中在T2时刻采集一定的开采的20mL油液作为样品采集液；
S6)在样品采集液中加入与步骤S2相同用量的对苯二酚，并进行聚合反应，同样在0～100℃下、10～2000转/min搅拌作用下反应2个小时，得到具有荧光效果的测试液；
S7)对所述测试液进行荧光检测，将测试的荧光强度与预设的荧光强度进行对比，以确定驱油材料在油藏的作用情况；
依次类推，分别在T3时刻和T4时刻采集20mL油液作为样品采集液，然后再分别测试不同样品采集液形成的测试液的荧光光谱。
本实施例中，对T1时刻、T2时刻、T3时刻和T4时刻测试液进行荧光检测得到的荧光光谱图如图1所示。
实施例2
本实施例是一种驱油监测方法，该方法包括以下步骤：
S1)将4重量份丙烯酰胺、0.5重量份2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、0.5重量份三乙烯四胺和5重量份水混合均匀后，向其中加入0.1重量份过硫酸铵搅拌溶解后，再加入0.2重量份N,N-二甲基乙醇胺引发体系聚合得到驱油聚合物；
S2)利用所得的驱油聚合物进行油井的驱油开采，在开采过程中采集一定的开采的20mL油液作为样品采集液；
S3)在样品采集液中加入0.5g的间苯二酚，并进行聚合反应，同样在0～100℃下、10～2000转/min搅拌作用下反应2个小时，得到具有荧光效果的测试液；
S4)对所述测试液进行荧光检测，将测试的荧光强度与预设的荧光强度进行对比，以确定驱油材料在油藏的作用情况。
本实施例中，对测试液进行荧光检测得到的荧光光谱图如图2所示。
实施例3
本实施例是一种驱油监测方法，该方法包括以下步骤：
S1)将1重量份苯乙烯、2重量份甲基丙烯酸甲酯、2重量份丙烯酸、0.1重量份乙二胺和10重量份水混合均匀后，向其中加入0.1重量份过硫酸铵搅拌溶解后，加热引发体系聚合得到驱油聚合物；
S2)利用所得的驱油聚合物进行油井的驱油开采，在开采过程中采集一定的开采的20mL油液作为样品采集液；
S3)在样品采集液中加入0.5g的邻苯二酚，并进行聚合反应，同样在0～100℃下、10～2000转/min搅拌作用下反应2个小时，得到具有荧光效果的测试液；
S4)对所述测试液进行荧光检测，将测试的荧光强度与预设的荧光强度进行对比，以确定驱油材料在油藏的作用情况。
本实施例中，对测试液进行荧光检测得到的荧光光谱图如图3所示。
实施例4
本实施例是一种荧光聚合物，通过以下方法制备得到：
S1)将4重量份丙烯酰胺、1重量份对苯乙烯磺酸、0.1重量份乙二胺和40重量份水混合均匀后，向其中加入0.1重量份过硫酸铵搅拌溶解后，加热引发体系聚合得到驱油聚合物；
S2)利用所得的驱油聚合物进行油井的驱油开采，在开采过程中采集一定的开采的20mL油液作为样品采集液；
S3)在样品采集液中加0.5g的多巴胺盐酸盐，并进行聚合反应，同样在0～100℃下、10～2000转/min搅拌作用下反应2个小时，得到具有荧光效果的测试液；
S4)对所述测试液进行荧光检测，将测试的荧光强度与预设的荧光强度进行对比，以确定驱油材料在油藏的作用情况。
本实施例中，对测试液进行荧光检测得到的荧光光谱图如图4所示。
图1-图4中，T0为预设的荧光强度，T1、T2、T3和T4为每隔一段时间取样测试的荧光强度，随着时间的延长，荧光强度增强，说明驱油材料到达油藏作业区，驱油材料的作用区域扩大，当到达一定时间后，荧光强度不再增强，说明驱油材料扩展到整个油藏，但荧光强度低于预设的荧光强度，说明驱油材料在油藏有附着或堵塞在油藏岩石缝隙，起到了很好的驱油效果。
显然，本领域的技术人员可以对本发明实施例进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
