弱凝胶体系调剖堵水实验研究及应用

针对油井综合含水率高的特点,选取弱凝胶体系作为深部调驱堵水剂。实验测试不同聚丙烯酰胺(HPAM)浓度和不同交联剂浓度下的弱凝胶成胶强度,优选出HAPM的浓度为2000 mg/L,交联剂的浓度为800 mg/L。为了降低成本提高调驱堵水效果,在弱凝胶体系的基础上,优选黏土、悬浮剂和固化剂的浓度,配制黏土凝胶。开展了填砂管试验和人工裂缝模拟实验,完成了弱凝胶体系的段塞优化设计。研究结果表明,对于大孔道型储层最优的段塞组合为聚合物+弱凝胶+黏土凝胶+弱凝胶;对于裂缝性储层,还需要在段塞组合中加入无机堵剂。通过现场的施工应用,调驱堵水后的对应采油井组采油量增加,含水率下降,措施效果明显。     

复合型保水剂的制备与性能研究

【目的】制备高效复合型保水剂,并对保水剂的保水性能进行分析。【方法】以丙烯酸、玉米淀粉、海藻酸钠和钠基膨润土为原料,过硫酸铵为引发剂,N,N'-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂,采用溶液聚合法制备复合型保水剂。以红外光谱、热重和扫描电镜对保水剂进行表征。【结果】加入的海藻酸钠和钠基膨润土降低了生产成本,并使保水剂的性能有所提高。实验表明,以单体丙烯酸质量为基准,引发剂用量为0.20%,交联剂用量为0.025%,海藻酸钠用量为15%,钠基膨润土用量为15%,所得保水剂保水效果最好。【结论】在此条件下合成的复合型保水剂对蒸馏水和生理盐水的吸水倍率为850 g/g和95 g/g,且吸水速率较快,保水性能良好。     

聚(丙烯酸-丙烯酰胺)/膨润土/淀粉吸水性复合材料的制备及其性能

采用N,N-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂,以过硫酸钾为引发剂,利用水溶液聚合法制备了聚(丙烯酸-丙烯酰胺)/膨润土/淀粉吸水性复合材料,研究了膨润土用量、引发剂、交联剂、中和度、单体质量比等因素对材料吸水性能的影响,探讨了材料的保水性和吸水速率.结果表明:当膨润土含量为丙烯酸单体的13%,引发剂含量为0.8%,交联剂含量为0.04%,中和度为85%,m(AA)/m(AM)为1时,该复合材料吸水倍数为390,其保水性能良好.     

双交联聚合物微球调剖剂研究

针对现有聚合物微球调剖剂普遍存在吸水膨胀过快的不足,采用化学性质稳定的N,N′-亚甲基双丙烯酰胺与可降解型丙烯酸酯类交联剂制备了双交联聚合物微球调剖剂,通过丙烯酸酯类交联剂在一定pH值及温度下降的解特性,实现对聚合物微球溶胀性能的控制。在研究了交联剂、油溶剂、乳化剂、反应温度等条件对聚合物微球粒径和溶胀速率的影响的基础上,成功制备了初始粒径10~20μm双交联聚合物微球,其粒径分布集中,具有优异的耐剪切、耐盐性能,封堵效果明显,在油田堵水调剖领域具有潜在应用价值。     

油田用吸水性树脂的合成与性能研究

文中以聚丙烯酸盐为主体合成的吸水性树脂是一种新型油田调驱剂,它是以丙烯酸、丙烯酰胺为反应单体,以N, N-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂,并加入聚乙烯醇,在60 ℃下以过硫酸铵/亚硫酸氢钠为引发剂合成的吸水性树脂。研究结果表明:当交联剂质量分数在0.05%～0.10%范围内时,吸水性树脂常温25 ℃下吸水量较低(340 mL/g),而在高温90 ℃下吸水量则升高到645 g/g;当n(AM)∶n(AA)摩尔比在0～0.14范围变化时吸盐量也由5 mL/g提高到60 mL/g,这种吸水量依赖于温度而变化的吸水性树脂适合用作油田调驱剂。     

膨润土-有机复合吸水材料的制备及其吸水保水特性研究

实验采用阳离子型表面活性剂对膨润土进行离子交换扩大膨润土的层间距,以高能球磨法为手段促进吸水性有机单体丙烯酸在膨润土层间的插入,制备出一种具有纳米复合结构的有机-无机复合型新型吸水材料。在膨润土的掺加量为丙烯酸单体质量的2倍、丙烯酸与氢氧化钠中和度80%、交联剂N-N亚甲基双丙烯酰胺的用量为0.02%、引发剂过硫酸铵用量为2.0%时,膨润土有机复合高性能吸水材料吸水倍率可达354g/g,在自然状态下与纯水相比可延长蒸发15天,在土壤中吸水饱和与未掺加吸水材料的土壤相比可延长水分的保持时间。     

敞开体系水溶液法合成膨润土/聚丙稀酸钠超吸水性复合树脂

以丙烯酸,膨润土为原料,利用水溶液法合成了膨润土聚丙烯酸钠高吸水性复合材料,并对膨润土用量、引发剂用量、交联剂用量、丙烯酸中和度和温度对悬浮聚合反应及对产物吸水性能的影响进行了研究.所制备的吸水性复合材料吸水速率快,吸水率高达700g/g.     

分子体凝胶驱油调剖体系性能评价和矿场试验

为了提高注入水波及系数,达到深部调剖的效果,采用由聚丙烯酰胺和适当浓度交联剂组成的分子体凝胶调剖体系.通过岩心实验,测定残余阻力系数达到83.5;采用分子体凝胶+聚合物溶液组合段塞在非均质岩心上做深部调剖驱油实验,测定在初始水驱的基础上提高原油采出程度30%以上;在矿场试验中,通过大剂量的分子体凝胶+聚合物溶液组合段塞调驱,注水井吸水剖面大大改善,产油井含水率明显下降,采油量上升.说明分子体凝胶能够改善波及系数,增加水驱含油面积,大大提高原油采收率.     

纳米级微球调剖剂的性能评价及自聚集封堵特性

低渗透油藏孔喉细小、结构复杂,常规体膨性微球调剖剂存在注入与封堵性矛盾,难以实现深部调剖。为解决这一矛盾,以苯乙烯、丙烯酰胺为单体,采用乳液聚合法制备了表面富含酰胺基团的聚合物微球调剖剂（CSA）,向油藏中注入粒径小于孔喉直径的CSA微球分散溶液,运移到油藏深部后,在物理化学效应作用下微球自聚集成大尺寸的微粒簇,从而实现对流体通道的封堵。CSA微球具有低膨胀倍数,在向深部运移过程中能够有效避免剪切破碎;通过透射电镜可以观察到CSA微球在100 ℃老化35 d后,依然保持规则均匀的球形,热稳定性良好,并且微球具有核壳非均质结构。瓶试实验表明,随着阳离子浓度增加,CSA微球聚集时间逐渐缩短,并且二价阳离子的影响大于一价离子。岩芯驱替实验表明,CSA微球具有良好的注入性,聚集后的CSA微球团簇能够产生有效封堵并能运移至油藏深部起到调剖作用。     

膨胀颗粒与甲叉基聚丙烯酰胺复合堵剂堵水研究

应用砂岩微观孔隙模型实验方法，对ＴＰ－９２０膨胀固体颗粒与甲叉基聚丙烯酰胺复合堵剂在双重孔隙介质油层中的封堵机理进行了实验观察研究。通过实验现象观察结合油田现场化学堵水效果分析得出，该类化学堵剂的封堵机理和堵水效果主要表现为：携带液的吸附水膜机理和固体颗粒膨胀后对储层微裂缝及大孔道的物理堵塞机理，由此而产生的驱替—封堵效果对双重孔隙介质油层的化学堵水具有更加理想的控水增油作用。     

聚丙烯酰胺反相微乳胶的制备及其驱油性能研究

以绘制的Span80/Tween80-煤油-水(丙烯酰胺水溶液)拟三元相图为依据,选择高单体质量分数微乳液体系,在反应温度为40℃,引发剂用量为单体质量0.2%的条件下,通过反相微乳液聚合反应,制得了w(PAM)=39.0%、相对分子质量为7.6×106的透明、稳定聚丙烯酰胺反相微乳胶,并对其驱油性能进行了考察.实验结果表明,聚丙烯酰胺反相微乳胶的驱油性能较好,在相同条件下,聚丙烯酰胺反相微乳胶水乳液比聚丙烯酰胺水溶液的驱油效率提高约7.4%.     

低黏度高稳定性非离子聚丙烯酰胺水分散体的合成

采用水分散聚合法,以丙烯酰胺为单体,过硫酸铵为引发剂,衣康酸/次亚磷酸钠为链转移剂,聚丙烯酸钠为稳定剂,在硫酸铵/氯化钠水溶液中,制备了低黏度高稳定性的非离子聚丙烯酰胺水分散体系.考察了氯化钠、衣康酸、次亚磷酸钠对水分散体黏度、相对分子质量、颗粒形貌的影响.实验发现在30℃,300r/min,当引发剂、稳定剂、硫酸铵、氯化钠、次亚磷酸钠、衣康酸与单体质量比为:1.17×10~(-4)∶(3.25×10~(-2)~3.41×10~(-2))∶1.12∶(7.50×10~(-2)~7.75×10~(-2))∶(1.25×10~(-4)~1.42×10~(-4))∶(9.2×10~(-3)~1.17×10~(-2))∶1条件下,可以制备低黏度、高稳定性的非离子型聚丙烯酰胺水分散体.     

N-羟甲基丙烯酰胺/衣康酸吸水树脂的合成及性能研究

采用水溶液聚合法制备了N-羟甲基丙烯酰胺/衣康酸吸水树脂.以吸水倍率为评价指标考察合成条件对树脂性能的影响,确立了合成的最佳条件为:单体摩尔比1∶4,衣康酸中和度85%,交联剂用量为0.08%(单体总摩尔分数),引发剂用量为0.4%(单体总摩尔分数),反应温度为50℃,其吸水倍率为736 g/g,吸水树脂的形貌采用SEM进行了表征.     

阳离子聚丙烯酰胺微乳液的制备及其絮凝性能研究

以甲醛、二甲胺和丙烯酰胺为原料,通过Mannich反应首先合成阳离子单体N-(二甲氨基)甲基丙烯酰胺,然后用反相微乳液聚合制得不同阳离子度的阳离子聚丙烯酰胺乳液(CPAM).通过探讨反应过程的影响因素,确定了最佳的制备工艺,并对制成的产品进行了性能研究.当反应温度50℃,物质的量比n(丙烯酰胺)∶n(甲醛)∶n(二甲胺)=1∶1.2∶1,反应时间为2 h时,制备的阳离子单体可使乳液聚合的产品获得最佳的阳离子度.通过正交实验反映了单体质量分数、引发剂质量分数、油水相体积比以及反应温度对聚合反应的影响.结果表明,当单体质量分数为30%,引发剂质量分数为0.8%,油水相体积比1.2∶1,反应温度40℃时产品的絮凝效果最佳.在常温、酸性条件下,CPAM对硅藻土的絮凝效果良好.     

四元共聚型丁腈橡胶的合成、表征及性能研究

以丁二烯、丙烯腈、含羧基单体和共聚型防老剂为原料,制备了新型高性能羧基丁腈橡胶.研究了引发体系和聚合温度对聚合反应的影响;利用TEM观察了不同加料方式对于胶乳粒径形态的影响.实验结果表明,过硫酸盐类引发体系、较高的温度使聚合反应速率增大;通过适时加料方式能得到粒径分布窄、平均粒径大的胶乳;制备的丁腈橡胶与LZSH N-32和Lanxess 3445相比,在燃油B、4050润滑油、1#、3#标准油中体积变化率及机械性能损失最小.     

新型交联聚合物微球调驱性能研究

渤海油田地层具有高孔高渗、疏松脆弱、非均质性强的特点,部分井组存在注入水低效或无效循环、水窜加快和递减率大等问题。现场应用试验表明,新型交联聚合物微球P-90对该类储层具有更好的调驱效果。为更好分析和解释其调驱机理,采用扫描电镜、激光粒度仪、高温高压流变仪、微孔滤膜装置和一维物模流动装置等对P-90的基本理化性能与调驱能力进行了评价实验。结果表明,新型交联聚合物微球P-90溶胀效果好,水化溶胀后微球之间相互交联形成空间网状结构,粒径均匀分布并长期保持在15 μm,具有良好的耐温性及黏度保留率;对孔径5、10 μm微孔滤膜产生了有效封堵;新型交联聚合物微球P-90同时具备了聚合物凝胶交联网状结构与聚合物微球球形分散结构。其独特的微观结构对于非均质高孔高渗油藏有更好的改善作用,极大提高了封堵、驱油效率,可达到较好的深部调驱效果。     

顺1,4-聚丁二烯凝胶的制备及溶胀特性研究

采用溶液聚合工艺，以未经硫化的顺丁橡胶为高分子骨架进行接枝交联制备了1，4—聚丁二烯凝胶。研究了反应条件，如溶剂用量、引发剂用量、交联剂用量及4—叔丁基苯乙烯(tBS)对有机凝胶的平衡溶胀率的影响。实验表明，该凝胶在二甲苯、环己烷中最大溶胀率(Qe)分别为51．35g／g和29．41g／g。研究了该凝胶在二甲苯中的溶胀特性，得到一个与实验结果相吻合的溶胀动力学方程：Q=Qe—[kt 1/Qe-Qo]^-1，同时也发现二甲苯在凝胶中的扩散行为可用Fickian定律来描述。     

阳离子型高分子絮凝剂P(DMDAAC-AM)的分散聚合制备初探

采用分散聚合法,在乙醇-水体系中制备了二甲基二烯丙基氯化铵(dimethyl diallyl ammonium chloride, DMDAAC)和丙烯酰胺(acylamide, AM)的共聚物P(DMDAAC-AM)。研究了醇水质量比、单体质量分数、单体的物质的量比、引发剂用量、引发温度、EDTA等因素对聚合物的转化率和特性黏度的影响。使用红外光谱仪和透射电镜对产品的结构和形貌进行了表征。结果表明:以聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为分散剂,用量为单体总质量的4％;在醇水质量比为1:1、单体质量分数为40％、DMDAAC与AM物质的量比为2:8、过硫酸钾为引发剂(其用量为体系总质量的0.04％)引发温度为40℃的条件下,得到特性黏度为94.77(cm3／g)、易分离提纯、溶解迅速的产品。