聚合物凝胶调剖剂配方优选及性能评价

 聚合物凝胶调剖技术是油田改善后期注水开发效果、保持稳产的有效手段。本文通过一系列单因素变量实验研究了多个因素对聚合物凝胶调剖剂的影响,从而确定了适合石南4井区头屯河组油藏的调剖剂配方并进行了性能评价。结果表明：在单因素变化情况下,聚合物凝胶调剖剂成胶强度随着聚合物、交联剂、稳定剂的浓度的增大而增大,随着水质矿化度的浓度增大而减小;成胶时间随着聚合物、交联剂、水质矿化度的浓度增大而减小,随着稳定剂浓度的增大而基本无变化。成胶强度随着老化时间、温度、剪切强度的增大而减小。随着调剖剂注入量的增大,阻力系数和残余阻力系数而逐渐增大,而且二者差距幅度加大;封堵率先缓慢上升,后快速上升,最后趋于平缓。针对石南4井区头屯河组油藏,建议采用的调剖剂配方为：聚合物（2500万相对分子量）浓度1500 mg/L、交联剂0.3%、稳定剂0.1%、水质矿化度26 g/L;注入方式为：前置段塞0.15 PV（孔隙体积）+主体段塞0.25 PV+保护段塞0.1 PV。     

一种调剖剂的合成与性能评价

河南油田某区块地层温度异常、矿化度高,常规调剖剂所用的聚丙烯酰胺容易分解使得调剖效果差,调剖后的吸水剖面均质性不好。为了提高调剖效果,开展了新型调剖剂的研制。实验选用疏水缔合聚合物代替聚丙烯酰胺合成了一种调剖剂,并模拟油藏实际环境对其开展了调剖剂性能的室内实验评价。确定最佳的配方为:缔合聚合物的浓度是3 500—4 000mg/L的范围,调剖交联体系为:乌洛托品0.07%、苯酚0.07%、以及间苯二酚0.02%。最后对合成的调剖剂的稳定性进行了测定。实验发现,疏水聚合物的稳定性好,老化120 d后的黏度保留率很高,适合高温高矿化度油田调剖堵水。     

聚合物交联调剖驱油数学模型

为了优化聚合物交联调剖驱油方案,预测驱油效果,建立了描述聚合物交联调剖驱油过程的数学模型。该模型通过水相粘度和渗透率下降系数的变化模拟调剖驱油机理。水相粘度和渗透率下降系数表述为交联剂浓度、聚合物浓度、pH值和成胶时间的函数。该模型能够模拟调剖驱油具有的流度控制驱油机理以及所发生的对流、弥散、扩散、吸附等一系列物化现象。进行了调剖驱油典型算例计算。计算结果表明所建立的数学模型对调剖驱油机理模拟正确,模型具有较强的实用性。可以通过数值模拟方法辅助进行聚合物交联调剖驱油的机理研究、实际应用可行性研究、矿场方案优选和开发效果预测。     

复合水凝胶调剖剂P(AM-DMDAAC)CB的制备及性能研究

以丙烯酰胺(AM)、二甲基二烯丙基氯化铵(DMDAAC)为聚合单体,钙基膨润土(CB)为增韧剂,N,N′-亚甲基双丙烯酰胺(MBA)为交联剂,过硫酸铵和亚硫酸氢钠为引发剂,采用水溶液聚合法,合成了一种复合型水凝胶调剖剂P(AM-DMDAAC)/CB.通过SEM和XRD表征了调剖剂的形貌和CB的晶型变化,探讨了反应条件对调剖剂的吸水倍率和压缩强度的影响.得到最佳制备条件为:AM与DMDAAC的质量比为9∶1,MBA用量为0.16%(占单体总质量的比例,下同),CB添加量为100%,引发剂用量(以过硫酸铵质量计,过硫酸铵和亚硫酸氢钠质量比为1∶1)为0.08%,反应温度为55℃.在最佳工艺条件下,与无CB的调剖剂相比,CB增加量为100%时,调剖剂的吸水倍率有所降低,但成本降低了约50%,压缩强度大幅提高.     

硼酸酯调剖剂的合成及溶胀性能研究

利用硼酸酯单体(DB/BS12)与丙烯酰胺(AM)通过自由基共聚合机理获得调剖剂。在不同的氯化钠浓度、温度、PH值情况下,对P(DB/BS12-AM)调剖剂的溶胀性能进行测试,比较和分析DB/BS12用量、交联剂用量对调剖剂溶胀性能的影响。实验结果表明,P(DB/BS12-AM)调剖剂具有一定的溶胀性能。     

复合离子聚合物调剖剂深部调剖机理研究

对复合离子聚合物调剖剂的组成和化学反应原理进行了研究 ,根据大庆油田目前所用的配方 ,通过室内实验得到了相对分子质量不同的多种配方调剖剂 ,并对其成胶特点、在岩心中物理堵塞作用的大小、以及用量对调剖效果的影响进行了分析。研究结果表明 ,复合离子聚合物调剖剂的交联时间可以控制 ,成胶时间从 2天到十几天不等。成胶后强度大 ,粘度大于 2 0Pa·s且有效期长 ,在实验观察 9个月的时间里 ,冻胶的粘度没有明显降低。另外 ,复合离子聚合物调剖剂对地层的堵塞作用大 ,地层条件下可使渗透率降低 6 0 %以上。该调剖剂已在大庆油田进行了矿场试验 ,并取得了良好的调剖效果     

复合离子聚合物调剖剂深部调剖机理研究

对复合离子聚合物调剖剂的组成和化学反应原理进行了研究,根据大庆油田目前所用的配方,通过室内实验得到了相对分子质量不同的多种配方调剖剂,并对其成胶特点、在岩心中物理堵塞作用的大小、以及用量对调剖效果的影响进行了分析.研究结果表明,复合离子聚合物调剖剂的交联时间可以控制,成胶时间从2天到十几天不等.成胶后强度大,粘度大于20 Pa\5s且有效期长,在实验观察9个月的时间里,冻胶的粘度没有明显降低.另外,复合离子聚合物调剖剂对地层的堵塞作用大,地层条件下可使渗透率降低60%以上.该调剖剂已在大庆油田进行了矿场试验,并取得了良好的调剖效果.     

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。     

聚合物乳液在线调驱技术的研究

针对复杂断块油藏高含水期地层非均质性严重、剩余油分布零散、近井调剖效果差的问题,开展了聚合物乳液在线调驱技术研究。研制了以聚合物乳液和交联剂XL—2为组成的聚合物乳液在线调驱体系,并对调驱体系进行了性能评价,设计了在线注入装置。结果表明:聚合物乳液稳定时间大于6个月,溶解时间小于15 min,调驱体系交联黏度大于150 mPa·s,交联时间在1~15 d可控,物模试验提高采收率大于15%,在线注入装置能够实现聚合物乳液的在线溶解。     

一种新型二次交联凝胶体系的合成与应用

针对海上油田多轮次调剖后,调剖效果逐渐变差的问题,研制了一种成胶时间及强度可控的二次交联凝胶体系。通过改变交联剂合成过程中冰醋酸与已二酸的摩尔比,调控凝胶体系不同阶段的成胶时间与成胶强度,扩大凝胶体系注入过程中的波及范围,改善多轮次调剖后的调剖效果;并对所合成二次交联凝胶体系在渤海S油田条件下的性能进行评价,获得适合现场应用的体系配方。研究表明,二次交联凝胶体系浓度选用4 000 mg/L聚合物+3 000 mg/L交联剂,冰醋酸与已二酸摩尔比为1∶3时,分级交联凝胶体系与渤海S油田高渗条带具有最佳的匹配效果,体系兼具封堵性能与运移性能。平板模型驱油实验表明,调剖前后水驱采收率提高16.05%。研究结果应用于渤海S油田,2口井累计增油18 288方,平均含水降低8.4%,矿场试验效果良好。     

一种油田用酸化胶凝剂PA-GA10的研制与性能评价

以阴离子单体A为主要合成单体,采用水溶液聚合的方式合成了一种酸化胶凝剂.产品特性黏度[η]为(694.3 ～731.7) mL/g.研究了单体质量浓度、引发剂浓度、反应时间、反应温度和聚合体系pH值对该产品特性黏度的影响,确定其最佳合成条件为:单体质量浓度为50％、引发剂用量为0.05％、反应时间为6h、反应温度为50℃、聚合体系的pH值为5.并对其用做酸化胶凝剂进行了室内性能评价,结果表明,产品具有较好的热稳定性和剪切稳定性,具有较好的开发前景.     

聚L-丙交酯的制备及其热稳定性能的研究

对聚丙交酯的合成和热稳定性进行了研究。单体重结晶次数、辛酸亚锡浓度、聚合时间等条件均是影响聚合物特性粘数的重要因素。热稳定剂对聚丙交酯的分子量几乎没有影响。优化聚合条件可以获得粘均分子量大于200000的聚丙交酯材料,聚合结果具有良好的重复性。实验表明在高于聚合物熔点温度以上,聚丙交酯表现出热不稳定性。热稳定剂ULTRONOX 626A能够有效降低聚丙交酯的热降解幅度。     

淀粉改性阳离子型高分子絮凝剂的合成

以红薯淀粉为原料进行化学改性,合成了一种阳离子型高分子絮凝剂F4,并考察了各因素对合成的影响.研究结果表明,接枝共聚的最佳合成条件为:淀粉5g,引发剂0.35g,丙烯酰胺10g,反应温度50℃,反应时间3h.阳离子化条件为:氢氧化钠0.08g,阳离子醚化剂3g,反应温度70℃,反应时间2h.     

硫酸钡溶垢效果影响因素实验研究

为了研究溶垢剂DEED 溶垢效果的影响因素,采用失重法对溶垢剂开展了溶垢剂浓度、温度、时间以及pH 值 对溶垢效果影响因素实验研究。首先,采用化学方法对溶垢剂的溶垢机理进行分析,得出溶垢剂DEED 中能够与Ba2+ 发生螯合反应的主要官能团,从而更准确合理地解释各因素对溶垢剂溶垢效果的影响。其次,对影响溶垢剂溶垢效果 的因素进行实验研究。在实验条件下,溶垢剂浓度为9% 时,溶垢率高达82.41%。溶垢时间和温度对溶垢效果影响较 大,随着溶垢时间的增加,溶垢率逐渐增加,在前24 h,溶垢率增加幅度较大,符合油田施工要求。在溶垢时间为24 h 时,当温度从25 ?C升高到85 ?C 的过程中,溶垢率由32.02% 增加到82.88%。pH 值对溶垢剂化学结构中羧基的电离 度及鳌合性能影响很大,从而影响溶垢剂溶垢效果,在溶垢时间为24 h 时,当pH 值从6 增加到12 的过程中,溶垢率 从8.37% 增加到81.26%,在油田施工时,可以考虑注入碱性前置液。     

一种曼尼希碱型盐酸酸化缓蚀剂的研制

利用环己胺研制了一种低成本的曼尼希碱.该曼尼希碱具有良好的缓蚀性能,可用作油气井酸化缓蚀剂的主剂.以静态腐蚀速率为试验评价指标,对原料酮、甲醛的类型进行了筛选,并研究了反应温度、反应时间、反应体系的pH值等因素对反应产物缓蚀性能的影响,对主剂合成工艺条件进行优化,总结了最佳合成工艺条件.测试了该缓蚀剂在不同浓度下对N-80钢的缓蚀性能,初步地探讨了主剂与增效剂之间的协同效应.腐蚀试验表明,在60℃,20%的工业盐酸中只需加入0.5%,即可满足石油天然气行业标准中酸化缓蚀剂一级品的要求.     

基于田口法的生物浸出液萃铜工艺的优化

基于田口方法,提出了采用萃取剂LIX984N从高铁生物浸出液中萃铜工艺的优化方法,对萃取率及反萃率进行信噪比分析和方差分析.结果表明,萃取过程中,萃取剂体积分数和相比对萃取率的贡献率较大,分别达到32744%,34180%,时间为较重要因素,pH值对信噪比影响较小.优化后的工艺参数:萃取剂体积分数为30%,相比(V(O)/V(A))为2∶1,时间为600s,pH值为15;反萃过程中,相比及时间为显著因子,温度为不显著因子.优化后的工艺参数:相比(V(O)/V(A))为1∶2,时间为600s,反萃温度为30℃.在优化后的条件下进行萃取—反萃—电积实验,萃取率达到9991%,反萃率达到9856%,电流效率达到92594%.     

正交试验法在固定化微生物技术处理乳品废水工艺条件优化中的应用

采用聚乙烯醇(PVA)-海藻酸钠作为包埋材料,以氯化钙和饱和硼酸的混合溶液作为交联剂包埋富集培养后的活性污泥,制成固定化小球。用小球颗粒做乳品废水CODCr的去除试验,通过正交试验研究了3个因素pH、温度、小球颗粒浓度对CODCr去除率的影响程度,并对工艺条件进行了优化。     

苯酚分子印迹微球的制备及吸附性能研究

作者以苯酚为模板分子,甲基丙烯酸（MAA）为功能单体,乙二醇二甲基丙烯酸酯（EGDMA）为交联剂,在乙腈溶剂中以偶氮二异丁腈（AIBN）为引发剂,采用沉淀聚合方法合成了苯酚分子印迹聚合物微球.通过扫描电镜和红外光谱对聚合物的结构和形貌进行了表征.并考察了溶液的pH,吸附时间及初始浓度对吸附量的影响,发现溶液的pH为7.0时分子印迹聚合物对苯酚的吸附量最大;吸附在20min左右达到平衡;随着溶浓度的增大,吸附量也随之增大,最后达到吸附平衡.实验结果表明苯酚分子印迹聚合物对苯酚具有较好的吸附能力,可将其用于对苯酚的吸附.     

利用无机分散剂制备纳米硫氰酸亚铜粉体

以无机盐硫酸铜为原料，亚硫酸钠做还原剂，硫氰酸钠为沉淀剂，首次直接利用无机分散剂六偏磷酸钠制备出了纳米CuSCN颗粒．讨论了影响产物粒径的因素，包括分散剂的用量、反应物的浓度和pH值，其最佳工作条件为：分散剂质量分数为0．03％-0．06％，反应物浓度为0．3mol／L，pH=8-10．用透射电镜、扫描电镜、红外光谱和X射线衍射对产物进行了表征．结果表明，产物符合要求，粒径大约80nm。