氨酯型疏水缔合水溶性聚合物的合成

采用自由基胶束聚合的方法合成了侧链上含有两个苯环和长链烷基的氨酯型疏水缔合水溶性聚合物,探讨了不同侧链链长的疏水聚合物及不同表面活性剂下共聚物溶液的增粘效果,当侧链上烷基碳原子数n=8及用十二烷基苯磺酸钠作表面活性剂时,共聚物具有较好的增粘性能。对聚合物的合成条件进行了研究,结果表明合成聚合物的最佳实验条件为:引发剂浓度0.2%,疏水单体摩尔用量0.5%,丙烯酰胺(AM)浓度10%~15%,表面活性剂用量0.75%。     

缔合程度对疏水缔合聚合物增黏性和抗剪切性影响研究

渤海油田具有原油黏度高、储层厚度大、平均渗透率高和非均质性严重等特点,水驱采收率低。疏水聚合物驱广泛用于海上油田的"稳油控水"。为了进一步探索疏水缔合聚合物增黏机理,针对渤海油田储层特征和流体性质,开展疏水缔合聚合物缔合行为及其影响因素研究。结果表明,β-环糊精可以包裹疏水缔合聚合物分子链上疏水基团,调节聚合物分子链上疏水基团间的缔合程度,进而降低聚合物分子线团尺寸和溶液黏度。与缔合黏度相比较,岩心孔隙剪切作用对本体黏度影响较小。岩心孔隙对疏水缔合聚合物溶液具有较强的剪切作用,造成黏度保留率大幅度降低,并且聚合物浓度愈高,黏度保留率愈小。     

新型缔合聚合物与表面活性剂的相互作用

通过对新型疏水缔合聚合物和表面活性剂二元体系的流变性及其聚表体系与模拟油之间的界面张力的研究,发现新型疏水缔合聚合物NAPs与表面活性剂SDBS之间存在明显的相互作用,并在一定条件下出现协同效应,聚表体系的体相粘度在某一表面活性剂浓度下出现最大值。聚表相互作用使它与模拟油之间出现最低界面张力的表面活性剂浓度增加,且界面张力要高于单独表面活性剂溶液与模拟油之间的界面张力。     

N-苄基-N-正丁基丙烯酰胺三元共聚物与SDS的相互作用

两亲聚合物与表面活性剂在溶液中能形成聚合物/表面活性剂复合物从而引起溶液性质发生重大变化。通过自由基胶束共聚法制备疏水单体为N-苄基-N-正丁基丙烯酰胺(BBAM)的三元共聚两亲聚合物P(AM-NaA-BBAM),并采用FT-IR进行结构表征。采用荧光探针法、黏度法、流变法研究P(AM-NaA-BBAM)与十二烷基磺酸钠(SDS)的相互作用,分析二者的相互作用机制。结果表明:SDS质量浓度较低时,P(AM-NaA-BBAM)与SDS通过形成混合胶束提高P(AM-NaA-BBAM)/SDS混合体系中疏水基团的缔合强度以及混合溶液的表观黏度和弹性;SDS质量浓度较高时,部分疏水基团单独增溶于表面活性剂胶束中从而破坏溶液的空间网络结构,疏水基团的缔合强度降低,混合溶液表观黏度及弹性降低。     

适合稠油油藏注水井的表面改性降压增注技术

为降低稠油油藏注水井注水压力,以表面活性剂和纳米聚硅材料为主要处理剂,通过大量室内实验研制出了一种表面改性降压增注体系,组成为0.5%季铵盐阳离子双子表面活性剂HAS-1+0.03%纳米聚硅材料NPS-L+0.5%防膨剂JCL-2。研究了该降压增注体系的稳定性和界面性能,考察了体系的润湿反转性能以及降压增注效果。研究结果表明,优选的表面改性降压增注体系具有良好的稳定性和界面性能,在60℃下静置50 d后,体系油水界面张力稳定在10-3m N/m数量级。体系具有良好的润湿反转能力,使用加入表面改性降压增注液饱和的岩心接触角从46.5°增大到134.5°,使亲水表面转变为疏水表面。岩心驱替实验结果表明,注入表面改性降压增注体系3 PV后,后续水驱压力降低40%,降压效果明显。     

疏水缔合聚合物的合成及溶液性能研究

采用自由基胶束聚合法，合成了疏水缔合型丙烯酰胺／2-丙烯酰胺基烷基磺酸共聚物。用Brookfield旋转粘度计测定了不同疏水基含量的聚合物的溶液性能，同时考察了疏水缔合聚合物浓度、盐浓度、剪切速率以及温度对聚合物溶液性能的影响。实验结果表明，稀溶液中疏水缔合聚合物分子的缔合以分子内缔合为主；在临界缔合浓度以上，缔合以分子间缔合为主。该聚合物是一种性能优异的疏水增粘剂，模拟盐水条件下的粘度比清水溶液粘度有很大提高，表现出明显的抗盐性质，其临界缔合浓度约为500mg／L。使用时可用油田采出水直接配注，因而在提高采收率的同时，还进一步降低了聚合物的用量，同时还解决了产出污水的重复利用问题。     

适合稠油油藏注水井表面改性降压增注技术研究

为降低稠油油藏注水井注水压力,以表面活性剂和纳米聚硅材料为主要处理剂,通过大量室内实验研制出了一种表面改性降压增注体系,组成为0.5%季铵盐阳离子双子表面活性剂HAS-1+0.03%纳米聚硅材料NPS-L+0.5%防膨剂JCL-2。研究了该降压增注体系的稳定性和界面性能,考察了体系的润湿反转性能以及降压增注效果。研究结果表明,优选的表面改性降压增注体系具有良好的稳定性和界面性能,在60℃下静置50 d后,体系油水界面张力稳定在10_-3mN/m数量级。体系具有良好的润湿反转能力,使用加入表面改性降压增注液饱和的岩心接触角从46.5o增大到134.5o,使亲水表面转变为疏水表面。岩心驱替实验结果表明,注入表面改性降压增注体系3PV后,后续水驱压力降低40%,降压效果明显。     

疏水缔合聚合物驱油数学模型

为了研究疏水缔合聚合物驱油规律和动态,建立了疏水缔合聚合物驱油数学模型。根据室内对疏水缔合聚合物溶液结构的研究成果,采用聚合物线形体和聚合物聚集体共同描述疏水缔合聚合物溶液在多孔介质中的性质变化和渗流特性,同时考虑了疏水缔合聚合物溶液在不同孔渗条件下水相相对渗透率降低能力、不可入孔隙体积系数的变化、吸附滞留与建立流动阻力的关系等物化问题。利用模型对岩芯驱油实验结果进行了拟合,数值模拟结果与实际岩芯驱油结果基本一致。表明该模型能够有效描述疏水缔合聚合物溶液的驱油动态,为疏水缔合聚合物驱的理论研究和现场分析提供了研究方法。     

刷形两亲聚合物体系的表面张力研究

考察一类含有密集疏水侧链具有刷形分子骨架结构的阴离子两亲聚合物AMPS-AMC12S溶液体系表面张力受聚合物浓度及盐的影响,研究了阴离子、阳离子以及两性离子型的小分子表面活性剂对聚合物体系表面张力的影响.结果表明,疏水含量较高的聚合物溶液具有更低的表面张力,盐的存在可使聚合物溶液的表面张力升高,升高程度随聚合物疏水含量升高而减小;由于电荷屏蔽作用,聚合物与相同离子型表面活性剂相互作用较弱,与相反离子型表面活性剂相互作用较强;聚合物与相反离子型表面活性剂之间的相互作用使体系的表面张力高于表面活性剂单一体系,表面活性剂浓度增大甚至使体系出现絮凝和沉淀的现象;聚合物与两性离子表面活性剂之间的相互作用同样使体系表面张力升高,而表面活性剂浓度增大不会导致体系出现絮凝或沉淀的现象.     

低渗透油田表面活性剂增注效果预测方法研究

针对低渗透油田在注水开发过程中注入压力高、压力传导慢等问题,室内进行了表面活性剂相对渗透率和天然岩心降低注入压力等实验研究。实验结果表明,在水驱基础上,天然岩心注入浓度为0.5%的NS—1表面活性剂后,后续水驱压力降低25%以上,降压效果明显。根据油水相对渗透率曲线,在油水两相径向稳定渗流条件下,对表面活性剂增注效果、段塞尺寸与增注量的关系等进行了预测。