硫酸盐还原菌在含水解聚丙烯酰胺介质中的生长繁殖

在碱－复合物二元复合驱中，硫酸盐还原菌（SRB）的存在可能会使水解聚丙烯酰胺（HPAM）生物降解，粘度降低，从而影响驱油效率。为确定SRB能否在碱－聚合物驱生长，在实验室内用模拟水配制HPAM溶液，研究在含有HPAM的环境中SRB的生长情况。结果表明，在含有合适的营养成分和适宜pH值条件下，SRB经驯化培养后能在任何浓度不大于1000mg/L的HPAM中生长繁殖，且在（API＋HPAM）培养基中的生长期延长，而在HPAM溶液中的对数生长期变短，它们的稳定期都比在API培养基中有所延长。因此，在聚合物二元复合驱中也 考虑SRB引起的影响。     

二元复合驱体系中钠型蒙脱土的表面电性质

利用电势分析仪分析了石油磺酸盐及部分水解聚丙烯酰胺（HPAM）对钠型蒙脱土ζ电势的影响，采用X射线衍射（XRD）测定了钠型蒙脱土于石油磺酸盐、HPAM溶液中结构的变化。结果表明，石油磺酸盐、HPAM均能使钠型蒙脱土的ζ电势变得更负，而且使钠型蒙脱土的XRD峰发生明显的变化，说明HPAM和石油磺酸盐不仅可以吸附到蒙脱土的表面，而且可以吸附到蒙脱土的层间结构中。     

交联聚合溶液的粒度分析

应用动态光散射（DLS）原理，采用高灵敏度纳米粒度分析仪，对低浓度部分水解聚丙烯酰胺（HPAM）与交联剂柠檬酸铝（AlCit)形成的交联聚合物溶液（LPS）中的交联聚合物线团（LPC）粒径分布进行了研究。结果表明，LPC的平均流体力学半径随着HPAM相对分子质量的增加而增大；随着交联反应时盐浓度的提高先减小而后增大。交联反应后，改变体系的盐浓度可影响LPC的大小，LPC的平均流体力学半径随体系盐浓度的提高而减小，随体系盐浓度的降低而增大。这说明水化的LPC内外的水可自由进出LPC，线团具有良好的变形性。部分水解聚丙烯酰胺和交联剂柠檬酸铝浓度的改变可影响LPC的大小，采用DLS技术测得的LPC的大小基本与由SEM观测出的尺士相符，说明DLS粒度分析可直接地反映体系中LPC的粒径分布。     

HPAM/PVP超分子复合物的形成

:通过测定混合体系粘度、紫外、红外及DSC谱图 ,研究了聚乙烯吡咯烷酮(PVP)与水解聚丙烯酰胺 (HPAM )之间的相互作用 .结果表明 ,PVP/HPAM混合体系的增比粘度比单一体系增比粘度的简单加和大得多 ,并且PVP的加入增大了HPAM的抗盐性 .光谱结果显示 ,在溶液中二者通过静电力可形成超分子复合物 .     

部分水解聚丙烯酰胺生物降解的初步研究

聚丙烯酰胺降解细菌G1能在一定浓度的聚丙烯酰胺溶液中生长繁殖,具有降解水解聚丙烯酰胺(HPAM)并降低其溶液黏度的能力。实验通过改变HPAM溶液浓度、pH和降解菌初始接种量、培养温度、培养时间、及连续活化次数等,探究G1菌对HPAM溶液的降解特性。实验结果表明:G1菌连续活化3次,接种量10%,在浓度10 g.L-1HPAM的溶液中,30℃恒温振荡培养10 d,可使溶液黏度损失率达到29.8%。     

聚丙烯酰胺的高温水解作用及其选型研究

部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)在高温条件下的水解作用被认为是HPAM化学降解的主要机理,是选用HPAM时必须要考虑的因素。使用淀粉—碘化镉方法测量了75℃条件下不同老化时间HPAM在清水和污水(油田产出水)中的水解度值,研究了2种不同水解度的HPAM在清水和污水中的水解规律,得出了HPAM的水解度和老化时间之间的关系式。根据这些关系式可以预测任一老化时间的HPAM的水解度值。在清水中,HPAM的水解速度为常数,水解机理介于自加速和自阻滞水解机理之间;在污水中,水解速度随老化时间的增加而下降,呈现出典型的自阻滞水解反应机理。HPAM在污水中的水解速度大于清水,除油藏温度外,配制水的PH值是决定HPAM水解速度和水解机理的关键因素。低水解度HPAM溶液的老化过程是一个粘度增加的过程,HPAM的水解度越低,粘度增加幅度越大,高水解度HPAM溶液的老化过程则是粘度下降过程。因此选用低水解度的HPAM可以提高HPAM溶液的长期热稳定性,把高温水解这一不利因素转化为有利因素。     

聚合物溶液磁处理参数优化研究

采用系列磁化器研究了磁处理对部分水解聚丙烯酰胺溶液黏度的影响 .以聚合物浓度、磁场强度和峰数 3因素 3水平的正交试验设计方法进行了HPAM溶液磁处理参数的优化研究 .发现磁处理后HPAM溶液的黏度普遍提高 ,而且随聚合物溶液浓度、磁场强度和峰数的增加而增大 .影响HPAM溶液磁增黏效果的因素依次为聚合物浓度、磁场强度和峰数 .试验得到的磁增黏优化参数为聚合物浓度 10 0 0mg/L、磁场强度 5 0 0mT、峰数 4峰 .     

缔合聚合物溶液的粘弹性实验研究

在模拟大庆主力油藏条件下,研究了浓度和矿化度变化过程中缔合聚合物溶液的动态粘弹性,结果表明：浓度和矿化度对其溶液粘弹性的影响与对HPAM溶液的影响相同;HPAM溶液的粘弹性是由分子链间的缠结作用引起的,而缔合聚合物溶液的粘弹性主要是由分子链间的缔合作用引起的,因此缔合聚合物溶液在比较低的浓度下就表现出了明显的弹性;在低而宽的频率范围内,缔合聚合物溶液的弹性明显大于HPAM溶液的弹性,说明缔合聚合物溶液在多孔介质中流动时,在比较小的剪切速率下就表现出弹性。这就意味着不需要很高的注入速度,就可以达到利用缔合聚合物溶液的弹性来提高驱油效率的目的。     

重烷基苯磺酸盐溶液与原油间动态界面张力的实验研究

测定了重烷基苯磺酸盐溶液与大庆原油间的动态界面张力，考察了NaOH、Na2CO3、部分水解聚丙烯酰胺（HPAM）和重烷基苯磺酸盐对动态界面张力的影响。结果表明，在大庆采油四厂原油ASP驱中，选用NaOH作碱剂容易产生低界面张力；当NaOH的浓度在一定范围内时，大庆采油四厂原油与重烷基苯磺酸盐体系间的界面张力能够达到超低值（10^-2mN/m）；NaOH对产生低界面张力的作用比HPAM和重烷基苯磺酸盐更显著。重烷基苯磺酸盐具有优良的表面活性，有望成为较理想的复合驱用表面活性剂。     

新型耐温抗盐聚合物增黏剂的合成及性能评价

以丙烯酰胺(AM)和阳离子单体二甲基二烯丙基氯化铵(DMDAAC)为原料,在交联剂N,N'-亚甲基双丙烯酰胺和水溶性偶氮引发剂存在的条件下,采用溶液聚合法合成了阳离子型水凝胶。根据高分子间异性电荷静电相吸的分子复合原理,将阳离子型水凝胶溶液与阴离子型HPAM溶液复配成复合型聚合物。对复合型聚合物的增黏、耐温、热稳定、耐盐和剪切流变性进行了评价。结果表明,阳离子型水凝胶溶液的加入可以提高HPAM溶液的黏度,当阳离子型水凝胶溶液和HPAM溶液质量浓度均为2 000 mg/L、阳离子度为5%、体积比为1∶1时,其增黏效果最好。25℃时,在剪切速率为170 s-1的条件下,黏度由单一HPAM溶液的31.1 mPa·s增加到复合溶液的46.8 mPa·s。研究表明,复合溶液具有良好的耐温、耐盐性能,其热稳定和剪切流变性能都得到了明显的改善。     

聚驱后高弹性聚合物驱油方法探索

聚合物驱后仍有大量油存在于地层中,如何提高聚驱后残余油采收率显得尤为重要。从高弹性聚合物的合成与筛选、支链聚合物与普通聚合物粘弹性对比以及宏观驱替实验,对聚合物驱后高弹性聚合物驱油方法进行了探索,结果表明：（1）溶液的聚合物浓度不变,对应相同剪切速率f,支链聚合物分子量越大,体系的粘弹性越大。（2）在较低的剪切速率下,支链型聚合物具有较大的弹性模量G′。在剪切频率大于9s-1时支链聚合物（x2x）的弹性模量上升的速度大于分子量很高的普通聚合物。（3）支链聚合物在分子量较低的情况下,也能提高原油采收率,若分子量能够提高,其体系的粘弹性会更大,因而可较大幅度提高原油采收率。     

用不同类型粘度计测定交联聚合物溶液流变性质

用奥氏毛细管粘度计、落球粘度计和HAAKE RS150型流变仪分别测定了高相对分子质量、低浓度的部分水解聚丙烯酰胺（HPAM）与柠檬酸铝（AlCit）交联体系在交联反应过程中的粘度值，研究了在不同反应时间下HPAM—Al-Cit交联体系的粘度与剪切速率的关系。结果表明，在低剪切速率时，HPAM—AlCit交联体系的粘度随反应时间增加呈下降趋势；在剪切速率较高时交联体系具有剪切稠化现象；HPAM与AlCit发生分子内交联反应形成交联聚合物线团在水中的分散体系，这是交联体系粘度随反应时间增加而降低和剪切变稠的主要原因。     

乳化活性亚组分对含聚污水的稳定作用及处理对策

通过对比胜利油田孤二联和孤五联污水中部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)含量、亚组分组成及含量的差别,深入研究了不同亚组分之间及亚组分与HPAM之间相互作用对乳状液稳定性影响的规律,并通过研究乳化活性亚油分及HPAM对不同处理剂作用效果的影响,提出了含聚污水的处理对策.研究结果表明:孤二联含聚污水比孤五联含聚污水稳定性强的原因是污水中三氯甲烷萃取物含量高,而且高酸值亚组分SF31的含量高.HPAM与强极性亚组分SF31、SF42有很强的相互作用,当HPAM质量浓度大于200mg·L-1时,乳状液很稳定,污水中油含量高.HPAM的盐敏效应导致盐质量浓度超过1800mg·L-1后,乳状液的稳定性增强,盐质量浓度超过7000mg·L-1以后,Zeta电位变成正值.因此,含聚污水不易用聚铝、低相对分子质量高阳离子度有机絮凝剂处理,而应用高相对分子质量阳离子型聚丙烯酰胺(CPAM)进行处理.CPAM与污水中HPAM在较宽的浓度范围内都有很强的协同絮凝作用.     

低浓度部分水解聚丙烯酰胺与柠檬酸铝交联体系流变性研究

用HAAKERS150流变仪对低浓度部分水解聚丙烯酰胺与柠檬酸铝交联反应所形成的交联聚合物溶液流变性及其时间效应进行了分析。结果表明,聚合物质量浓度为0.1g/L及NaCl质量浓度为2.0g/L的交联聚合物溶液与同条件的低浓度部分水解聚丙烯酰胺溶液的流变性不同,交联聚合物溶液在中等剪切速率范围内(400～1000s-1)表现为胀流性,低剪切速率(43～400s-1)时为假塑性,高剪切速率(1000～1500s-1)时表现为牛顿性;而相应的低浓度部分水解聚丙烯酰胺溶液只表现轻微的假塑性(5～900s-1)。交联聚合物溶液具有时间效应,表现为负触变性(震凝性),而低浓度部分水解聚丙烯酰胺溶液流变性不产生时间效应。     

无机盐对部分水解聚丙烯酰胺溶液黏度影响的实验与理论研究

采用实验与分子动力学模拟(MD)结合的方法研究无机盐对部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)溶液黏度影响的规律及微观机制。结果表明:无机盐对溶液黏度影响较大,其中Ca Cl2和Mg Cl2对溶液降黏作用强于Na Cl,且当Ca Cl2和Mg Cl2浓度相同时Mg Cl2的降黏作用更加明显;当溶液中加入无机盐时,由于盐离子与聚合物中羧酸根基团的静电吸引,使其在聚合物周围形成阳离子层,从而减弱了聚合物分子链上羧酸根基团之间的排斥作用,导致分子链收缩,进而降低溶液的黏度;相比于Na+和Ca2+,Mg2+更易靠近HPAM分子链,对分子链构型及黏度的改变更加明显。     

钙离子对部分水解聚丙烯酰胺冻胶失水的作用机制研究

冻胶失水导致的体积收缩会缩短油田调剖堵水作业的有效期,因此冻胶失水问题需要引起足够的重视。考察了CaCl_2对部分水解聚丙烯酰胺/铬(HPAM/Cr)冻胶失水规律的影响,研究了CaCl_2对HPAM/Cr冻胶微观形貌、HPAM流体力学半径、黏度的影响;并通过红外光谱技术分析了CaCl_2对HPAM/Cr冻胶失水的作用机理。实验结果表明,高浓度CaCl_2会促进HPAM/Cr冻胶失水,而低浓度CaCl_2具有抑制HPAM/Cr冻胶失水的作用;冻胶容水孔洞减少是高浓度CaCl_2加剧HPAM/Cr冻胶失水的内在原因;HPAM流体力学半径越小,HPAM/Cr冻胶失水越严重,低浓度CaCl_2具有提高HPAM流体力学半径的作用;低浓度CaCl_2能够降低HPAM的黏度损耗速率;Ca~(2+)可与HPAM分子羧基中的C—O发生交联反应,该反应是低浓度CaCl_2能够提高HPAM流体力学半径、降低HPAM黏度损耗速率以及抑制HPAM/Cr冻胶失水的根本原因。明确了CaCl_2对冻胶失水的作用机理,可为今后研制抗盐高稳定性冻胶提供理论参考和支持。     

聚合物驱后期阳离子聚合物堵聚可行性研究

室内实验结果表明 ,阳离子聚合物与阴离子聚合物 (部分水解聚丙烯酰胺 )发生反应可产生稳定的絮状沉淀 ,完全反应时阳、阴离子聚合物的质量比为 30∶1;当絮状沉淀的浓度较高时 ,它具有很好的携砂能力 ,絮状沉淀可使岩心的渗透率降低 88%以上 ,且具有良好的抗冲刷能力。矿场试验表明 ,采用此种阳离子聚合物对产出液中阴离子聚合物浓度高的油井进行封堵 ,具有明显的增油、降水效果。     

聚合物不可入孔隙体积影响因素研究

采用双段塞法分析了部分水解聚丙烯酰胺 (HPAM)的相对分子质量、岩心孔隙分布、温度及矿化度对聚合物的不可入孔隙体积 (VIP)的影响规律。分析结果表明 ,VIP随HPAM的相对分子质量的增大而增大 ;VIP随着岩心平均孔隙半径增大、温度升高、矿化度增加而减小。在不断变化的地层条件下 ,HPAM的VIP可能出现高值的现象 ,这将严重影响聚合物驱的波及系数 ,从而使聚合物驱的原油采收率降低。