用柠檬酸还原的Cr3+-HPAM胶态分散体冻胶性能研究

研究了柠檬酸与重铬酸钠的反应历程、生成螯合物的结构以及Cr3 HPAM胶态分散体冻胶的性能。在75℃下用柠檬酸将重铬酸钠中的Cr6 还原为Cr3 ,同时与Cr3 发生螯合反应,生成柠檬酸铬螯合物。这种螯合物在一定条件下释放出Cr3 ,它与HPAM交联形成胶态分散体冻胶。实验表明,柠檬酸铬 HPAM胶态分散体冻胶体系最长的成冻时间为40d,最大强度为0.036MPa。用平行管岩心模型考察了冻胶的液流转向作用,调剖后高渗透层流量减小,液流转向低渗透层。     

铬冻胶堵剂突破压力的测定

在室内测定了不同的聚丙烯酰胺质量分数和相对分子质量、地层渗透率、温度、矿化度等条件下铬冻胶堵剂的突破压力 ,对各因素影响铬冻胶堵剂突破压力的原理进行了简单分析。结果表明 ,堵剂的突破压力值随聚丙烯酰胺质量分数和相对分子质量以及温度的增加而增加 ,随渗透率增加而减小。铬冻胶堵剂的突破压力与注入水矿化度之间并不存在规律性的关系 ,只是在矿化度为 10 g/L时突破压力有最大值。     

铬冻胶堵剂突破压力的测定

在室内测定了不同的聚丙烯酰胺质量分数和相对分子质量、地层渗透率、温度、矿化度等条件下铬冻胶堵剂的突破压力，对各因素影响铬冻胶堵剂突破压力的原理进行了简单分析。结果表明，堵剂的突破压力值随聚丙烯酰胺质量分数和相对分子质量以及温度的增加而增加，随渗透率增加而减小。铬冻胶堵剂的突破压力与注入水矿化度之间并不存在规律性的关系，只是在矿化度为10g/L时突破压力有最大值。     

温度和盐浓度对Cr~(3+)与HPAM交联反应速率及冻胶脱水率的影响

针对过交联造成的冻胶堵剂脱水问题,通过实验建立了一种可以具体表征交联反应过程的方法,即采用分光光度法测定Cr~(3+)浓度以表征Cr~(3+)交联剂的反应速率。考察了交联反应过程中交联剂Cr~(3+)的反应量、冻胶脱水率的变化情况,研究了温度和盐浓度对Cr~(3+)与HPAM交联反应速率及冻胶脱水率的影响,并对交联速率与冻胶脱水的相互关系进行了分析。研究结果表明,温度升高后,Cr和聚合物羧基之间的反应速率加快,交联中间体——Cr多核羟基桥离子的形成速率也会加快;温度越高,Cr多核羟基桥离子的流体力学直径增大速度越快,从而使得Cr的交联反应速率越快。而增大无机盐浓度,有利于Cr多核羟基桥离子的形成,其流体力学直径达到最大值的时间显著缩短。因此,在温度和无机盐的影响下,交联反应过程中冻胶易出现交联速率过快的问题,交联过度会增加交联体系的密度,导致交联体系的保水能力降低,从而使冻胶脱水。本研究对探索抑制冻胶体系脱水的方法具有指导意义。     

高性能冻胶研究与微结构分析

从HPAM的双功能基团着手,利用正交实验研究出抗温、耐盐、稳定的HPAM双基团交联冻胶体系;该体系在Na+浓度小于50 000 mg/L或Ca2+浓度小于1 500 mg/L的条件下均能形成高强度冻胶。填砂管单管模型实验表明体系封堵率大于95%,封堵强度大,突破压力梯度大于20 MPa/m。双管模型实验表明体系有良好的选择封堵性,调整吸水剖面,提高采收率。利用扫描电镜对冻胶微观结构进行了分析,扫描电镜照片显示冻胶呈三维块状结构,结构较为致密,无明显聚合物骨架显示,酚醛树脂包裹于聚合物骨架之上,细小的酚醛树脂颗粒均匀分布于冻胶结构之中。     

基于溶剂置换法的冻胶堵剂选择性试验

冻胶是溶液中的聚合物分子被交联剂交联后得到的一个整体失去流动性的体系。由聚合物部分水解聚丙烯酰胺与交联剂有机铬交联产生的冻胶,通过乙醇溶剂置换,消除相渗透率的影响,测定冻胶膜在油（甲苯）和水分别通过时对油和水的残余阻力系数。试验结果表明,冻胶对水的流动阻力是对油（甲苯）流动阻力的14．79倍,即冻胶对水和油有明显的选择性。该冻胶的选择性堵水性能可由膨胀收缩机理和油水分流机理来解释。     

蒸汽驱用碱木素高温冻胶交联剂的研制及评价

碱木素冻胶是一种具有热稳定性且易于进入地层深部的高温堵剂,首先合成了碱木素冻胶的交联剂——水溶性酚醛树脂,优化了其合成反应条件,然后评价了碱木素高温冻胶的性能.研究结果表明:水溶性酚醛树脂的最佳合成条件为催化剂NaOH质量分数9%,甲醛与苯酚摩尔比1.8,反应温度85℃,自缩聚反应时间30 min.脱水后的水溶性酚醛树脂中羟甲基质量分数为83.54%,游离醛质量分数为0.35%,黏度为2 950 mPa.s,可在25℃下保存1个月,贮存稳定性好.在酚醛树脂质量分数为3.5%、碱木素质量分数为10%、体系pH值为9.75、高温200℃条件下碱木素冻胶的成胶时间为1.5 h,冻胶强度为0.092 MPa.成胶时间短,冻胶强度高,热稳定性好,具有较好的蒸汽调驱性能和应用前景.     

埕东油田铬冻胶堵剂的改进

本文分析了埕东油田铬冻胶堵剂的优缺点,研究了铬东胶成冻时间和冻胶强度的影响因素,提出了铬冻胶堵剂的改进配方,并讨论了铬冻胶由半液法堵剂改为双液法堵剂的有关问题。     

单液法锆冻胶堵剂

将锆冻胶由双液法堵剂转变为单液法堵剂．研究了它的延迟成冻方法及其各种影响因素，其中包括酸浓度、温度、聚丙烯酰胺浓度、成胶液与交联液的配比、碳酸钙含量、粒度及表面性质等．研究结果表明，ｐＨ值控制法是锆冻胶延迟成冻的一种可取方法．模拟试验证实．这种延迟成冻堵剂可有效地封堵含碳酸钙的砂柱．     

用柠檬酸还原的Cr^3＋-HPAM胶态分散体冻胶性能研究

研究了柠檬酸与重铬酸钠的反应历程、生成螯合物的结构以及Cr^3 -HPAM胶态分散体冻胶的性能。在75℃下用柠檬酸将重铬酸钠中的Cr^6 还原为Cr^ 3 ，同时与Cr^3 发生螯合反应，生成柠檬酸铬螯合物。这种螯合物在一定条件下释放出Cr^3 ，它与HPAM交联形成胶态分散体冻胶。实验表明，柠檬酸铬-HPAM胶态分散体冻胶体系最长的成冻时间为40d，最大强度为0．036 MPa。用平行管岩心模型考察了冻胶的液流转向作用，调剖后高渗透层流量减小，液流转向低渗透层。     

缓交联铬冻胶体系影响因素分析

缓交联铬冻胶体系由部分水解聚丙烯酰胺、重铬酸钠与有机还原剂硫脲组成。由于硫脲的还原能力弱 ,因此该体系成冻时间较长 ,其终冻时间长达 8～ 10d ,可用于油藏的深部调剖。分析了铬冻胶的形成过程 ,通过测定成冻时间 (包括初冻时间及终冻时间 )和突破真空度评价了各种因素的影响。研究结果表明 ,随着交联剂质量分数的减少、pH值的升高 ,铬冻胶体系的成冻时间延长 ,强度增大 ;随着部分水解聚丙烯酰胺质量分数的增大 ,成冻时间缩短 ,强度增大 ;随着温度的升高 ,成冻时间缩短 ,强度变化不大     

长成冻时间的深部调驱剂研究

长成冻时间的深部调驱剂是以 HPAM为主的复配聚合物 ,由树脂交联剂 1 0 3交联形成的 .由冻胶强度级别的划分定性地测定成冻时间和突破真空度的方法定量测定冻胶强度 .评价了不同聚合物、交联剂及矿化度在不同温度下的成冻时间及强度 ,并作出了成冻时间及强度等值图 .结果表明 :成冻时间在 1～ 3 0 d范围内可调 ,强度 (即 p BV值 )在 - 0 .0 6 0～ - 0 .0 3 0 MPa范围内可调 .由成冻时间和强度等值图可找出具体地层条件下的不同成冻时间及不同强度调驱剂配方     

多孔SiO2凝胶玻璃的孔结构研究

以正硅酸乙酸为原料采用Ｓｏｌ－Ｇｅｌ方法制备了多孔ＳｉＯ２凝胶玻璃，研究了各种工艺因素如温度、溶剂（水、乙醇）、老化干燥条件等因素对孔径分布的影响，用电子显微方法分析了凝胶颗粒结构，采用ＤＴＡ、ＸＲＤ研究了高温下凝胶玻璃的结构情况。     

有机酯加速碱性酚醛树脂凝胶反应机理的研究

通过对凝胶时间的测定和红外光谱分析。研究了在室温和强碱性条件下，有机酯加速酚醛树脂的固化反应机理．结果表明：强碱性条件下，有机酯对甲阶酚醛树脂凝胶固化的促进作用，是通过快速促进树脂分子生成活性中间体亚甲基醌来实现的；同时伴有酚羟基的醚化反应．有机酯分子中羰基碳原子的电正性越大、空间位阻越小；羟甲基含量越高，甲阶酚醛树脂的凝胶速度越快．     

清水配置冻胶在盐水中稳定性的变化研究

本文以水溶性酚醛树脂为交联剂,以纳米颗粒为稳定剂,以HPAM以及不同AMPS含量的聚合物为成胶剂,在低盐含量的模拟注入水中制备了稳定的冻胶。研究发现,相同交联剂和聚合物用量下,AM-AMPS共聚物成胶时间比HPAM长,但成胶后强度高。评价了制备的冻胶在不同盐含量模拟水中的脱水情况,结果表明,当模拟水盐含量为10000mg/L、30000mg/L时,冻胶会吸水膨胀、强度降低;但当模拟水盐含量高于50000mg/L时,冻胶则脱水,冻胶强度提高。模拟水盐含量越高,脱水幅度越大。提高冻胶中纳米颗粒的含量或用AMPS含量高的共聚物做成胶剂,可明显降低冻胶在高盐含量中的脱水幅度。研究结果对红河油田裂缝封堵剂的开发有指导意义。     

硅氧烷成分对PI/SiO_2纳米杂化材料性能的影响

介绍了利用溶胶 凝胶方法 ,采用不同的聚酰胺酸 (PAA)与已水解的正硅酸乙酯 (TEOS)混合 ,制备了一系列性能不同的聚酰亚胺 /二氧化硅纳米杂化材料 ,通过热失重分析、DSC分析 ,研究了二氧化硅的加入对聚合物耐热性能的影响     

基于溶胶-凝胶工艺的一种功能性杂化材料研究

以四甲氧基硅（TMOS）和γ－氨丙基甲基二甲氧基硅烷（APMDMOS）为前驱体，利用溶胶－凝胶技术，通过TMOS和APMDMOS的水解－缩聚反应制得了一种新的功能化的有机／无机杂化材料。探讨了pH值、反应温度、水与前驱体的体积比和TMOS 用量等因素对水解－缩聚反应体系凝胶时间和光学性能的影响，借助红外光谱法对该材料进行了结构表征。 结果表明：随着TMOS用量、反应温度和前驱体浓度的增大，水解－缩聚体系凝胶时间缩短，可见光透光率降低；随pH值的增大，可见光透光率和体系凝胶时间出现极大值。     

微纳尺度冻胶分散体杨氏模量对封堵性能影响

致密/页岩油气长期压裂开发下优势窜流通道发育，冻胶分散体在流道调控扩大波及方面具有很好的应用效果。冻胶分散体机械强度与其宏观封堵性能间应有密切关系，然而，目前的冻胶分散体机械强度缺乏有效表征手段。以铬冻胶分散体为例，通过原子力显微镜直接测量了微纳尺度铬冻胶分散体杨氏模量，并通过对其宏观封堵性能进行评价，从而建立了二者间映射关系。研究表明，控制聚合物质量分数为0.3%，SD-107质量分数由0.4%增大到0.7%，本体冻胶强度随之增大，相应冻胶分散体杨氏模量也随之增加。当杨氏模量自159 Pa上升至633 Pa时，封堵率由93.23%上升至98.08%。通过调控微纳尺度冻胶分散体杨氏模量研究其封堵性能差异，为致密/页岩油气储层高效开发提供基础理论指导。     

剪切与吸附对弱凝胶深部调驱作用的影响

分别用玻璃微珠、石英砂、露头砂制作填砂模型，研究了弱凝胶体系的动态性能变化以及剪切与吸附对其深部调驱作用的影响。研究结果表明，动态条件下弱凝胶体系在3种介质中均可发生交联反应，其封堵能力、有效作用距离、深部调驱作用在玻璃模型、石英模型、露头模型中依次降低，水驱后弱凝胶均呈颗粒状。剪切作用可破坏弱凝胶三维结构及聚合物分子链，延长动态成胶时间，降低弱凝胶的封堵强度及其深部调驱作用；吸附作用可富集交联剂，加快交联速度，缩短动态成胶时间，降低弱凝胶本身强度、可运移性及其深部调驱作用。     

纳米鱼骨增强鱼肉肌动球蛋白凝胶强度的机制研究

比较研究了添加CaCl₂、纳米鱼骨(NFB)、纳米羟基磷灰石(HAP)和纳米羟基磷灰石＋胶原蛋白(HAP+CLG)对白鲢肌动球蛋白胶凝特性的影响,以探究NFB增强鱼肉蛋白凝胶强度的影响机制。NFB和CaCl₂组钙离子浓度相同,NFB和HAP粒径相同。NFB组肌动球蛋白凝胶的破断力与CaCl₂组无显著性差异(p>0.05),但是显著高于HAP组和HAP+CLG组(p<0.05)。5组肌动球蛋白凝胶的表面疏水性、总巯基含量和微观结构无显著性差异(p>0.05)。在SDS-PAGE图谱中,对照组的肌球蛋白重链二聚体(MHC₂)条带不显著,HAP和HAP+CLG组的MHC₂条带较显著,CaCl₂组和NFB组MHC₂条带的强度显著高于HAP组和HAP+CLG组。结果表明,纳米鱼骨增强肌动球蛋白凝胶强度的主要机制是通过激活内源性TGase,促进肌球蛋白重链共价交联形成二聚体。