耐温抗盐聚合物TS-45流变性及驱油效率研究

在45℃(大庆主力油藏温度)下,以超高分子量(2.8×107)HPAM为对比,实验考察了耐温抗盐聚合物TS-45溶液的流变性能和驱油能力.TS-45为丙烯酰胺、强极性(含-SO3H)支链单体及少量疏水缔合单体的共聚物.实验聚合物溶液含盐(NaCl)5 g/L,含聚合物1 g/L.两种聚合物溶液在0.02～600 s-1范围均为假塑性流体,TS-45溶液的粘度大于HPAM溶液.溶液的G′和G″随振荡频率增加(0.1～50 Hz)而增大;TS-45的G′(和G″)大于HPAM的相应值;G′和G″曲线的交点,TS-45为0.1 Hz,此时G′=G″=0.078 Pa,HPAM为0.147 Hz,此时G′=G″=0.0088 Pa,表明TS-45溶液的弹性大于HPAM溶液.与NaCl浓度1 g/L的聚合物溶液相比,实验溶液的G′和G″均下降,在2.81 Hz下的保留率对于TS-45分别为48.2%和38.3%,对于HPAM分别为24.1%和17.2%,说明TS-45的耐盐性较好.TS-45在岩心中的阻力系数和残余阻力系数(38.6和9.6)大于HPAM的相应值(25.4和5.7).在岩心驱油实验中,注入0.38 PV聚合物溶液提高采收率的幅度,1 g/L的TS-45污水溶液、HPAM清水和污水溶液分别为12.6%、10.5%、8.9%,0.8 g/L的TS-45污水溶液为10.7%;在注入量0.2～2.0 PV范围内提高采收率的幅度,1 g/L的TS-45污水溶液恒大于HPAM污水溶液.图6表2参5.     

TS-65型耐温抗盐聚合物的合成和现场试验

针对大港油田地质条件合成的TS-65型新型耐温抗盐聚合物,其由丙烯酰胺、具有支链构型的含-SO3基团的强极性单体和N-C12丙烯酰胺组成。采用低温下由无机氧化-还原引发体系和有机的偶氮类引发剂构成的复合引发体系,辅以非离子表面活性剂以及链转移剂的作用,使TS-65型聚合物的分子量大于106并具有良好的水溶性。试验研究表明,TS-65型聚合物较适应大港油田第一作业区的污水,聚合物具有良好的水溶性及增粘性。大港油田港东一区8-25-2井组TS-65型聚合物污水配制的现场试验取得了良好的增油降水效果,平均含水降低9.7％,增油达4174吨。     

丙烯酰胺/2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸/ N-烷基丙烯酰胺三元共聚物水溶液特性研究

以丙烯酰胺(AM)、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)和N-烷基丙烯酰胺(N—AAM)为单体，合成了AANA三元共聚物，并与部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)相比较，讨论了三元共聚物(AANA)的水溶液特性。芘荧光光谱分析和激光光散射仪测量结果表明，AANA由于引入了疏水性单体，在水溶液中形成了分子间的疏水缔合作用，使得AANA在水溶液中具有较大的均方旋转半径，与HPAM相比，AANA具有更好的耐温抗盐性能。实验结果表明，AANA中引入的疏水性单体形成的缔合作用愈强，愈有利于改善聚合物的耐温抗盐性能。     

脂肪醇嵌段聚醚丙烯酸酯与丙烯酰胺共聚物及其水溶液特性的研究

本文合成了脂肪醇嵌段聚醚丙烯酸酯单体 ,并与丙烯酰胺共聚 ,得到共聚物PEPO PAM。芘荧光光谱分析表明 ,该聚合物在水溶液中依靠分子链上的疏水基团形成一定的缔合作用。PEPO PAM相对于部分水解聚丙烯酰胺 (HPAM )具有更好的增粘性。通过调整分子的组成 ,可使该聚合物不仅具有较强的增粘性 ,同时具有良好的水溶性。     

超高相对分子质量聚丙烯酰胺的研究

探讨了丙烯酰胺的聚合引发体系,建立了一套在5～10℃条件下,由过硫酸钾、氨水、尿素、偶氮二(2 脒基丙烷)盐酸盐及功能性单体MP所构成的低温复合引发体系,应用该引发体系并添加甲酸钠和聚氧乙烯失水山梨醇单月桂酸酯改善聚丙烯酰胺的水溶性,可使聚丙烯酰胺的实验室样品相对分子质量达到3300万以上,过滤因子小于1.3,工业产品的相对分子质量大于3100万,过滤因子小于1 5,综合性能等同或优于日本三菱公司生产的MO4000型聚丙烯酰胺。     

具有表面活性的两亲性聚合物SL-1的合成及其乳化性能

以丙烯酰胺和侧基含磺酸基、酯基和长链烷基等基团的表面活性单体YS为原料,过硫酸钾和亚硫酸氢钠为氧化还原引发剂,采用自由基溶液共聚法合成了具有表面活性的两亲性聚合物SL-1。利用FTIR方法对SL-1的结构进行了表征。考察了SL-1溶液质量浓度对SL-1与大庆原油的界面张力的影响,随溶液质量浓度的增大,SL-1溶液与原油的界面张力呈降低的趋势,最低可达7.84mN/m。分析了影响SL-1与大庆原油形成的乳状液的稳定性的因素。实验结果表明,当SL-1溶液质量浓度为1500mg/L、YS含量为2.0%(x)时,将该SL-1溶液应用于温度低于80℃、矿化度为5000～25000mg/L的油藏,形成的乳状液具有较好的稳定性,现场应用具有较好的经济效益。     

小分子抗盐聚丙烯酰胺的合成与性能评价

小分子抗盐聚丙烯酰胺是一种适应于低渗透油藏开展聚驱的新型驱油剂,具有良好的注入性和抗盐增黏性,能满足非均质油藏高效注入和开展高、低渗透层交替注聚技术的要求.用十六醇和丙烯酸合成出具有亲油基侧链的功能单体十六烷基丙烯酸酯,并在乳化剂和助溶剂的作用下,与丙烯酰胺发生自由基胶束聚合,合成出具有微嵌段结构的小分子抗盐聚丙烯酰胺.对小分子抗盐聚丙烯酰胺性能进行评价,结果表明其具有较好的抗盐性,与表活剂组成的二元驱油体系提高采收率效果明显.     

合成聚合物XJJ- 4 耐高温压裂液室内研究

采用自制聚合物配制出了合成聚合物基高温压裂液研究了体系组成对压裂液性能的影响,考察了组成为:0.40%稠化剂XJJ-4+0.25%交联剂J-1+0.015%pH调节剂W-1+0.2%助排剂。压裂液体系的耐温抗剪切性、黏弹性、流变性以及破胶性。研究结果表明,该压裂液体系在150℃、170 s~(-1)下连续剪切2h后的黏度约120mPa·s,耐温抗剪切性良好;在线性黏弹区内,体系储能模量G′恒大于损耗模量G″,是典型的黏弹性结构流体;稠度系数(2.141 mPa·S~(0.476))较大,流变行为指数(0.476)较小,具有明显的非牛顿流体行为;加入0.01%破胶剂APS,在150℃下3 h完全破胶水化,破胶液黏度1.38mPa·s,残渣含量15 mg/L,且破胶液具有较低的表面张力(26.24mN/m)和界面张力(1.83mN/m),有利于压裂施工后破胶液顺利返排,降低对地层的伤害。     

新型表面活性驱油聚合物GL的研究

针对油田现有聚合物抗盐性差并且难以提高洗油效率的问题,合成了一种具有表面活性的耐盐型驱油剂GL,考察了它在大庆特定油藏条件下的溶液性质。研究表明:在温度45℃、矿化度2400 mg/L、浓度在250¹500mg/L范周内,GL溶液的表观黏度均高于油田现阶段常用的HPAM溶液的。在温度45℃、浓度1000mg/L下,二者溶液的黏度均随着矿化度的增加而降低,但GL溶液的黏度始终比HPAM高20mPa·s左右;浓度为1000mg/L的GL溶液与原油形成的乳状液稳定时的析水率较低,为50%左右,而HPAM在相同条件下与原油形成乳状液的析水率达到95%。相同浓度(1000mg·L^-1)或者相同黏度（62mPa·s）的两种溶液岩心驱替实验结果表明,GL溶液驱的采收率分别比HPAM溶液驱的高4.0%和2.6%。图6表1参7     

疏水缔合三元共聚物的合成及其性能

以丙烯酰胺、疏水单体N-十二烷基丙烯酰胺(AMC_(12))和极性单体2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)为原料,采用胶束水溶液共聚法合成了耐温、抗盐疏水缔合三元共聚物(NKP)。考察了引发温度、功能性引发剂MP和Triton X-100表面活性剂的质量浓度和单体含量对NKP性能的影响。实验结果表明,当引发温度10℃、MP质量浓度20 mg/L、Triton X-100表面活性剂质量浓度120 mg/L、总单体占体系质量的20%(其中,AMC_(12)质量分数为0.8%、AMPS质量分数为5.0%)时,NKP的滤过比小于2,相对分子质量达到2.1×10~7,依靠疏水基团的缔合作用使NKP具有很好的耐温、抗盐性能,有望替代部分水解聚丙烯酰胺(相对分子质量为2.5×10~7)在高温、高盐条件下作为驱油剂使用。