水溶性酚醛树脂作为水基聚合物凝胶交联剂的研究

用由苯酚和甲醛合成的水溶性酚醛树脂作两性离子聚丙烯酰胺的交联剂,得到了性能良好的水基凝胶并成功地应用于沈阳油田的深部调剖。本文报道了水溶性酚醛树脂的两步催化合成工艺,确定了原料配比、反应温度、反应时间等合成条件,考察了水溶性酚醛树脂的稳定性,简要介绍了形成的凝胶物性以及调剖效果。     

HPAM／有机钛弱凝胶调驱剂研制

在室内研制了一种可供较高温度、高矿化度油藏深部调剖用的HPAM/有机钛弱凝胶调驱剂.考察了组成变量和环境条件对弱凝胶形成及粘度的影响,得到了弱凝胶的典型配方如下(单位 mg/L);聚合物HPAM(M=1.8×107,HD=21%)1 000;有机钛交联剂J(以Ti4+计)300;交联延缓剂Y 150;稳定剂WD 50.用矿化度6.0×104 mg/L,含Ca2+ +Mg2+ 1 200 mg/L的水配成成胶溶液,适用pH值范围5.0-8.0,最佳pH值6.0,适用温度范围60-80℃,70℃成胶时间为3天,10天时粘度达到最高值(1 220 mPa·s),180天后保留粘度920 mPa·     

耐温抗盐疏水缔合聚合物弱凝胶调驱剂的研制

考察了不同聚合物和交联剂的水基弱凝胶作为调驱剂在胜利油田平均地层条件下 (温度 70℃ ,地层水矿化度72 77mg L)的适用性。实验研究结果表明 :HPAM(-M =1.7× 10 7) 柠檬酸铝体系成胶快且凝胶稳定性很差 ,粘度保持时间不到 4 8h ;疏水缔合聚合物NAPs 柠檬酸铝体系凝胶稳定性有所改善但所需聚合物浓度太高 (>12 0 0mg L) ;NAPs 有机铬体系在聚合物浓度 6 0 0～ 80 0mg L时 ,可在 1～ 3d内形成粘度 30 0～ 5 0 0mPa·s且能稳定存在 >4 5d的弱凝胶 ;在NAPs 有机铬体系 (70 0mg L +5 0mg L)中加入 5 0～ 2 5 0mg L有机酸 ,成胶时间从 1～ 3d延长至 7～ 15d以上 ,可以满足矿场应用中大剂量注入的需要。图 1表 5参 2。     

改进型酚醛树脂交联剂的合成与成胶性能

通过对活性酚醛树脂交联剂的合成方法进行改进,制得改进型酚醛树脂交联剂.该交联剂的的毒性低,稳定性高;而且从制备的凝胶体系性能来看,其成胶强度、热稳定性及抗盐性能均优于常规酚醛交联剂,适用范围更广.     

弱凝胶驱油体系的研究

孤岛油田由于开展大规模注聚,每年需消耗大量聚合物干粉,为节约干粉用量,我们在室内开展了弱凝胶驱油体系的研究,实验结果表明该体系具有良好的控制粘度比,较普通的聚合物驱耐盐、耐温,驱油效率高,可作为聚合物和聚合物驱后转水驱前的三次采油的替代技术。     

弱凝胶驱油体系的研究进展

综述了近年来国内外弱凝胶驱油体系的研究进展。简述了弱凝胶体系类型、驱油机理、成胶条件、评价方法等,并讨论了其相应的发展现状和前景。     

回注水适配耐温抗盐弱凝胶调剖体系

常规弱凝胶体系的耐温抗盐效果较差,采用高矿化度回注水配制存在成胶强度低、稳定性差的问题。基于耐温抗盐聚合物(TSRP)与酚醛树脂交联剂制得适配于高矿化度回注水的耐温抗盐弱凝胶体系,通过红外光谱、扫描电镜、动态光散射仪分析了弱凝胶体系的耐温机理。结果表明,弱凝胶体系成胶性能受聚合物加量、聚交比和热稳定剂硫脲加量的影响较大。弱凝胶优化后的配方为2 g/L聚合物、聚交比1∶1、400 mg/L硫脲。采用矿化度约为38 g/L的回注水配制弱凝胶,成胶时间为63 h,弱凝胶在90 ℃、7.34 s^-1下的黏度为1760 mPa·s。该凝胶在90 ℃高温老化 90 d 后仍保持稳定。聚合物凝胶的高温稳定性与两方面有关。一方面,TSRP 分子链上 N-乙烯基吡络烷酮的环状基团可提高聚合物分子链的刚性,有效抑制聚合物链的热降解作用;另一方面,TSRP交联后形成刚性网络结构,部分抑制了聚合物链在高矿化度下的卷曲作用,凝胶不易发生脱水收缩。     

水溶性聚合物驱油剂国内研究近况

介绍了国内水溶性聚合物驱油剂近期的研究与应用情况。重点介绍了耐温耐盐改性丙烯酰胺类聚合物和水溶性两亲聚合物即高分子表面活性剂的最新研究成果     

酚醛树脂弱凝胶驱注入速度的研究

注入速度是弱凝胶驱开发过程中重要的设计参数,选取成胶时间3d的酚醛树脂弱凝胶体系,考察了注入速度对弱凝胶驱油效果的影响.结果表明,随着注入速度增加,对低渗层易造成伤害,注入速度由1 mL/min提高至12 mL/min时,高渗层的分流率由33.7％增加至54.9％,高渗层封堵效果变差,提高采收率下降了7.74％.提出弱凝胶体系注入速度不宜过大.     

有机铬/活性酚醛树脂交联聚合物弱凝胶及其在濮城油田调驱中的应用

实验研究了用污水配制、可在58～120℃使用、室温粘度2.5～5.0Pa·s的聚合物弱凝胶调驱剂的配方;所用聚合物HPAM的分子量1.8×107,水解度25%;交联剂为有机铬与活性酚醛树脂复合物,与HPAM在水溶液中形成的弱凝胶具有互穿聚合物网络结构;配液用水为中原濮二联污水,矿化度153g/L,含Ca2 3.2g/L,含Mg2 0.25g/L。弱凝胶中HPAM浓度用作主段塞时为1.2g/L,用作保护段塞时为1.0g/L。1.2g/LHPAM 0.5g/L有机铬 0.8g/L酚醛树脂 稳定剂溶液90℃成胶时间134h,90℃老化时间(凝胶保持完整,不脱水)>90d,90℃老化90d后粘度保持率>90%,在岩心上测得阻力系数和残余阻力系数分别为15.4和56.9,剪切后粘度下降到45.3mPa·s,放置1d后恢复到186.7mPa·s。考察了HPAM、Cr3 、酚醛树脂浓度的影响,简述了pH值、HPAM分子量和水解度、成胶温度的影响。介绍了用该弱凝胶在濮城油田2口注水井调驱,对应6口油井的增产情况。图3表4参7。     

HPAM／柠檬酸铝弱凝胶体系的研制与成胶机理探讨

针对岔河集油田油藏条件,研制出低毒性HPAM／柠檬酸铝弱凝胶调驱体系。考察了聚合物HPAM浓度、交联剂柠檬酸铝浓度及稳定剂浓度对弱凝胶体系成胶性能的影响。结果表明,在聚合物HPAM浓度1500mg／L,交联剂浓度50mg／L,缓凝剂浓度450mg／L,除氧剂浓度100mg／L,稳定剂浓度200mg／L最佳配方条件下,体系成胶时间在3—15d可调,强度在100～1500mPa·s。并对这类弱凝胶配方体系的成胶反应机理和延缓交联机理进行了探讨。     

抗温疏水缔合聚合物弱凝胶调驱剂室内研究

针对新疆石南4井区三工河组油藏，在84℃考察了组分用量对有机交联疏水缔合聚合物AP-P4弱凝胶成胶性能，主要是48小时表观黏度的影响。成胶液用矿化度9．34g／L、含Ca^2＋336mg／L、含Mg^2＋174m／L的该油藏注入水配制。得到的基础配方为：AP—P41500～1800nag／L＋乌洛托品350mg／L＋苯酚300mg／L＋间苯二酚40mg/L，加入间苯二酚可缩短成胶时间。聚合物浓度为1500和1800mg／L的成胶液，在84℃放置15～30天后黏度达到最高，180天后黏度为最高值的1／2左右，且不脱水；强力剪切不影响成胶后的黏度及其老化稳定性；在岩心内成胶并在84℃老化180天后，岩心渗透率仅略有增大。注入0.3和0．5PV成胶液使水驱后岩心的采收率分别增加24．77％和34．9l％，如弱凝胶注入后在岩心内在84℃老化180天，则采收率增值略有增大，分别增加27．18％和36．45％。该弱凝胶在多孔介质内有良好的高温老化稳定性。图2表4参1。     

魔芋葡甘聚糖弱凝胶研制

用易降解的魔芋胶 (魔芋葡甘聚糖 )代替合成聚合物制备了油藏调驱用的水基弱凝胶。简介了这种聚糖的组成和性质。考察了魔芋葡甘聚糖、一种无机盐胶凝剂和胶凝助剂无水亚硫酸钠用量对胶凝的影响 ,3种组分的适宜用量 (质量分数 )分别为 1.0 % ,0 .9% ,1.2 % ,胶凝温度为 6 0～ 90℃ ,胶凝时间随胶凝温度升高而缩短。适宜配方溶胶液在 6 0℃形成的弱凝胶 ,6 0℃、10s-1粘度为 5 30mPa·s,在 6 0℃可维持 30d不变 ;在胶凝温度下 ,在 10 %CaCl2和 10 %NaCl溶液中浸泡 12 0d不破胶 ,在 3%～ 5 %盐酸中浸泡 4 0～ 2 5h破胶 ,破胶液粘度小于 10mPa·s(6 0℃ ,10s-1) ;在 10 %NaOH溶液中搅拌 7～ 8h或浸泡 2 0h完全胶溶。讨论了胶凝机理和胶溶机理。图 3参 2。     

耐高温起泡剂膦甲基酚醛树脂PMP的合成及性能

由苯酚、甲醛、PCl3合成了水溶性固体膦甲基酚醛树脂(PMP)，其HLB值为20．7。简介了合成方法，考察了PMP作为起泡剂的配方性能。PMP溶液室温发泡体积Vf随浓度增大(5～20g／L)而略有增大，泡沫半衰期t1/2在浓度12．5g／L时最长，为20．2min，此时Vf=520mL(／100mL溶液)。在该浓度PMP溶液中分别加入CMC、硅酸钠、三乙醇胺、膨润土使Vf值略降，t1／2值在适宜加量范围大幅延长，加量分别为1．0、2．0、12．5、40g／L时有最大值370．0、85．2、180．2、174．2min；这4个复配PMP／添加剂溶液在温度升高时(30～90℃)Vf值增大但t1/2值大幅缩短。12．5g／L PMP溶液在150～200℃滚动16h后室温下Vf值不变，t1/2值随滚动温度升高而降低，200℃时为11．3min；12．5／2．0／10／40g／L PMP／硅酸钠／三乙醇胺／膨润土溶液在200℃滚动16h后，室温下Vf值为470mL，t1／2值高达50h。PMP为耐高温性能良好的起泡剂，可与硅酸钠、三乙醇胺、膨润土复配使用。图2表4参10。     

耐温抗盐的醛交联聚合物弱凝胶成胶时间的控制

用于高温、高矿化度油田调驱的混合醛交联聚合物HPAM弱凝胶,在90℃下的成胶时间约为200h,对油藏和调驱作业的适应性差,针对这种弱凝胶体系研制了由金属化合物和有机物复配而成的交联反应促进剂,代号JCH M。在用矿化度1.6×105mg/L、Ca2++Mg2+浓度5000mg/L的盐水配制、HPAM浓度1500mg/L、交联剂浓度500mg/L、pH=7.0的成胶溶液中加入JCH M10～70mg/L,可使溶液90℃下的成胶时间由200h缩短到70～1h,在90℃维持20d后在90℃测定的凝胶粘度由520mPa·s升到550～730mPa·s。实验结果表明通过改变HPAM或交联剂浓度控制成胶时间的方法是不适当的。表1参2。     

预交联凝胶调剖剂的合成及评价

采用一次投料法合成用作预交联凝胶调剖剂的淀粉-丙烯酰胺接枝共聚物,简化了生产工艺,降低了生产成本;并考察了淀粉、交联剂及添加剂用量对共聚物产品吸水膨胀倍数、弹性及强度的影响。该调剖剂吸水膨胀倍数在20～60之间可调,吸水膨胀后强度大,粘弹性好。调剖驱油实验结果表明,该调剖剂效果良好。     

含碱和表面活性剂的HPAM/Cr+3弱凝胶调驱剂的研制

从3种有机酸铬中选择一种烯基多元羧酸铬为交联剂,用于交联大庆油田三元复合驱油体系,制备弱凝胶调驱剂。以阻力系数(RF)特别是残余阻力系数(RRF)作为性能参数筛选调驱剂各组分的用量,得到了基本配方(以g/L计)如下:HPAM(M=1.2×107,HD=25%)0.9 交联剂(有效成分50%)0.18 表面活性剂(ORS41)3 碱(NaOH)8 稳定剂0.2,用大庆某三元复合驱试验区污水(矿化度3824mg/L)配液,其RRF值为清水(矿化度890mg/L)弱凝胶的～45%。基本配方弱凝胶45℃下7天时粘度18.3mPa·s,RF值81.2,RRF值8.2,随时间而减小,120天时分别为12.8mPa·s,66.1和7.3;油水界面张力仍在10-3mN/m数量级,只比常规三元复合体系略高;体系中表面活性剂在油砂上的静态吸附量为0.495mg/g油砂,比常规三元复合体系的相应值(0.462mg/g油砂)略高;岩心流动实验中测得的表面活性剂滞留量(0.067和0.070mg/g岩心)也高于常规三元复合体系的相应值(0.054和0.059mg/g岩心)。若用Na2CO3代替NaOH,则碱剂浓度可由6～8g/L提高到8～10g/L。表8参4。