交联聚合物溶液封堵性能影响因素分析

采用核微孔滤膜过滤法研究了部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)浓度、相对分子质量以及HPAM与交联剂柠檬酸铝(AlCit)的交联比(HPAM与Al的质量比)对交联聚合物溶液(LPS)封堵性能的影响.试验结果表明,随着HPAM浓度和相对分子质量的增加,HPAM与AlCit反应形成的LPS通过1.2 μm核孔膜的过滤时间延长,对核孔膜的封堵程度增大.但是,相对分子质量为1.57×107的HPAM形成的LPS通过核孔膜时易发生剪切,达到封堵平衡时对核孔膜的封堵程度低于7.70×106的HPAM形成的LPS.对LPS来说存在一个最佳交联比值,在此交联比值时LPS对核孔膜的封堵程度最高.同时,从机理上阐述了产生这些结果的原因.     

交联聚合物溶液封堵岩心性能研究

交联聚合物溶液是由低浓度的部分水解聚丙烯酰胺（HPAM）和柠檬酸铝（交联剂）配制成的,聚丙烯酰胺和交联剂中铝的质量配比为20：1。在封堵人造岩心时,矿化度、聚合物浓度、岩心渗透率三者之间具有一定的匹配关系时才能达到好的封堵效果。聚合物浓度及渗透率一定时。矿化度有一个上限值;提高聚合物浓度可以弥补矿化度对交联聚合物溶液封堵岩心性能的不到影响。对于低渗透率岩心,可以用提高交联聚合物溶液矿化度的方法来达到封堵岩心的目的,同时也避免出现滤饼。     

交联聚合物溶液封堵岩心性能研究

交联聚合物溶液是由低浓度的部分水解聚丙烯酰胺 (HPAM )和柠檬酸铝 (交联剂 )配制成的 ,聚丙烯酰胺和交联剂中铝的质量配比为 2 0∶1。在封堵人造岩心时 ,矿化度、聚合物浓度、岩心渗透率三者之间具有一定的匹配关系时才能达到好的封堵效果。聚合物浓度及渗透率一定时 ,矿化度有一个上限值 ;提高聚合物浓度可以弥补矿化度对交联聚合物溶液封堵岩心性能的不利影响。对于低渗透率岩心 ,可以用提高交联聚合物溶液矿化度的方法来达到封堵岩心的目的 ,同时也避免出现滤饼     

交联聚合物微球分散体系封堵性能

用低压差核孔膜过滤实验、动态光散射实验和填充砂管实验对交联聚合物微球分散体系的封堵性能及其影响因素进行了研究。结果表明：交联聚合物微球分散体系可以对1．2μm的核孔膜形成有效封堵,而聚丙烯酰胺溶液（HPAM）基本不对核孔膜产生封堵;随着水化时间的增加,微球分散体系通过1．2μm核孔膜的过滤速率逐渐减小,对核孔膜的封堵程度逐渐增强,15d时封堵性能最好;随着NaCl质量分数的升高,微球分散体系的粒径逐渐减小,封堵性能也逐渐减弱;随着微球质量分数的增大,微球分散体系对1．2μm核孔膜形成的封堵性能增强;随着水化温度的升高,微球分散体系的溶胀速度加快,封堵能力减弱;交联聚合物微球分散体系能够进入填充砂管中深部,具有较好的深部运移能力和封堵能力。     

交联聚合物溶液驱油效果的实验研究

采用岩心驱替实验方法研究了部分水解聚丙烯酰胺与柠檬酸铝形成的交联聚合物溶液在均质岩心和非均质岩心中的驱油效果。在气测渗透率为1．5μm2的均质岩心中，利用交联聚合物溶液驱油，可以在水驱的基础上提高采收率15．5％，在聚合物驱的基础上提高采收率4．4个百分点；在渗透率变异系数为0．72的非均质岩心中，交联聚合物溶液驱油可以在水驱的基础上提高采收率12．7％，在聚合物驱后再利用交联聚合物驱油，还能提高采收率3．7个百分点。在非均质岩心中，交联聚合物溶液的驱油机理是：该溶液先在大孔道中吸附和滞留，以提高流动阻力，然后逐步发生液流改向，使后续注入流体转向低渗透层，从而提高采收率。     

交联聚合物溶液的粒度分析

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观测出的尺寸相符 ,说明DLS粒度分析可真实地反映体系中LPC的粒径分布     

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。     

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(A1Cit)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A1Cit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.     

耐温抗盐交联聚合物影响因素研究

研究了聚合物相对质量和水解度、聚合物浓度、交联剂浓度、油田污水中一价、二价阳离子浓度、ｐＨ值、剪切程度及温度等因素对关联聚合物体系的影响。实验发现敏感性影响因素是聚合物、交联剂浓度、二价阳离子浓度和温度。通过添加加稳定剂ＥＯＣ－１可以降低二价阳离子对体系的不良影响。     

HPAM/AlCit交联聚合物溶液微孔膜过滤行为研究

分别采用孔径为 1.2 μm醋酸纤维素树脂核微孔滤膜及 2 μm混合纤维素树脂热压滤膜 ,考察了HPAM/AlCit交联聚合物溶液在恒压并流微过滤条件下的微孔膜过滤行为。结果表明 ,随反应时间的延长 ,该交联聚合物溶液中交联聚合物线团的数目逐渐增加 ,对于核微孔滤膜 ,其封堵作用遵循表面过滤机理 ,侧重反映封堵过程中交联聚合物线团的粒子特性 ;而对于网络型热压滤膜 ,过滤实验中交联聚合物线团对滤膜的封堵作用逐步由深度过滤过渡到表面过滤 ,侧重反映交联聚合物线团封堵非均一孔径滤膜所具有的非均匀封堵特征 ,即遵循大孔到中孔到小孔的封堵过程     

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。     

交联聚合物溶液驱油效果的实验研究

采用岩心驱替实验方法研究了部分水解聚丙烯酰胺与柠檬酸铝形成的交联聚合物溶液在均质岩心和非均质岩心中的驱油效果。在气测渗透率为 1.5 μm2 的均质岩心中 ,利用交联聚合物溶液驱油 ,可以在水驱的基础上提高采收率 15 .5 % ,在聚合物驱的基础上提高采收率 4 .4个百分点 ;在渗透率变异系数为 0 .72的非均质岩心中 ,交联聚合物溶液驱油可以在水驱的基础上提高采收率 12 .7% ,在聚合物驱后再利用交联聚合物驱油 ,还能提高采收率 3.7个百分点。在非均质岩心中 ,交联聚合物溶液的驱油机理是 :该溶液先在大孔道中吸附和滞留 ,以提高流动阻力 ,然后逐步发生液流改向 ,使后续注入流体转向低渗透层 ,从而提高采收率。     

疏水缔合型和非疏水缔合型驱油聚合物的结构与溶液特征

考察三次采油过程中所用的部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)和疏水缔合型部分水解聚丙烯酰胺(AHPAM)结构与性质的差异,通过对其结构表征以及对其增黏性、耐温性和抗盐性的测试,结合扫描电镜(SEM)对两种聚合物溶液微观结构形态的观察,讨论疏水基团的存在对聚合物溶液性质的影响。结果表明,相对于HPAM,AHPAM溶液因结构中含有的疏水基之间的相互作用使高分子间进一步形成缔合的网络结构而具有良好的增黏性、耐温性和抗盐性。     

用于测定聚合物溶液性能的多级剪切方法

聚合物溶液注入地层的过程中面临的最大的问题是剪切降解而导致聚合物溶液性能下降,进而导致聚驱效果变差,而现场试验测试费时费力且费用较高,所得结果对比分析比较困难;而室内模拟研究的剪切与地层多孔介质的剪切有着本质的区别,不能反映聚合物溶液从地面进入地层的整个剪切过程。现在在前人工作的基础上,设计了一种用于测定聚合物溶液性能的多级剪切方法,结果表明利用这种多级剪切方法测得的聚合物溶液性能与现场矿场试验得到的结果更为接近,可为聚合物溶液的选择和驱油方案的判定提供判断依据。     

表面涂覆活性凝胶聚合物暂堵剂的研究与应用

以聚乙烯醇、骨胶和苯甲酸为固相材料,采用具有表面活性的单体和丙烯酰胺、丙烯酸钠进行共聚得到的活性聚合物对粉状固体表面进行包覆,通过有机硅改性处理得到一种水溶性暂堵剂WRP,测试了暂堵剂的悬浮性、水溶性以及抗温性能,通过驱替实验测试了暂堵和解堵性能。实验结果表明,该暂堵剂水溶率大于95%,可耐260℃高温,悬浮分散性能好,在岩心中注入8倍孔隙体积的0.4%暂堵剂后,暂堵率与水驱解堵率均大于95%,突破压力高达6.2 MPa。并将其应用于赵凹油田的安2117井进行了现场实验,加入暂堵剂后压力上升6.3 MPa,达到暂堵效果和解堵效果,实现了裂缝的暂堵转向。     

Characterization of viscoelastic properties of hydrolyzed polyacrylamide using the stress recovery experiment

Polymer solutions have very important applications in the enhanced oil recovery due to their unique viscoelastic properties increasing microscale displacement efficiency. In this paper, the viscoelastic properties of partially hydrolyzed polyacrylamide (HPAM) solution have been investigated. Results show that the viscoelastic properties of HPAM increase with HPAM concentration increasing, and decrease with the increase of sodium dodecyl sulfate (SDS).Meanwhile, adding NaCI can destroy the viscoelastic properties.