超支化复合聚合物的制备及其性能研究

为了研究超支化复合聚合物溶液流变性能,扩大其在驱油领域的应用,通过阳离子超支化聚酰胺胺(HMC)与四元共聚物P(AA/AM/AMPS/MMA)制备了复配体系溶液(PA-MC)。结果表明,当聚合物浓度为2 000 mg/L时,HMC最佳加量为30 mg/L,PA-MC表观黏度为560.3 mPa·s;在120℃、7.34 s~(-1)下,PA-MC表观黏度为165.6 mPa·s;在70℃下老化60 d后,黏度为274.2 mPa·s,黏度保留率为54.1%,且其微观形貌没有明显变化;在10 000 mg/L NaCl、1 500 mg/L MgCl_2和1 500 mg/L CaCl_2中,PA-MC表观黏度分别为26.4,24.5,26.3 mPa·s,优于HPAM的16.5,14.5,16.3 mPa·s。另外,岩心驱替实验表明PA-MC具有较好的驱油性能,可以用作提高采收率的聚合物驱油剂。     

超支化复合聚合物的制备及其性能研究

为了研究超支化复合聚合物溶液流变性能,扩大其在驱油领域的应用,通过阳离子超支化聚酰胺胺(HMC)与四元共聚物P(AA/AM/AMPS/MMA)制备了复配体系溶液(PA-MC)。结果表明,当聚合物浓度为2 000 mg/L时,HMC最佳加量为30 mg/L,PA-MC表观黏度为560.3 mPa·s;在120℃、7.34 s^(-1)下,PA-MC表观黏度为165.6 mPa·s;在70℃下老化60 d后,黏度为274.2 mPa·s,黏度保留率为54.1%,且其微观形貌没有明显变化;在10 000 mg/L NaCl、1 500 mg/L MgCl_2和1 500 mg/L CaCl_2中,PA-MC表观黏度分别为26.4,24.5,26.3 mPa·s,优于HPAM的16.5,14.5,16.3 mPa·s。另外,岩心驱替实验表明PA-MC具有较好的驱油性能,可以用作提高采收率的聚合物驱油剂。     

耐高温低伤害清洁水性稠化剂的制备及性能

以丙烯酰胺、丙烯酸、十八烷基二甲基烯丙基氯化铵和十八烷基甲基丙烯酸酯为原料制备了一种疏水缔合聚合物(AAOS)，再使用低分子醇(乙二醇、丙三醇、正丙醇)、表面活性剂(椰子油脂肪酸二乙醇酰胺、十二烷基硫酸钠)、聚乙二醇(PEG)、聚乙烯醇缩丁醛(PVB)和疏水缔合聚合物(AAOS)配制了一种自交联耐高温清洁水性稠化剂(FPM-1)。对FPM-1的形貌、溶解性、表观黏度、耐盐性、流变性进行了测试。结果表明，质量分数为0.30%的FPM-1水溶液能显著增强AAOS聚合物分子间的疏水缔合交联作用，增大聚合物的流体力学体积。FPM-1水溶液为高黏弹性流体，悬砂性能好；质量分数为0.27%的AAOS在水中的溶解时间为7 min，最终表观黏度为90 mPa·s，质量分数为0.60%的FPM-1(具有等效聚合物含量)在水中的溶解时间仅需3 min，且最终表观黏度为165 mPa·s。在90℃、170 s^–1条件下剪切1 h后，质量分数为0.27%的AAOS水溶液的表观黏度为51 m Pa·s，质量分数为0.60%的FPM-1水溶液表观黏度为77 m Pa·s；质量分数为1.40%...     

含孪尾结构两性离子共聚物的合成及性能

以丙烯酰胺(AM)、丙烯酸(AA)、N,N-二辛基甲基丙烯酰胺(DLMB)和3-(2-甲基丙烯酰胺丙基二甲胺基)丙磺酸盐(MDPS)为单体,通过自由基共聚,制备了一种含孪尾结构的两性离子共聚物驱油剂(AADM)。对共聚物进行了红外、核磁表征并确认了其结构,热重实验分析了热稳定性,并与部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)进行了对比,考察了该共聚物的增黏性、水溶性、抗老化、剪切稀释性、剪切恢复性和耐温抗盐性。结果表明,共聚物AADM具有优异的水溶性和增黏性,在2000 mg/L的质量浓度下可使表观黏度达到466.5 mPa·s;在510s–1的剪切速率下,其表观黏度为60.4 mPa·s;在120℃下,其表观黏度能够达到182.6 mPa·s;在经过30 d的老化实验后其表观黏度为94.6 mPa·s;在15000 mg/L NaCl、2000 mg/L MgCl_2和2000 mg/L CaCl_2溶液中,该共聚物的表观黏度分别为77.8、72.4和68.6 mPa·s。在岩心驱替实验中,共聚物溶液能够将采收率提高7.72%。以上实验结果均优于相同条件下的HPAM,这是因为孪尾结构的引入有效地增强了共聚物的疏水缔合能力,两性离子单体的引入削弱了分子链对盐的敏感度。     

黄原胶的化学改性及溶液黏度特征

黄原胶-OH与马来酸酐发生酯化反应,合成了具有更好黏度特征的改性黄原胶MX。合成反应的最佳条件:XG与MA摩尔比1∶11,温度70℃,反应时间24h,产率57.7%。MX比XG有更好的的溶解分散性;当聚合物浓度由7g·L-1增至8g·L-1时,XG的黏度增加了240mPa·s,而MX70的黏度增加了582mPa·s;1.2%NaCl溶液中,2g·L-1MX70黏度为234mPa·s-1,而XG黏度为95mPa·s;3g·L-1的聚合物溶液,pH值为4时MX70、XG表观黏度分别为284、178mPa·s,pH值为11时MX70、XG表观黏度分别为262、152mPa·s;3g·L-1的聚合物溶液,温度从20℃增至80℃,表观黏度依次下降,但MX70黏度下降率比XG减少18.7%。与XG相比,改性后的黄原胶MX增溶性良好、溶液黏度明显提高、耐温耐盐性增强,对油田钻井液增黏剂的研究及应用具有重要的指导意义。     

纳米SiO_2对磺酸盐Gemini表面活性剂溶液性能的影响

通过对磺酸盐型Gemini表面活性剂加入纳米SiO_2,探究纳米SiO_2对其黏度、耐温性和粘弹性的影响,并从微观结构进行探究。结果表明,质量分数4%的DS18-3-18溶液黏度随着温度升高而降低。在复配体系中,随着纳米SiO_2质量分数增加,溶液黏度先增加后降低,其中质量分数在0.02%增黏效果最好,体系黏度从2.61 mPa·s增加到16.72 mPa·s,提高6.4倍,同时加入纳米SiO_2可以提高溶液的粘弹性。微观结构表明,温度升高,溶液微观结构胶束之间排列越来越稀疏,加入纳米SiO_2溶液微观结构变得紧密。     

纳米SiO_2对磺酸盐Gemini表面活性剂溶液性能的影响

通过对磺酸盐型Gemini表面活性剂加入纳米SiO_2,探究纳米SiO_2对其黏度、耐温性和粘弹性的影响,并从微观结构进行探究。结果表明,质量分数4%的DS18-3-18溶液黏度随着温度升高而降低。在复配体系中,随着纳米SiO_2质量分数增加,溶液黏度先增加后降低,其中质量分数在0.02%增黏效果最好,体系黏度从2.61 mPa·s增加到16.72 mPa·s,提高6.4倍,同时加入纳米SiO_2可以提高溶液的粘弹性。微观结构表明,温度升高,溶液微观结构胶束之间排列越来越稀疏,加入纳米SiO_2溶液微观结构变得紧密。     

鼓泡塔反应器的两级气泡模型参数研究

为了研究鼓泡塔反应器两级气泡模型在高黏度下的适用性,采用动态气体逸出法,在内径为286 mm,总高为7 200 mm的鼓泡塔中考察了液体黏度(1.2×10-3—210.4×10-3Pa·s)和操作条件对塔内总气含率,大、小气泡相含率和大、小气泡上升速度等两级气泡模型参数的影响。结果表明:床层总气含率随表观气速的增加而增大,大气泡相含率受液体黏度的影响较小,受表观气速的影响较大;小气泡相含率随黏度的增加而迅速下降,在高气速时受表观气速的影响较小。大、小气泡上升速度均随液体黏度的增加而降低,但随表观气速的升高有着不同的变化关系:前者明显升高,后者略有降低。大气泡直径随着黏度增大而稍有增大,小气泡直径随着黏度增大急剧减小。     

相渗改善剂XYT-1的合成与性能评价

室内以丙烯酰胺(AM)、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)、单体A和单体B为单体,合成了相渗改善剂XYT-1。确定最优合成条件如下：乳化剂m(TX-10)∶m(Span-80)为1∶5、乳化剂加量为6%、单体质量分数为35%、反应温度为45℃、反应时间为7 h、引发剂加量为0.12%、pH值为7.5。抗温性能实验结果表明,相渗改善剂体系在90℃下的表观黏度为23.3 mPa·s;抗盐性能实验结果表明,相渗改善剂体系在矿化度10 000 mg·L^-1下的表观黏度为11.9 mPa·s;抗剪切性能实验结果表明,连续剪切210 min,相渗改善剂体系的表观黏度保留率约为80%,静置180 min后,表观黏度保留率可恢复至约90%;耐久性实验结果表明,添加稳定剂后相渗改善剂体系在77 d后表观黏度保留率为71.9%,且保持稳定,未添加稳定剂体系在77 d后表观黏度保留率仅为32.9%,且呈继续下降趋势;岩心驱替实验结果表明,相渗改善剂体系具有良好的选择性堵水作用,对油田可持续发展具有重要意义。     

低渗储层胍胶压裂液交联性能的影响因素及机理探讨

针对非常规储层压裂过程因胍胶压裂液由于耐温性和抗剪切性能差而流变性不易控制问题,依胍胶压裂液特性制备了一类高效纳米ZrO_2交联剂PDH,并配制成PDH-丙烯酰胺接枝胍胶压裂液。以组装的毛细管黏度测量装置探索和分析了纳米PDH交联剂加入量、体系温度、压力及剪切速率对胍胶压裂液黏度和流变指数的影响,并以分子模拟揭示其增稠交联机理。结果表明,30 MPa、175℃和200 s^(-1)剪切50 min可使含0.3%的纳米ZrO_2交联剂的0.35%胍胶压裂液黏度达97 mPa·s,明显优于普通有机锆DDT交联压裂液的74 mPa·s。纳米锆量与体系压力升高使压裂液黏度增加和流变指数降低。4因素中温度和剪切速率对压裂液黏度影响较小,分别降低了39 mPa·s和24 mPa·s,远小于温度和剪切速率对DDT-胍胶压裂液降低的54 mPa·s和37 mPa·s, PDH展现出优异耐温性和增稠性。     

疏水改性AM/AMPS/TBA三元共聚物的合成与性能研究

针对高温高矿化度油田存在的问题,采用丙烯酰胺(AM)、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)和甲基丙烯酸叔丁酯(TBA)三种单体,得到一种增粘能力好的疏水改性三元共聚物PAAT。通过对其进行性能评价,实验结果表明：PAAT浓度为2 000 mg·L^-1时,其表观黏度达到175.8 mPa·s,表现出较好增黏能力。在95℃时,PAAT溶液表观黏度为68.6 mPa·s,黏度保留率为45.28%;当Na Cl和CaCl₂的质量浓度增加到50 000 mg·L^-1和5 000 mg·L^-1时,PAAT黏度值和黏度保留率远高于HPAM,表现出良好的抗温抗盐能力,具有良好的市场应用前景。     

孤岛油田污水生物脱硫保黏技术应用

孤岛油田东区用于配聚的污水主要来自孤三联外输水,污水成分复杂,造成注聚井井口黏度降低,严重影响了区块的开发效果。通过对孤岛配聚污水进行综合分析,明确了硫酸盐还原菌代谢产生的硫化物为聚合物溶液黏度降低的主要影响因素。针对这一问题,采用生物脱硫保黏技术对污水进行处理,不仅能够抑制SRB产生新的硫化氢,而且能够去除污水中原有的硫化氢。在孤岛东区开展了9 500 m~3/d的生物脱硫现场应用,污水硫化物含量由2~4 mg/L降到0.2 mg/L以下,东区北聚合物溶液井口平均黏度由17 mPa·s上升至35 mPa·s左右,东区南井口黏度由33.2 mPa·s上升至53.2 mPa·s。     

石楼西混合水循环压裂液体系应用

为提高返排液重复利用比例问题,结合混合水压裂技术的发展及在鄂尔多斯盆地的应用,提出了循环压裂液体系.处理水中各离子质量浓度普遍高于现场清水中的浓度,前者配置的线性胶黏度为23 mPa·s,低于后者约2 mPa·s;同时,前者配置的交联胶耐温耐剪切性能明显弱于后者,70℃剪切70 min黏度降低至50mPa·s以下.处理...     

纳米SiO2/聚醋酸乙烯酯杂化乳液的性能研究

采用半连续乳液聚合工艺,合成了纳米二氧化硅(SiO2)改性聚醋酸乙烯酯(PVAc)有机/无机杂化乳液。研究了纳米SiO2添加量对聚醋酸乙烯酯乳液聚合稳定性、贮存稳定性、黏度、粘接强度的影响。结果表明,经超声处理的SiO2粒子加入乳液中乳胶粒分散状态良好,合成的SiO2/PVAc复合乳液放置6个月未产生凝聚、分层等不稳定现象;乳液黏度随SiO2含量增加由532.0mPa·s降低为343.0mPa·s。扫描电镜(SEM)观察,纳米SiO2改性PVAc乳液分散均匀,乳胶颗粒聚集现象减少,压缩剪切强度随纳米SiO2含量的增加呈先增大后减小的趋势,用量为6‰时可达10.28MPa。     

原油黏度对稠油聚合物驱影响的实验研究

由于油藏条件、聚合物注入性以及经济性的限制,稠油聚驱允许的聚合物浓度往往难以达到报道的"最优值"。在聚合物浓度恒定或变化较小时,原油黏度增大对聚驱采收率的影响,将直接关系到聚驱在相对高黏度原油油藏的适应性。利用不同黏度的普通稠油样本,进行了大量的聚合物驱油实验,发现原油黏度对聚驱采收率的影响受聚合物使用浓度或水油黏度比的控制。在原油黏度:50～500mPa·s,水油黏度比:0.02～0.62的条件下,聚驱采收率随原油黏度的增大而减小。随聚合物浓度的增大,稠油聚驱采收率上升加快,50～500 mPa·s原油驱替用聚合物浓度应大于等于2 000 mg/L;同时,原油黏度越高,增加聚合物浓度带来的采收率增幅和经济效益越大。在幵联模型中,300mPa·s原油的聚驱替效率和剖面调整效果均差于50mPa·s原油,导致其聚驱采收率低于后者。     

人工水驱稠油油田热水化学增效研究

人工水驱稠油油田注入水突进、采出程度不高、井筒耐温受限,后期转注热水效果有限,为探讨转注热水复合化学药剂的增效机理及效果,结合实验数据分析了热水降黏机理以及3种药剂A、B、C的降低黏度、降低界面张力、改善流度比的增效机理,利用数值模拟方法对比了冷水、热水以及热水加药剂的方案效果。结果表明：LD油田地层原油的黏度随温度增加而降低,当温度从54℃升高至108℃时,原油黏度降低至54 mPa·s,可大幅改善原油流动困难;药剂A在不同温度下降黏率均大于90%,具有较好的降黏性能,药剂B质量浓度从500 mg·L^-1增大至3 000 mg·L^-1,界面张力从0.015 mN·m^-1降低至0.006 mN·m^-1,且在108℃下耐温及降低界面张力性能较好,药剂C溶液在油藏温度54℃下黏度可达125 mPa·s,在升温至90℃后黏度下降的幅度为33%,且90℃下水油流度比增大至0.9,驱油效果更好;热水加药剂A、B、C的复合增效方案效果最优,相比冷水驱最终可提高采收率12.4%,可为此类油藏提高采收率提供新思路。     

用于压裂返排液超支化交联剂的合成及其性能评价

以聚乙烯亚胺、乙二醇、多元醇、硼砂为主要原料合成超支化聚氨基硼和四乙烯五胺硼酸酯交联剂,并对产物进行结构表征及压裂返排液重复配液性能测试。将0.35%羟丙基胍胶溶液与合成的聚超支化氨基硼交联剂以100∶0.4交联比交联,形成的压裂液冻胶体系在7 min左右达到压裂液黏度要求,在80℃、170 s^-1连续剪切70 min时压裂液黏度在100 mPa·s左右,满足行业标准要求(黏度>50 mPa·s)。对此过程进行破胶,破胶液黏度最终为3.2 mPa·s,破胶液中的残渣浓度为198 mg/L。与之相比,四乙烯五胺硼酸酯交联剂体系不能满足返排液的配液要求。用破胶后的压裂返排液再次进行配液,将温度设置到80℃、170 s^-1不间断剪切70 min,将压裂液中的黏度调整至50 mPa·s以上,破胶液黏度为3.4 mPa·s。该交联剂使压裂返排液能重复利用。这对节约水资源、降低环境污染具有广阔的工业化前景。     

加成型硅橡胶的耐漏电起痕性能

正广州天赐高新材料股份有限公司的张利萍等人以黏度20 000 mPa·s的乙烯基硅油(乙烯基摩尔分数0.1%)、黏度60 000 mPa·s的乙烯基硅油(乙烯基摩尔分数0.06%)、黏度63 000 mPa·s的甲基乙烯基VMQ硅树脂(乙烯基摩尔分数1.46%、VMQ质量分数50%)、黏度30 mPa·s的含氢硅油(硅氢基质量分数0.4%)、比表面积300 m2/g的气相法白炭黑、铂催化剂及抑制剂为原料,制成不含三水氧化铝(ATH)的双组分加成型液体硅橡胶。研究了不     

纳米二氧化硅对聚合物凝胶强度的影响

为揭示纳米二氧化硅对聚合物凝胶强度的影响,通过改变纳米二氧化硅在凝胶溶液中质量分数,采用HAAKERS6000流变仪、一维驱替装置研究了纳米二氧化硅对凝胶溶液和成胶后的凝胶的弹性模量、黏性模量、屈服值和封堵性能的影响.结果表明:随着纳米二氧化硅在凝胶配方中的质量分数从0增加至4％,凝胶溶液黏度从86 mPa·s逐渐增加至141mPa·s,凝胶溶液的弹性模量从13.5 Pa增加至20 Pa、黏性模量由5.4 Pa增加至7.8 Pa.成胶后的凝胶的弹性模量从20.7 Pa增加至205 Pa、黏性模量由3.1 Pa增加至17.55 Pa,屈服值从72 Pa增加至1020 Pa,凝胶对热水的封堵压力从0.27 MPa增加至3.45 MPa,凝胶的微观网络结构逐渐致密,孔洞尺寸变小,说明纳米二氧化硅可以增加凝胶的弹性与强度.     

采用电阻层析成像技术测量气液加压鼓泡塔局部气泡参数

在内径0.3 m,高6.6 m的加压气液鼓泡塔反应器中,采用电阻层析成像技术(ERT)研究了空气-水体系中气泡群平均上升速度、局部气含率及其径向分布。在表观气速0.119~0.312 m s 1,压力0.5~2.0 MPa,考察了表观气速、压力对气泡群上升速度、局部气含率及其径向分布的影响。实验结果表明,鼓泡塔中局部气含率随着表观气速与压力的增大而增大,其径向分布呈现出中心高边壁低的分布特征,但整个截面的分布并非严格对称,在r/R=0~0.3,气含率变化较小,且极大值出现在该范围内;气泡群的局部上升速度随着表观气速的增大而增大,但是随着压力的增大而减小。