淀粉接枝共聚物在多孔介质内成胶效果实验——以渤海油田SZ36-1油藏条件为例

淀粉接枝共聚物凝胶由于其成胶强度大、成本低、成胶时间可控等优点已经在我国部分油田应用。然而现今针对淀粉接枝共聚物凝胶的研究多集中在合成方法、性能表征和常规方法的成胶强度研究上,结合现场实际情况,尤其是海上油田现场实际情况的成胶效果研究较少。以渤海油田SZ36-1油藏条件为例,研究了淀粉接枝共聚物凝胶在接近油藏实际条件的多孔介质中的成胶效果。结果表明,在玻璃容器内具有良好耐稀释性、抗剪切性、耐油性、耐黏土性和时间稳定性的淀粉接枝共聚物体系,在岩心孔隙内却难以发生交联反应。由此可见,化学反应空间环境对淀粉接枝共聚物成胶效果存在较大影响,空间尺寸越大,成胶效果越好。为增加淀粉接枝共聚物各组成在孔隙内发生碰撞概率即提高成胶效果,需要适当提高常规优化配方中各组分浓度。     

空间尺寸对淀粉接枝共聚物凝胶成胶效果影响及作用机理——以渤海绥中36-1油田为例

为解决渤海油藏注水开发过程中注采井间形成的低效和无效循环,需对窜流通道进行治理,而淀粉接枝共聚物凝胶具有初始粘度较低、成胶强度大、封堵效果好和耐酸耐碱等优点,并且在陆地油田大孔道或特高渗透条带治理过程中发挥了重要作用。为此,开展空间尺寸对淀粉接枝共聚物凝胶成胶效果影响的实验研究和机理探索,结果表明,化学反应空间环境对淀粉接枝共聚物凝胶成胶效果存在较大影响,成胶环境空间尺寸愈大,成胶效果愈好。为确保淀粉接枝共聚物凝胶各组成在岩心孔隙内发生交联反应,需在以磨口瓶为成胶环境和粘度为评价指标所取得配方基础上适当提高各组分质量分数。此外,在淀粉接枝共聚物凝胶注入岩心前后注入适量前置和顶替段塞将有助于促进各组分间的交联反应。     

多孔球状淀粉接枝共聚物的应用

以反相悬浮法制备的多孔球状淀粉接枝共聚物为载体 ,采用直接压片法制得药物非诺落芬钙的缓释片剂。测定了缓释片剂中非诺落芬钙的体外溶出速率 ,非诺落芬钙在人工肠液中 3 h缓释片剂释放率为3 5%～ 51 % ,全部溶出时间大于 1 2 h,而淀粉与非诺落芬钙压制的淀粉药片中的非诺落芬钙 3 h已全部释放出来。缓释片剂中非诺落芬钙在人工胃液中 4 h释放 3 %～ 1 9% ,随着缓释片剂中多孔球状淀粉接枝共聚物用量增加 ,非诺落芬钙的体外溶出速率也增加。用 FTIR表征了缓释片剂中非诺落芬钙与接枝共聚物形成的分子间氢键     

SPA淀粉接枝共聚物堵水调剖剂性能研究

针对中原油田含盐量高的地层特点，开发出了以淀粉与丙烯酰胺接枝共聚物SPA、有机复合交联剂MC和促凝剂L为主要成分的堵水调剖剂。研究了该堵水调剖剂各组分浓度对成胶时间与凝胶粘度的影响，考察了pH值、温度、水质及剪切作用对堵水调剖剂性能的影响，采用岩心模拟试验方法评价了该堵水调剖剂的作用效果。结果表明，SPA-WC-L堵水调剖剂强度高、耐冲刷，具有良好的选择性堵水作用，可满足中原油田堵水调剖作业的需要。     

淀粉接枝聚丙烯酰胺凝胶的流变性能

为了克服以聚丙烯酰胺作为主剂制备凝胶类调剖堵水剂时溶液黏度大不易泵入、易被剪切等缺陷,采用羟丙基淀粉(HPS)接枝的方法改善了聚丙烯酰胺强凝胶的性能,利用HAAKE流变仪及ESEM研究了凝胶的流变性能与微观结构,考察了主剂(丙烯酰胺(AM)+HPS)含量、AM/HPS质量比、交联剂浓度和纳米级SiO2浓度对凝胶流变性的影响。结果表明：随主剂含量与AM/HPS质量比增大,凝胶体系弹性模量和黏性模量增大,屈服应力也增大,柔量减小,形变幅度减小,回复率增大;随着交联剂浓度增大,凝胶强度先增强后减弱,屈服应力渐增;加入纳米级SiO2有利于增强凝胶的强度、弹性及屈服应力;ESEM测试结果表明,加入羟丙基淀粉与纳米级SiO2后的凝胶可观测到致密的三维网络结构,可能是凝胶强度增强的原因。     

AM/AA/淀粉接枝共聚物降滤失剂的合成及性能

介绍了AM/AA/淀粉接枝共聚物降滤失剂的合成，考察了合成条件对AM/AA/淀粉接枝共聚物性能的影响。并对其钻井液性能进行室内初步评价。结果表明，AM/AA/淀粉接枝共聚物具有较好的降滤失，抗温，抗盐和抗钙，镁污染能力。     

硅酸钙无机凝胶配方优选及凝胶的封堵和液流转向效果评价

依据渤海油田高盐油藏深部调剖技术需求,采用光学显微镜、激光粒度仪、扫描电镜、流变仪和岩心驱替实验装置,开展了硅酸钙无机凝胶配方优选、流变性与黏弹性评价、基本形态观察以及封堵和液流转向效果实验研究。结果表明:Na_2SiO_3与CaCl_2溶液混合后产生无机凝胶,反应时间一定条件下,逐渐增加Na_2SiO_3与CaCl_2溶液浓度,生成物颗粒粒径中值呈现"先减小后增大再减小"变化趋势,但变化幅度较小,生成物由凝胶态逐渐转变为凝胶与沉淀物的混合态;无机凝胶具有弹性大于黏性的性质,同时随2种反应液浓度的增加,硅酸钙无机凝胶封堵和液流转向效果也逐渐增强;从技术经济角度综合考虑,推荐Na_2SiO_3和CaCl_2浓度为0.02～0.03 mol/L。     

复合凝胶成胶机理分析及封堵效果评价

研究了"无机+有机"复合凝胶的成胶机理及封堵效果。实验结果表明,"无机+有机"复合凝胶成胶后黏度超过10×10⁴ mPa·s,强度等级最高可达H级;温度越高,复合凝胶成胶时间越短,成胶强度越强;与单一无机凝胶或有机凝胶相比,复合凝胶具有半互穿式网络结构。流变性能测试表明,随剪切速率增加,视黏度降低。当岩心渗透率为6 000×10^-3μm²,封堵率可达96.24%。因此,"无机+有机"复合凝胶适用于海上油田高渗透层封堵或大孔道治理等。     

淀粉接枝丙烯酰胺与对乙烯基苄基三丁基氯化鏻共聚物的制备

以玉米淀粉(St)为原料、丙烯酰胺(AM)和对乙烯基苄基三丁基氯化鏻(VBTBPC)为单体、过硫酸铵-亚硫酸氢钠为氧化还原引发体系,通过水溶液聚合法制备了St接枝共聚物(St-g-(AM-VBTBPC))。采用FTIR和TG等方法分析了该共聚物的结构及热稳定性,并研究了引发剂用量和单体用量对聚合反应的影响。实验结果表明,适宜的单体用量为m(AM+VBTBPC)∶m(St)=1.5,引发剂用量为0.04%(w,基于单体的总质量)。在此条件下得到的St-g-(AM-VBTBPC)共聚物的阳离子度最大。St-g-(AM-VBTBPC)共聚物具有良好的耐热性能。     

酚醛凝胶调剖剂封堵及调剖效果研究*

针对渤中34-2/4油田长期注水开发后存在的非均质性加剧和注入水低效循环问题,须采取调剖措施来改 善水驱开发效果。以渤中34-2/4储层特征为模拟对象,测试了酚醛凝胶调剖剂的成胶时间和成胶黏度,采用环 氧树脂浇筑岩心和层内非均质岩心实验开展了酚醛凝胶调剖剂封堵及液流转向效果研究。研究结果表明,固化 剂间苯二酚和助剂碳酸氢铵可增加酚醛凝胶调剖剂的反应速率和凝胶强度,可通过向聚合物SD-201酚醛凝胶 调剖剂中添加固化剂,向乳液聚合物DW-R酚醛凝胶调剖剂中添加固化剂和助剂来提高凝胶强度。与聚合物 DW-R酚醛凝胶相比,聚合物SD-201酚醛凝胶在多孔介质内封堵效果和液流转向效果较好,当均质岩心渗透率 K_g=300×10^-3 ～5400×10^-3 μm²时,封堵率为 99.65%～96.94%,当非均质岩心渗透率为 300×10^-3/900×10^-3/2000× 10^-3μm²时,调剖后采收率增幅达到19.10%。     

改性淀粉接枝共聚堵剂成胶性能研究

为研究非均质性油藏条件下堵剂的成胶性能,室内使用自主研制的纵向非均质二维长岩心模型和常规的单管与并联填砂管对改性淀粉接枝共聚堵剂进行了研究。结果表明:堵剂配方为5%改性淀粉+5%丙烯酰胺+0.05%交联剂+0.1%引发剂时的注入性良好,对高渗、中渗和低渗填砂管的封堵能力良好,封堵率分别为99.2%、97.1%和91.0%;选择性较好,优先进入高渗透层进行封堵,并随着渗透率级差的增加,注入选择性增强;对长岩心模型水驱形成的大孔道进行了有效的封堵,使得中低渗潜力储层得到充分的动用,高渗、中渗和低渗储层的水驱采收率分别增加2.2%、3.3%和5.6%,最终采收率提高11.1%;耐冲刷能力强。该堵剂成胶性能良好,适用于非均质性稠油油藏。     

淀粉与丙烯酰胺／丙烯磺酸钠接枝共聚物的研究

以硫酸高铈为引发剂,将淀粉与丙烯酰胺（AM）、丙烯磺酸钠（AS）进行接枝共聚,制备了淀粉与丙烯酰胺／丙烯磺酸钠接枝共聚物。用正交实验法确定了最佳聚合工艺条件,即聚合反应温度55℃,引发剂用量0．3g,AM与淀粉质量比4：1,AS用量0．2mL。考察了As用量对接枝共聚物产品性能的影响,包括粘度、溶解性、抗温性、抗盐性及降失水性。结果表明,随着AS用量的增加,共聚物粘度逐渐降低,溶解性逐渐增加,对抗温性影响不大,抗盐性好,水泥浆降失水性提高。     

纤维素-甲基丙烯酸丁酯接枝聚合吸油材料的表征及其吸油性能

以纤维素(棉浆粕)为基材、硝酸铈铵-HNO_3为引发剂、甲基丙烯酸丁酯(BMA)为接枝单体、N,N′-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂,采用悬浮振荡接枝聚合法合成了棉浆粕-BMA接枝聚合吸油材料。用FFIR,XRD,SEM,TG-DSC等分析手段对产物的结构进行了表征,提出了用聚合度增量法测定产物接枝率的新方法,并对产物的吸油率、保油率、吸油速率、水面浮油回收率等吸油性能及其重复使用性能进行了分析。实验结果表明,产物为棉浆粕与BMA的接枝聚合物,该产物对黏度较大和极性较强的油品有较高的吸油率,对各类油品都具有较高的吸油速率,对不易挥发的油品有较好的保油率,水面浮油回收率低于产物饱和吸油率,回收规律与吸油规律基本一致,即吸油性能较好的试样对水面浮油的回收能力也较高。     

原油直接催化裂解过程模拟与工艺参数优化

针对国内成品油过剩、基本化工原料匮乏的现状,采用原油直接催化裂解工艺最大化利用原油资源,提高基本化工原料收率。先采用Aspen HYSYS软件对原油直接催化裂解(COCC)工艺进行稳态模拟,再以原油预热温度、提升管出口温度、关键产物回炼比为优化变量,对COCC过程模型的工艺参数进行了优化,得到了COCC工艺的最佳工艺操作参数。模拟结果表明,采用优化后的工艺参数,乙烯和丙烯收率分别为11.46%和19.65%。以布伦特原油价格60 USD/bbl(1 bbl=159 L)及其对应的产品价格为基准,对优化后的COCC工艺进行经济效益分析,COCC加工大庆原油的成本为3285 CNY/t,净利润为885 CNY/t,年税后净利润为13.28×10.8 CNY。敏感性分析结果表明,原油价格波动对项目的年净利润影响最大,其次是关键产物乙烯和丙烯的价格波动,生产负荷和固定资产投资对装置的年净利润影响较小。     

木质素磺酸盐接枝共聚物的合成及应用

以亚硫酸盐法造纸废液为主要原料 ,进行缩合反应 ,在一定条件下通过接枝两烯类单体合成出木质素磺酸盐接枝共聚物 ,采用IR对其接枝物进行分析。在此基础上 ,通过进行金属离子络合反应及磺化反应等一系列改性反应 ,对接枝共聚物进行改性合成出油田用钻井液处理剂MGBM - 1。试验结果表明 ,MGBM - 1具有降粘、降滤失双重功效 ,降失水效果和热稳定性好 ,抗盐钙污染能力强等优点 ,性能优于铁铬木质素磺酸盐。     

吉7深层稠油集输及处理参数工艺优化

吉7井区稠油为新疆油田采用掺热水双管集输工艺的示范区,回掺热水工艺有效解决了稠油集输问题,但在运行过程中,存在回掺系统沿程温降大、能耗高、相变炉严重结垢等问题;为此,根据不同原油黏度区域范围优化了掺水量和掺水温度等措施:掺水量由1940 m~3/d降为1476 m~3/d;回掺水出站温度夏季由60℃降为45℃,冬季由65℃降为50℃,年节约天然气费用180.7万元;通过优化相变炉工艺,出站回掺水温度降低15℃;采用油水界面调节技术后,原油脱出水温度由55℃降至35℃,油出口温度由55℃升至65℃,年节约天然气费用173万元,降低了系统能耗,减缓了管线及设备结垢趋势,实现吉7稠油集输及处理低成本、高效率运行。     

聚丙烯酸酯-氯乙烯接枝共聚树脂的合成

研究了聚丙烯酸脂-氯乙烯(ACR-VC)接枝聚合工艺。讨论了ACR乳液用量、引发体系、聚合温度、交联剂以及乳液粒径等对接枝聚合物性能的影响,确定了合适的聚合工艺条件。结果表明,ACR-VC接枝聚合物具有良好的冲击性能和耐候性能,可广泛应用于制造窗框异型材。     

壳聚糖/丙烯酰胺接枝共聚物的合成及应用

在N2保护下,以硝酸铈铵为引发剂,以壳聚糖（CTS）和丙烯酰胺（AM）为单体,接枝共聚制得壳聚糖／丙烯酰胺接枝共聚物,即改性壳聚糖衍生物（CAM）,并用IR对产物进行表征。确定了最佳聚合条件：反应温度50℃,反应时间3h,m（CTS）：m（AM）=1：6,引发剂浓度0．8mm01／L。通过对废水的处理,考察了CAM在絮凝、COD去除、脱色上的应用。结果表明,CAM具有较强的絮凝能力,絮凝效果优于聚丙烯酰胺和壳聚糖,对COD的去除率达90.1％,并具有较好的脱色效果。