溶胀时间对交联聚合物微球体系性能影响

交联聚合物微球体系是一种在交联聚合物溶液(LPS)基础上发展起来的用于油田深度调剖的耐温耐盐体系,由于它是预交联体系,在地层中流动时间较长,各种性质易受溶胀时间的影响,因此考察溶胀时间对其性质的影响,对该项技术的现场应用具有指导意义.为此,用动态光散射法、膜过滤法和HAAKE流变仪研究了不同溶胀时间内交联聚合物微球体系的粒径大小、封堵特性及流变特性.结果表明:溶胀时间较短时,微球粒径较小,随着溶胀时间增加,微球粒径增大,直至溶胀达到平衡,继续延长溶胀时间,微球粒径减小;在实验考察的溶胀时间内,微球体系通过0.4μm核孔膜的封堵性能随着溶胀时间的增加而减弱;随着溶胀时间的增加,微球体系表现出的胀流性逐渐增强,达到最大后胀流性减弱,最后表现出近似牛顿流体性质.     

交联聚合物微球深部调驱体系的评价与应用

制备了一种交联聚合物微球深部调驱体柰,对其进行了室内评价。结果表明,在高温高矿化度条件下,该微球具有较好的水化膨胀性;在岩心中通过“封堵-变形-突破-深入-再封堵”能对地层实现逐级封堵,达到深部流体改向和提高采收率的目的。在永8断块开展了3口井的深部调驱试验,结果表明,其能有效封堵高渗层,提高中、低渗层的吸水能力,增产原油。     

交联比对交联聚合物微球性能的影响

采用动态光散射实验、扫描电镜实验、核孔膜过滤实验和岩心实验研究了交联比对交联聚合物微球性能的影响。实验结果表明,交联比不同,微球溶胀后的水化粒径不同;交联比越小。微球结构越松散,微球的溶胀倍数越大;随着交联比的减小,微球的柔软程度增加,变形性增强;核孔膜实验表明,粒径适中、变形性较好的微球封堵能力强;岩心驱油实验进一步表明变形性较好的微球更容易进入油藏深部进行封堵。现场试验表明,该体系微球能够有效增油降水,能够改善地层的非均质性。     

交联聚合物微球分散体系性能研究

本文采用反向乳液聚合法合成了交联聚合物微球,研究了该交联聚合物微球分散体系的微球形态、配伍性、封堵性和驱油性能。实验结果表明,交联聚合物微球溶胀10 d后,团聚在一起的聚合物逐渐分开,尺寸在100 200 nm左右。溶胀后的交联聚合物能在短时间内对微孔膜形成有效封堵,并具有较好的耐盐性。多点测压砂管封堵实验结果表明,交联聚合物微球能进入填砂管的中深部,具有一定的深部封堵能力。并联岩心驱油实验结果表明,注入3.0 PV由油田模拟水配制的质量分数为0.04%的交联聚合物微球分散体系,高渗透率岩心(气测渗透率2.0μm2)在水驱(61.61%)基础上提高采收率21.42%;而低渗透率岩心(气测测透率0.5μm2)在水驱采收率为0的基础上提高采收率42.69%。图10表1参6     

聚合物微球体系室内筛选与评价

选取3种纳米级聚合物微球A-1、D-2和M-1,考察其在70℃下现场采出水中的溶胀性能及在岩心中的封堵能力。结果表明,聚合物微球D-2具有较好的溶胀和封堵性能。通过物模驱油试验,确定了微球D-2的最佳驱油条件：高渗管渗透率小于1．7μm^2,双管渗透率级差小于2．6;采用“平注慢采”的驱替方式,即一次水驱和注入聚合物微球的驱替排量采用1．5mL／min,后续水驱驱替排量采用0．5mL/min;聚合物微球段塞组合模式为5000mg／L溶液0．05PV＋2000mg／L溶液0．1PV。在此条件下,聚合物微球体系驱油效果较为理想。     

交联聚合物微球在深部调驱中的应用

油藏非均质性是制约采收率提高的关键因素,交联聚合物微球调驱技术是解决这一问题的重要技术手段.低渗透油藏复杂的孔隙结构,深海、深井油藏中高盐、高温等恶劣油藏环境,对微球注入、封堵、深入、耐温、耐盐等性能提出了更高的要求.综述了交联聚合物微球的调驱机理、制备方法及矿场试验应用的研究进展与目前存在的问题,并提出交联聚合物微球...     

交联聚合物微球的制备及岩心封堵性能研究

通过反相微乳液聚合,得到一系列交联聚合物微球,利用岩心驱替等方法对孤岛污水配制的交联聚合物微球体系的封堵能力进行了研究,考察了岩心渗透率和聚合物浓度对封堵性能的影响,并利用不同浓度聚合物进行了岩心驱油实验。实验结果表明:所合成的交联聚合物微球能够溶于油田污水,不会出现絮凝现象;该交联聚合物微球可以进入岩心内部吸附、滞留、聚集并形成封堵;岩心驱油效果显示污水配置的交联聚合物溶液能够较好地提高采收率,可将模拟油的采收率提高14%～15%,不同浓度溶液对采收率大小没有影响,但浓度大时驱油速度会提高。     

交联聚合物微球分散体系的流变性

用HAAKE RS600型流变仪研究了交联聚合物微球分散体系的流变性及其时间效应.结果表明,质量浓度为100mg/L的交联聚合物微球在40℃下恒温溶胀10d时,其流变性与相同条件下低浓度部分水解聚丙烯酰胺溶液的流变性不同.交联聚合物微球分散体系在中等剪切速率(335～1380s-1)时表现为胀流性,在低剪切速率(60～335s-1)时表现为假塑性,在高剪切速率(1380～1600s-1)时表现为近似牛顿性.而相应的部分水解聚丙烯酰胺溶液只表现为轻微的假塑性.交联聚合物微球分散体系具有时间效应,表现为负触变性(震凝性),而部分水解聚丙烯酰胺溶液的流变性没有时间效应.     

交联聚合物微球体系水化性能分析

采用动态光散射法（DLS）、微孔滤膜过滤法和岩心封堵实验法研究了交联聚合物微球体系水化后的粒径变化、封堵性能和压缩变形性能。所研究的交联聚合物微球是一种预交联聚合物颗粒，由丙烯酰胺、丙烯酸及交联单体通过反相微乳液聚合制成，经过破乳、沉淀分离及萃取精制提纯。实验结果表明，聚合物浓度为200mg／kg、氯化钠浓度为5000mg／kg的交联聚合物微球体系，40℃下的水化时间由3天增至15天时．微球的水化动力学直径（Dh）由244．3nm增至278．4nm，15天时粒径达到最大值．此后随着水化时间的继续延长，微球Dh逐渐变小；聚合物浓度为200mg／kg、NaCl浓度由0mg／kg增至10000mg／kg时。交联聚合物微球Dh由2090nm减至229.6nm，但随着NaCl浓度的继续增加，Dh却逐渐增大。微孔滤膜实验表明，交联聚合物微球体系可对0．4μm的核孔膜形成有效封堵，但是长时间水化后的交联聚合物微球封堵性能降低。岩心封堵实验进一步说明水化后的微球具有很好的变形性和注入性。图3表1参6。     

交联聚合物微球水化粒径影响因素的分析

采用SEM和动态光散射实验对交联聚合物微球(简称微球)水化粒径及其影响因素进行了分析。实验结果表明,微球初始形态为球形,粒径约为50nm,40℃下水化15d后微球粒径溶胀到300nm;水化时间由1d增至15d时,微球水化后的流体力学直径(Dh)由397.2nm增至最大值487.7nm;微球水化后的粒径随分散体系中微球含量的增加而增大;随水化温度的升高,分散体系中微球的Dh达到最大值的时间缩短;在实验范围内,交联比为1/10000的微球粒径最小,溶胀倍数最大,溶胀程度较高。     

核壳结构功能聚合物微球的评价与应用

采用反相乳液聚合的方法合成了一种多功能核壳结构聚合物微球(简称核壳微球),壳层为苯乙烯和乙酸乙烯酯的共聚物,核层为丙烯酰胺及其衍生物的共聚物,利用SEM、TEM和粒径分析仪等对微球进行了性能评价.实验结果表明,核壳微球为规则的球形,粒径中值为11.795μm,由核壳两层构成,壳层表面呈磨砂状.在模拟地层水矿化度为500...     

交联聚合物溶液的微观形态结构研究

用扫描电镜和偏光显微镜研究了聚丙烯酰胺／柠檬酸铝交联聚合物溶液在盖玻片上形成的聚集体微观形态，并与相同浓度的部分水解聚丙烯酰胺水溶液、有机铝弱凝胶和有机复合弱凝胶的扫描电镜图片进行了对比研究。结果表明，聚丙烯酰胺／柠檬酸铝交联聚合物溶液是以单个部分水解聚丙烯酰胺大分子内交联为主，几个颗粒间以相互连接较弱的分子间交联为辅的胶态分散体系。形态为近似球形的颗粒。     

聚表剂/S二元复合体系评价及驱油实验

利用室内实验方法研究了聚表剂/S二元复合体系的界面性能、增黏性能、微观结构、乳化性能,据此评价聚表剂二元驱的相关性质,同时进行了聚驱后聚表剂/S二元体系与聚合物/S二元体系驱油效果对比,研究聚表剂/S二元体系的驱油潜力。研究结果表明:含有高质量浓度的聚表剂/S二元体系比含有低质量浓度的聚表剂/S二元体系的界面张力更小,黏度更大,乳化性能更稳定;聚表剂分子具有独特的"网状"结构,分子线团尺寸远大于普通聚合物,使其具有更好的液流转向能力;驱油实验表明,聚驱后聚表剂/S二元体系主段塞提高采收率幅度比聚合物/S二元体系主段塞高11.48百分点,说明聚驱后聚表剂体系有很大的潜力。因此,聚驱后的剩余油可以采用聚表剂/S二元体系进行开发。     

交联聚合物驱数学模型研究

在现有交联聚合物驱油机理和地下调剖研究成果的基础上，结合常规聚合物驱数值模拟方法，建立三维三相七组分交联聚合物调剖的数学模型。模型中不仅考虑了聚合物的各种物化现象，还对聚合物和交联剂在地下交联反应后，产生交联聚合物的物化反应、吸附滞留机理以及凝胶封堵高渗层的情况等进行了系统的研究。     

单分散聚合物微球的制备技术进展

单分散聚合物微球具有特殊的结构与优异的性能,在众多领域内得到广泛的应用,相关制备技术也因此实现飞速发展.从悬浮聚合、沉淀聚合、分散聚合、乳液聚合和种子溶胀聚合等方面阐述了单分散聚合物微球的制备技术及研究进展,分析了各类聚合方法的原理、优缺点及产物特点,并对单分散聚合物微球未来的研究方向进行了展望.     

耐温抗盐交联聚合物驱油体系性能评价

研究了部分水解聚丙烯酰胺(聚合物)与耐温抗盐交联剂所形成的流动凝胶体系的性能,并进行了物理模拟试验。结果表明,体系对聚合物本身的性能要求宽松,水解度为4％-30％、相对分子质量大于900×104的聚合物干粉成胶性能均较好;体系对温度敏感,温度较低时。体系不发生反应,所以有足够的时间配制溶液,且耐高温(90℃),可用于地层水矿化度为50000mg／L的地层。该体系由有机试剂组成,与岩石接触后不产生离子交换、沉淀反应;吸附小,与聚合物以共价键结合,形成的凝胶性能稳定,具有较高的粘弹性,可大幅度提高采收率。     

磷硅酸盐/表面活性剂/聚合物复合体系性能评价

三元复合体系中的强碱作用使井筒和地面输油设备结垢严重,并且由于层间和层内矛盾日趋严重,注入过程易发生指进.为此,利用磷硅酸盐助剂、聚合物和表面活性剂组成复合体系,对复合体系的界面张力、粘度、分流能力和驱油效果进行了研究.当表面活性剂质量分数为0.05%～0.4%,磷硅酸盐助剂质量分数为0.1%～0.8%时,复合体系的界面张力达到10-2～10-3mN/m数量级,具有较好的低界面张力范围.在物理模型上进行了分流能力和驱油实验.结果表明,磷硅酸盐助剂可以改善驱油体系的调剖能力,可在水驱基础上提高采收率35.9%,优于大庆现有的三元复合驱油体系.     

复合交联聚合物弱凝胶体系的研制与性能评价

由于弱凝胶调驱体系抗剪切性能弱而限制了其在油藏中的应用,以共聚物丙烯酰胺/丙烯酸/N-乙烯基吡咯烷酮为主剂,加入甲醛–苯酚复合交联剂和高温稳定剂,制备了调驱性能较好的弱凝胶体系。考察了聚合物质量浓度、稳定剂质量浓度、交联剂/聚合物质量比、交联剂配制摩尔比、温度、pH值以及矿化度对成胶性能的影响。确定了弱凝胶体系的最佳使用条件:聚合物AM/AA/NVP质量浓度2 000 mg/L,交联剂/聚合物质量比2/1 000,交联剂(甲醛/苯酚)摩尔比4∶1,稳定剂(硫脲)质量浓度100 mg/L,pH值为7,温度60℃。室内调驱性能评价表明,该体系具有良好的抗剪切性能,黏度保留率达到91.38%,同时封堵率在99%以上,突破压力大于7 MPa,并且还具有一定的选择封堵能力,剖面改善率达到80%以上。