化学剂组分浓度对聚合物凝胶成胶性能影响研究

为了更好的揭示聚合物凝胶体系的成胶规律,利用布氏粘度仪对不同化学剂浓度下聚合物凝胶体系成胶粘度及成胶时间进行表征。研究结果表明:凝胶体系随着聚合物以及铬交联剂浓度的增加成胶时间下降、成胶强度增加,硫脲作为稳定可以有效的延缓成胶时间而对成胶强度影响较小。综合考虑成胶时间及成胶强度,最佳的聚合物凝胶体系配方为浓度为2 500 mg/L的聚合物+质量分数为为0.3%的铬交联剂醋酸铬+质量分数分别为0.03%的硫脲。     

双尾疏水缔合聚合物弱凝胶成胶性能影响因素分析

针对常规聚合物不能耐高温高盐的特点,选用耐温抗盐的新型双尾疏水缔合聚合物(DTHAP)为弱凝胶主剂。研究了聚合物质量浓度、交联剂质量分数、温度、矿化度和多孔介质剪切等对凝胶体系成胶性能的影响;并用扫描电镜(SEM)对其微观结构进行探究。实验结果表明:弱凝胶的成胶时间、成胶强度可以通过调节聚合物和交联剂浓度来控制。在80℃下,聚合物质量浓度为1 000~2 250 mg/L,交联度质量分数为0.6%时,体系成胶时间1~6 d可调控,最大成胶强度能达到F级。该体系在温度为80~90℃,矿化度为2×104~8×104mg/L的条件下具有较好的成胶稳定性,经多孔介质剪切后仍具有较好的稳定性,SEM表明弱凝胶体系有致密的空间网络结构。结果表明,该体系能应用于高温高盐油藏。     

一种复合凝胶堵剂的制备与性能研究

以聚乙烯亚胺(PEI)和有机铬作为复合交联剂,与聚丙烯酰胺(HPAM)制备一种复合凝胶堵剂,考察各因素对成胶性能的影响。结果表明,体系成胶时间随PEI和醋酸铬质量分数的增加以及温度的升高而缩短,随HPAM质量分数的增加而先增长后缩短,体系成胶黏度随HPAM、PEI和醋酸铬质量分数的增加而逐渐增大,后趋于稳定,随温度升高而先增大后减小。复合凝胶堵剂的配方质量分数优选为0.8%HPAM、0.1%PEI、0.2%醋酸铬,成胶温度70℃,成胶时间36 h,成胶黏度3 150 mPa·s。该堵剂具有较好的耐剪切性、成胶稳定性,封堵率95%。     

PVP/PAA共混水凝胶的制备及性能研究

以丙烯酸(AA)为单体,聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为添加剂,通过引发剂引发自由基聚合制备了聚乙烯吡咯烷酮/聚丙烯酸(PAA)共混水凝胶,讨论了聚乙烯吡咯烷酮用量、反应温度、引发剂含量及交联剂含量等条件对合成凝胶影响,并研究了其溶胀行为。实验结果表明,在合成过程中,凝胶时间随PVP的含量增多而延长,且乳白色深度逐渐加深;随引发剂的增加,产生乳白色时间及凝胶时间缩短;一定范围内随温度升高可凝胶时间降低;交联剂的用量对凝胶时间无明显影响。在PVP/PAA共混水凝胶体系中,当PVP质量分数为0.6%,PAA质量分数为16.4%,引发剂的质量分数为0.024%,交联剂的质量分数为0.016%时,水凝胶的吸水性最佳,且随体系p H变化,酸性条件下吸水性较差,在碱性条件下吸水性较好;当在Na Cl溶液中溶胀时,水凝胶的吸水性能随盐离子浓度增大而下降且达到一定浓度后,水凝胶的吸水性能趋于稳定,盐离子对其影响微弱。PVP/PAA水凝胶的吸水效率高,且表现出很强的吸水能力,并且具有成本低廉,应用广泛等特点。     

海上油田深部堵水用乳液增黏复合凝胶体系研究

针对海上油藏作业空间有限的特点以及传统的在线配注堵剂体系存在成胶强度低和封堵能力弱的问题,研制了一种由AMPS耐温抗盐乳液聚合物、聚乙烯亚胺（PEI）交联剂和无机纳米增强剂所组成的复合凝胶体系。通过成胶实验研究了组分质量分数、温度和矿化度对复合凝胶体系成胶性能的影响,优选了合理的配方并评价了注入和运移性能、热稳定性能和选择性封堵性能。结果表明：随着聚合物、交联剂和无机纳米增强剂组分质量分数的增加,成胶时间缩短和成胶强度增加。相比单一凝胶体系,复合凝胶体系的成胶时间缩短和强度增强。岩心注入和运移性能评价结果表明,复合凝胶体系待成胶液黏度低,能够在多孔介质中实现注入和深部运移,达到深部封堵目的。在模拟油藏温度80℃条件下,复合凝胶体系老化90 d后,脱水率仍然低于10%。该体系对不同渗透率的地层均具有良好的选择性封堵性能。     

铬凝胶体系性能影响因素分析

对不同聚合物浓度、交联剂浓度、剪切速率、矿化度及铬凝胶体系性能分析及地层配伍性研究。结果表明:在静态条件下,铬凝胶体系的成胶临界浓度为聚合物浓度500mg·L~(-1)+交联剂70mg·L~(-1)。在预剪切条件下,成胶时间延长,400m·d~(-1)为极限剪切速率,达到这一剪切速率后体系粘度不再降低。随着矿化度的增加,体系粘度上升,当矿化度低于900mg·L~(-1)时体系不成胶。铬凝胶体系与地层配伍的最低渗透率界限为有效渗透率100mD。     

油藏环境对高温交联聚合物凝胶成胶性能的影响

采用高温高压稠化法在稳态剪切条件下模拟凝胶溶液自井口注入地层时的升温加压过程,研究高温高压下成胶环境即溶液初始p H值、温度、金属盐离子对PAM/PEI体系的凝胶化过程和成胶强度的影响。通过高温高压稠化曲线,可将高温高压下PAM/PEI体系的凝胶化过程分为诱导期、加速反应期、平衡期3个阶段。结果表明：引入H+改变凝胶溶液初始p H值,发现凝胶溶液初始黏度先增加后降低,体系可在碱性和中性条件下稳定成胶,而在酸性条件下,体系无法凝胶化。凝胶体系中引入Na⁺、Ca²⁺后,成胶时间被不同程度的延长,且Ca²⁺对凝胶体系的影响远大于Na⁺。体系中Na⁺质量浓度增加,其缓交联作用有限,且不会大幅度降低凝胶成胶强度;Ca²⁺质量浓度增加,凝胶成胶时间明显延长,但其对凝胶成胶强度影响较大,Ca²⁺质量浓度过高,会导致凝胶脱水。     

油田用延时性高黏凝胶制备方法研究

基于改性淀粉凝胶于调剖堵水、封堵、钻完井等方面优异的使用性能及应用前景。以淀粉、丙烯酰胺(AM)为原料,偶氮二异丁腈(AIBN)为引发剂,利用淀粉同烯类单体进行接枝共聚,通过交联剂来实现共价键交联,在实验室条件下合成一种适用于中、高温油藏,成胶时间延时至2 h内可控的高强度的改性淀粉凝胶。研究了引发剂的用量、交联剂的用量、反应温度、p H值对胶体成胶性能(体系黏度和成胶时间)的影响。结果表明:在引发剂质量分数介于0.04%~0.06%,交联剂质量分数在5.1%左右,反应温度为80℃,体系p H为10时所制得的聚合物胶体性能最佳,其体系黏度对应为1 950×103 m Pa·s。     

萨南油田铬微凝胶体系静态成胶浓度界限室内评价

选取2 500万分子量聚合物,HD-4、HD-5型交联剂配制的铬微凝胶在未剪切的条件下分别对萨南油田铬微凝胶体系进行静态成胶浓度界限进行评价。实验表明:聚合物成胶最低浓度在350~400 mg/L,对应交联剂成胶最低浓度为80~90 mg/L,低浓度的铬凝胶体系成胶时间一般在24~36 h之间,成胶后体系粘度会显著上升,表明铬微凝胶体系成胶。     

高温油藏调剖用聚合物凝胶流变性能

我国陆上大部分油田经历长期注水开发后，存在非均质性加剧以及窜流严重等问题，导致驱油效率降低。聚合物凝胶是应用最为广泛的调节非均质性、调整剖面、提高采收率的有效技术之一。由部分支化磺化HPAM(S-HPAM)为主剂，水溶性酚醛树脂为交联剂，合成了一种适用于高温油藏调剖的聚合物凝胶。使用流变学方法系统研究了S-HPAM聚合物凝胶在成胶过程中的流变性能变化，并与常规HPAM形成的凝胶进行了对比。结果表明，在95℃老化条件下，S-HPAM为主剂形成的凝胶体系呈现出剪切变稀特性。成胶初期，凝胶体系主要表现为黏性特征。随着时间的延长，弹性特征愈加明显，触变环的面积增加，逐渐形成了更加致密，强度更高的网络结构。同时，抗剪切性增强，弹性形变逐渐占主导地位。常规HPAM形成的凝胶随着老化时间延长，发生分子链断裂，导致弹性变差。     

新型组合堵剂的研发与性能评价

针对油藏高含水且温度高的特点,研发了一种接枝共聚纯黏性流体与酚醛树脂凝胶组合堵剂,改善了常规调剖技术有效期短、封堵半径短的问题,并通过室内试验评价了该组合堵剂的性能。试验结果表明:该组合体系具有黏弹性高、成胶时间可控且抗剪切性能力强的特点。在90℃条件下,酚醛树脂凝胶堵剂的最佳配方(w)为0.4%HPAM聚合物+0.9%酚醛树脂交联剂;接枝共聚纯黏性流体的最佳配方(w)为4%改性淀粉+4%AM+0.15%交联剂+0.05%引发剂。接枝共聚纯黏性流体与酚醛树脂凝胶复合成胶试验结果表明,酚醛树脂凝胶与接枝共聚纯黏性流体两者互溶之后,均可以成胶,且成胶黏度在50 Pa·s以上。     

影响弱凝胶体系成胶的因素

弱凝胶是由浓度（800～1000mg/L）的聚合物与交联剂形成以分子间交联为主,黏度在100～3000mPa·s之间,具有溶液三维网络结构的弱交联体系;具有成本低、成胶时间长,聚合物和交联剂用量低等特点。本文综述了聚合物性质、交联剂性质、pH值、温度、矿化度等因素对弱凝胶体系成胶的影响。     

新型铬交联剂动态成胶临界浓度研究

运用1300万分子量和1900万分子量聚合物,DQ-8型交联剂配置成的铬凝胶体系在经过50目和100目筛网条件下,模拟不同剪切速率的情况下动态成胶浓度界限。实验表明:1300万分子量成胶临界浓度为500～700mg·L~(-1),体系中新型交联剂成胶临界浓度为80～90mg·L~(-1),新型交联剂配置的体系经过钢铁筛网的剪切后成胶时间有所延长,在6～10h之间,经过12d的检测后,成胶后铬凝胶体系粘度仍能保留在1000mPa·s以上,未成胶溶液粘度降至10mPa·s以下。     

EBR胶乳凝胶的控制及其对ABS树脂冲击性能的影响

主要讨论了摩尔质量调节剂，延长后期反应时间，提高后期反应温度，过硫酸钾用量等对乙烯－丁二烯橡胶（EBR）胶乳凝胶的影响；同时讨论了低凝胶条件和高凝胶条件下凝胶对ABS树脂性能的影响。结果表明：低凝胶条件,ABS树脂的冲击性能随凝胶质量分数的增加而增加；高凝胶条件下，则随凝胶质量分的增加而降低，得到了EBR胶乳生产中凝胶的主要控制方法，并通过控制EBR胶乳凝胶来实现对ABS树脂冲击性能的控制。     

东河油田深部调驱技术实验研究

针对东河油田油藏地层压力高、温度高和地层水矿化度高的特点,选用耐温耐盐聚合物SD7000研究并优化了适合该油藏的凝胶调驱体系,该体系配方为聚合物0.6%+高温交联剂0.3%+稳定剂0.08%+性能改进剂0.04%。评价了温度、矿化度、p H值三个因素对凝胶体系成胶性能的影响,结果表明:随着温度的升高,成胶时间变短,凝胶粘度先变大后变小;对p H值适用范围广,p H值在8~10时,成胶时间较短,凝胶粘度较大;随着钙离子浓度的增加,成胶时间变短,凝胶粘度基本不变;室内封堵实验表明,该凝胶体系封堵率达98%以上,具有一定的堵水作用。该研究对东河油田进一步提高水驱采收率提供了理论基础和技术支持,具有重要的指导意义。     

中原油田耐温抗盐交联聚合物成胶影响因素及先导试验

交联体系可分为三类,即:凝胶体、弱凝胶和交联聚合物溶液;针对高温、高盐和非均质严重的油藏特征,适于中原油田调驱应用的是:具有一定流动性和良好稳定性的弱凝胶体系;根据室内评价实验,聚合物的类型、分子量及浓度,以及交联剂类型及浓度,对成胶强度和稳定时间都有影响,而限制交联体系成胶的主要因素是高温、高盐的环境条件,此限制在本质上体现为对凝胶体系空间完善网络结构形成和破坏的影响上;目前条件下,通过精心筛选聚合物和加入适量起“保水作用”的添加剂,在温度≤90℃、矿化度≤15×104mg/L的条件下,形成稳定的弱凝胶调驱体系是完全可行的;为验证配方和技术有效性而开展的现场先导试验截止目前效果显著。     

渗透汽化法汽油脱硫用乙基纤维素膜制备工艺的优化

为了进一步提高乙基纤维素(EC)膜的脱硫性能,利用光引发交联反应将丙烯酸酯单体和EC聚合物合成交联EC膜,用红外光谱仪、扫描电镜对该膜的膜结构进行了表征。采用模拟汽油评价了EC膜的脱硫性能,研究了EC质量分数、交联剂质量分数、成膜温度、脱硫温度对EC膜渗透汽化性能的影响。结果表明,随着EC质量分数和交联剂质量分数的增加,硫富集因子和通量均先增大后减小,存在极大值;随着成膜温度和脱硫温度的升高,硫富集因子逐渐降低,通量一直增加。综合考虑两者对汽油脱硫的贡献,选取EC质量分数为18%,交联剂质量分数为21%~22%,成膜温度为50℃,脱硫温度为80℃为最佳脱硫条件。     

高温高矿化度油藏凝胶交联聚合物调驱技术

凝胶交联聚合物调驱技术通过在聚合物中加入交联剂和稳定剂 ,提高了驱油体系的耐温耐盐性能 ,凝胶交联聚合物调驱体系耐温 90℃、抗盐 2 5× 1 0 4 mg/ l,成胶强度、成胶时间调整范围宽。该技术在胡庆油田胡十九块 (温度 72 .8℃ ,矿化度 1 2 .1× 1 0 4 mg/ l)成功的进行了矿场先导试验 ,取得了较好的经济效益 ,为高温高盐油藏在高含水条件下提高采收率提供了一种新方法     

缔合聚合物长效凝胶体系研究

在模拟大庆油田条件下,分别在改变pH值、改变交联剂的浓度、改变交联剂的内部配比、改变交联剂与聚合物之间的配比、改变交联剂的种类进行配制胶联体系的实验。实验结果表明,缔合聚合物凝胶体系的研制有一定的可行性。缔合聚合物交联体系成胶效果与pH值存在一定的关系;加入不同的交联剂、不同的助剂以及使用不同的浓度对成胶效果影响也不一样,其中交联剂La对交联体系的影响很大,对成胶速度和交联强度都很有效。     

HPAM/Cr3+微凝胶体系在剪切状态下的交联

对HPAM/Cr3 微凝胶体系在静态和剪切状态下成胶过程进行了对比,并且考察了剪切速率、聚合物浓度、温度及聚合物溶液熟化时间对微凝胶成胶的影响。实验表明:与静态相比,凝胶体系在低剪切状态下成胶较快,成胶后的粘度也较低;剪切速率、温度、聚合物浓度及聚合物溶液熟化时间对剪切状态下微凝胶的成胶时间和成胶粘度都有很大影响。