疏水缔合聚合物在渤海绥中油田油砂上的静态吸附等温线测定

文章首先论述了固液界面吸附理论,探讨了化学驱中聚合物的吸附损耗机理及影响因素。为了测定聚合物的吸附损耗,建立了聚合物的浓度分析方法,在此基础上,通过静态吸附实验,测定了驱油剂在渤海绥中油层条件下的静态吸附量。在静态吸附实验中,测定了疏水缔合聚合物单一组分溶液在绥中岩心砂上的静态吸附量,作出了4条吸附等温线并对其特征进行分析。实验表明:当聚合物的浓度达到700mg/g,液固比为5 ml/g时接近饱和吸附;聚合物吸附时间为18h时基本达到饱和吸附;聚合物在净砂上的吸附量大于在油砂上的吸附量。     

疏水缔合聚合物在油水界面上的吸附行为

分别了研究了疏水缔合聚合物AP-P4不同相对分子质量时的油水界面张力、界面膜扩张模量、油水分配系数等界面性质,并利用双偏振光干涉技术研究了低相对分子质量AP-P4在不同原油组分油水界面的吸附行为,同时与HPAM进行了对比。实验发现:和HPAM不同,AP-P4能够降低油水界面张力,具有较强的乳化能力,同时能吸附在油水界面活性物质(沥青质和胶质)的表面,增强油水界面的扩张模量,从而增强聚驱采出液的稳定性。     

疏水缔合聚合物在孔隙介质上的静态吸附特征

模拟大庆油田的油藏条件,测定了缔合聚合物在高岭土、膨润土、石英砂以及油层岩心砂4种吸附剂上的等温吸附曲线。结果表明,缔合聚合物在高岭土、膨润土上的吸附量大于在石英砂、油层岩心砂上的吸附量;同时缔合聚合物在以上各种吸附剂上的吸附规律不符合Langmuir等温吸附,其曲线形状为开口向下的抛物线,即随着缔合聚合物浓度的增加,吸附量逐渐增大并达到一个最大值,之后,随着聚合物浓度的增加,吸附量逐渐降低。此外,缔合聚合物的最大吸附量出现在缔合聚合物的临界缔合浓度400—450mg／L范围。该实验结果的重要意义在于：大庆油田缔合聚合物的使用浓度为1000mg／L,远高于发生最大吸附的临界缔舍浓度,而在使用浓度条件下,缔合聚合物的吸附量非常低,因而注入的缔合聚合物溶液在油层中运移时的吸附损失量较小,从而增加了运移、驱油的有效作用距离,能够大幅度提高缔合聚合物的驱油效果。     

大庆油田疏水缔合聚合物驱物理实验模拟

通过阻力系数(FR)和残余阻力系数(FRR)测定及岩心驱油实验,在实验室考察了一种疏水缔合聚合物HAP工业产品在大庆油田条件下(45℃,天然或模拟人造岩心)的驱油性能,并与一种HPAM工业产品(M=1.43×107,HD=27%)进行了对比.HAP溶液用矿化度4 456 mg/L的污水配制,HPAM溶液用矿化度918 mg/L的清水配制.800 mg/L HAP溶液流过水测渗透率0.037-0.333 μm2的天然岩心时产生的FR＞10,FRR＞2.在三层非均质人造岩心(Vk=0.72, Ka=0.840-1.120 μm2)上进行的岩心驱油实验中,相同浓度(1 000 mg/L)HAP溶液驱替水驱残余油的采收率比HPAM溶液高3%-4%(OOIP),相同粘度(41-42 mPa·     

疏水缔合水溶性聚合物的溶液性质

疏水缔合水溶性聚合物是一种在亲水性大分子链上含有少量疏水基团的水溶性聚合物,具有独特的溶液性质,本文就该种聚合物的结构和组成,分子量,温度,剪切速率,溶液离子强度,表面活性剂和离子基团对聚合物在水溶液中流体力学行为的影响进行了综述。     

AP型疏水缔合聚合物低度交联体系研究

新型的水溶性疏水缔合聚合物AP—P4，与普通部分水解聚丙烯酰胺比较，具有更好的增粘效果和抗温、抗盐能力。为进一步提高调驱效果，针对渤海油田高温高盐的特点，实验室开展了AP型疏水缔合聚合物低度交联的调驱体系研究。并对影响弱凝胶成胶因素进行了研究，优选出了一系列配方，可满足不同调剖要求。     

疏水缔合聚合物HAP在石英砂上的吸附特性研究

针对某油藏条件，选用配方研究筛选出来的疏水缔合聚合物HAP，通过淀粉-碘化镉比色法测定其质量含量，研究了它在石英砂上的静态吸附特性，并与部分水解聚丙烯酰胺HPAM进行对比。实验结果表明：疏水缔合聚合物HAP与部分水解聚丙烯酰胺HPAM在石英砂上的吸附量的倒数与平衡质量含量的倒数之间均呈良好的线性关系，说明均符合Langmuir等温吸附规律；疏水缔合聚合物溶液在石英砂上的最大吸附量显大于部分水解聚丙烯酰胺在石英砂上的最大吸附量；HAP在石英砂上的吸附量在一定范围内随着温度的升高而降低，随着矿化度的增加而增加，分析认为：其主要原因与疏水缔合聚合物特殊的分子结构及其在溶液中的形态有关。实验所得数据对聚合物驱的数值模拟和动态预测等理论研究和现场应用具有指导意义。     

疏水缔合聚合物三元复合体系的静动态吸附行为

针对大庆油田条件下疏水缔合聚合物ASP三元复合驱新配方,研究了两种复合体系中各驱油剂的吸附量并对其特征进行了分析。通过岩心流动实验,测定了两种ASP三元复合体系中四种驱油剂在含油、不含油条件下的饱和滞留量和注入0.3PV时的滞留量。研究结果表明,在复合体系中,碱和表面活性剂在大庆岩心砂上的吸附都符合Langmuir吸附,吸附等温线为L型;疏水缔合聚合物的吸附等温线是由L型和H型组合而成,吸附等温线出现最高点,表现出多层吸附的特征;氢氧化钠的吸附量和滞留量都大于碳酸钠的吸附量和滞留量;表面活性剂和疏水缔合聚合物在氢氧化钠复合体系中的吸附量都小于碳酸钠复合体系中的吸附量;碱和表面活性的滞留量都小于在大庆岩心砂上的吸附量,而缔合聚合物的滞留量却大于吸附量;含油岩心中,碱、表面活性剂和疏水缔合聚合物的滞留量都小于在不含油岩心中的滞留量。结论对ASP复合驱体系的组成、段塞设计、油藏数值模拟等有一定的参考价值。     

疏水缔合水溶性共聚物P（AM／BBAM）溶液性质研究

采用自由基胶束共聚的方法制备了一系列水溶性疏水缔合丙烯酰胺／N－烷基苯基丙烯酰胺（BBAM）共聚物（PABA）,研究了共聚物溶液的性质及影响因素,结果表明,随共聚物溶液浓度的增加,在临界缔合浓度以上,分子间缔合大量形成,水溶液表现粘度迅速增加,表现出明显的 疏水缔合行为,与HPAM相比,共聚物PABA有优异的抗盐性。     

利用团簇理论对疏水缔合聚合物稀溶液性质的探讨

以丙烯酸胺（AM）和十六烷基二甲基烯丙基氯化铵（C16DMMAC）为原料,无皂共聚合成了疏水缔合聚合物PAMC16-X。考察了疏水单体含量、聚合物初始浓度、NaCl浓度及温度对PAMC16-X稀溶液性质的影响。并采用团簇理论对其稀溶液性质和Huggins系数的变化进行了解释。结果发现,该理论可以合理解释有关疏水缔合聚合物稀溶液的一些实验现象,但也存在一定问题。     

疏水缔合聚合物溶液性质的耗散颗粒动力学模拟

本文利用耗散颗粒动力学模拟方法,研究了疏水缔合聚合物溶液黏度随浓度、温度、剪切程度等条件的变化,并模拟了聚合物在油水体系中的聚集行为。研究发现,疏水缔合聚合物在溶液中表现出类似表面活性剂的聚集行为,其黏度随外界影响因素变化主要是由于溶液中聚合物聚集结构的转变。聚合物浓度较低时,聚合物主要以分子内缔合作用为主;随着浓度的增加,产生分子间缔合,并逐步形成相互交联的空间网络,水珠子的扩散率逐渐变小,体系黏度增加。当温度较低时,体系呈现较多柱状聚集结构,黏度较高;随着模拟温度升高,尺寸较大的棒状聚集体转变为球状聚集体,水珠子扩散率不断增加,体系黏度逐渐降低。随着体系剪切速率的提高,聚合物分子在受力方向上取向趋于一致,分子间缠绕和缔合程度减轻,水珠子扩散率急剧增加,体系黏度降低。另外,疏水缔合聚合物易吸附于油水界面,对油水体系的乳化和相转变产生一定影响。     

无机盐种类和浓度对疏水缔合聚合物溶液黏度的影响

用AM（丙烯酰胺）、AA（丙烯酸）和疏水单体HB-18合成了一种疏水缔合聚合物，对其溶液性质与部分水解聚丙烯酰胺HPAM进行了对比评价，研究了无机盐对该疏水缔合聚合物溶液性质的影响，并对其影响机理进行了解释。结果表明，疏水缔合聚合物溶液具有明显的缔合行为和增黏效果，并具有比HPAM更好的抗温抗盐作用；无机盐的种类和浓度对疏水缔合聚合物溶液性质有明显的影响，特别是二价离子Ca^2＋、Mg^2＋对溶液性质的影响非常大。指出，在合成疏水缔合聚合物时，应该针对不同的地层矿化条件采用不同的分子结构；如果条件允许的话，溶液的配制过程应该灵活多变，以使溶液性能达到最佳效果。     

无机离子对疏水缔合聚合物溶液行为的影响

采用光散射技术研究了无机离子对疏水缔合聚合物S308分子尺寸的影响,探索了疏水缔合聚合物S308分子尺寸随聚合物浓度、溶液矿化度的变化,同时利用流变技术表征了S308在盐溶液中的流变性。结果表明,分别用1 mol/L的Na Cl、KCl、NH4Cl盐溶液和0.01 mol/L的Ca Cl2溶液配制浓度为0.05 g/L的聚合物溶液,在不同阳离子对应聚合物溶液中聚合物分子尺寸按大小排序为:Rh(Ca2+)Rh(K+)≈Rh(NH4+)Rh(Na+),不同阳离子对聚合物分子尺寸的影响程度排序为Ca2+K+≈NH4+Na+。固定溶液中Na+含量为1 mol/L,分别采用Na Cl、Na2CO3、Na2SO4盐溶液配制浓度为0.05 g/L的S308溶液,在Na Cl溶液中的聚合物Rh仅为217 nm,而在Na2CO3和Na2SO4溶液聚合物Rh分别为277 nm和238 nm,说明在阳离子种类、含量相同时,相对于一价阴离子溶液,在高价阴离子溶液中聚合物的分子尺寸相对较大。在不同一价盐溶液中,溶液的表观黏度基本随分子尺寸变大而逐步提高。另外,随矿化度升高,S308的分子尺寸先上升后下降,均方回旋半径与流体力学半径的比值Rg/Rh逐渐减小,分子构型逐渐卷曲。     

疏水缔合AM/C10AM/AMPS三元共聚物的合成与盐水溶液粘度性能

采用胶束氧化还原聚合方法合成了AM/C10AM/AMPS三元疏水缔合共聚物。简介了合成过程,给出了主要的合成参数。保持其他合成条件不变,分别改变疏水单体N 癸基丙烯酰胺C10AM和阴离子单体2 丙烯胺基 2 甲基丙磺酸AMPS在单体总量中的摩尔百分数(0～1.5%和15%～40%),得到了16个共聚物,在45℃、3.67和7.34s-1下测定了用矿化度4000mg/L的模拟大庆盐水配制的1000mg/L共聚物溶液的粘度,讨论了引起粘度变化的原因。有7个样品的粘度能满足大庆油田聚合物驱油的要求(7.34s-1下的粘度大于40mPa·s),其中由1.2%C10AM、35%AMPS及AM合成的共聚物样品粘度最高(61.5mPa·s)。对共聚温度等合成条件的影响作了一般性的讨论。表1参6。     

疏水缔合聚合物溶液的抗剪切机理研究

疏水缔合聚合物分子链上疏水基团的引入使其溶液具有独特的抗剪切性能,从而在油气田开采领域具有广阔的应用前景。为了研究该溶液的抗剪切机理,文章在淡水和模拟油藏条件下对疏水缔合聚合物溶液的粘度在剪切后的恢复情况进行了测试。结果表明,与部分水解聚丙烯酰胺HPAM相比,不管是在淡水还是模拟油藏盐水中,疏水缔合水溶性聚合物具有很好的剪切稀释性和抗剪切性,进一步证明了疏水缔合作用对缔合聚合物溶液的抗剪切性的贡献,从而可以指导油气开采用缔合聚合物的施工设计。     

Rheological Properties of Hydrophobically Associating Polyacrylamide Solution

1. Introduction At present, carboxyl groups in the macromolecular chain of partially hydrolyzed polyacrylamide (HPAM) used in polymer flooding in oilfields are sensitive to inorganic salts (Liu, et al., 2004). Especially at a high content of high valence cation (such as Ca2+ and Mg2+), phase separation easily happens for HPAM and polymer solution viscosity decreases significantly (Wang and Niu, 1997; Luo, et al., 1998). At the same time, most oilfields are faced with shortage of fresh wa…     

疏水缔合聚合物临界缔合浓度研究

认为水溶性疏水缔合聚合物在水溶液中的疏水缔合可分为两个阶段 ,聚合物浓度大于第一临界缔合浓度(CAC1)后发生分子内和分子间缔合 ,粘浓曲线斜率增大 ,在第二临界缔合浓度 (CAC2 )下分子内缔合 (引起粘度下降 )达到平衡 ,此后缔合主要发生在分子间 ,粘浓曲线斜率再次增大。由粘浓曲线测定了 3种商品聚合物的CAC1和CAC2 ,考察了多种因素的影响。CAC1和CAC2 随 pH值的增大 (4 .8～ 8.2 )近似地呈线性降低 ,随矿化度增大(1.0～ 10 0 g/L)趋于升高 ,随温度升高 (2 0～ 5 0℃ )略有升高 ,随剪切速率增大 (32～ 10 3s-1)保持不变。在聚合物S3(M =1.2 8× 10 7,HD =2 9.3% )溶液中加入 6 .0 g/L重烷苯磺酸钠 (该加量处于与溶液增粘峰对应的浓度范围 ) ,使CAC1和CAC2 由 970和 2 14 0mg/L降至 5 6 7和 110 0mg/L。讨论了矿化度、外加阴离子表面活性剂等对疏水缔合的影响。图 2表 2参 11。     

疏水缔合水溶性聚合物AP4清水溶液的流变特征

提高采收率用商品疏水缔合聚合物AP4为丙烯酰胺、丙烯酸、烷基二甲基烯丙基氯化铵共聚物,分子量1.7×106,水解度18.2%,疏水基含量<1%,由粘浓曲线求得临界缔合浓度CAC为1000 mg/L。用矿化度487 mg/L的清水配制AP4溶液,溶液粘度在45℃、7.34 s-1测定。AP4溶液45℃粘度-剪切速率(0.1~1000 s-1)曲线,溶液浓度≤CAC时在低剪切速率下出现振荡,振荡强度和振荡区宽度随溶液浓度降低而增大,之后出现假塑性和胀流性;溶液浓度≥CAC时依次出现牛顿性、假塑性和胀流性。假塑性区流变曲线符合幂律,给出了不同浓度(400~2000 mg/L)的7个AP4溶液的假塑性区宽度,K和n值。浓度800和1000 mg/L的AP4溶液在45℃、不同剪切速率(200~1550 s-1)下剪切2 min后,粘度保留率(30%~20%)和静置时粘度恢复率(80%~130%)相当分散,剪切速率低时粘度恢复率<100%;对于浓度1500 mg/L的AP4溶液,剪切速率对粘度保留率(~10%)和粘度恢复率(>100%)的影响大大减小。从分子内和分子间缔合结构在剪切作用下的破坏和再生解释了疏水缔合聚合物溶液的流变性和剪切后粘度恢复性。图6表2参11。