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·     

新型端基型疏水缔合水溶性聚合物的合成及其性能

提出了端基型疏水缔合水溶性聚合物的分子结构设想,合成了新型端基型疏水缔合水溶性聚合物,克服了疏水基团在分子链中无规则分布的缺点;疏水基团位于分子链的两端,受分子链弯曲屏蔽的影响作用比一般的疏水缔合水溶性聚合物的影响小,使疏水缔合作用更加明显。评价了疏水端基大小和浓度对聚合物性能的影响和聚合物溶液的盐增粘性、抗温性、抗剪切性以及溶液中聚合物与外加表面活性剂的相互作用。结果表明,在水溶性聚合物分子的两端接上了不同的疏水基团,形成端基型疏水缔合水溶性聚合物,该类聚合物结构清楚,相对分子质量确定,并具有很好的增粘性、抗温性、抗盐性和抗剪切性;当疏水端基的质量分数为1.2%时,溶液的流出时间最长,说明缔合作用最强。     

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的研究进展

1.以油溶性单体为疏水单体的疏水缔合聚合物油溶性疏水单体有N,N-二丁基丙烯酰胺(DBA)、N-烷基丙烯酰胺(N-AAM)、苯乙烯及其衍生物(STD)等。(1)以N,N-二丁基丙烯酰胺为疏水单体。王云芳等人以丙烯酰氯与二丁基胺反应合成了N,N-二丁基丙烯酰胺,并把它与丙烯酰胺(AM)经自由基微乳     

基于疏水缔合聚合物的新型钻井液封堵剂

针对常规封堵剂难以对非均质渗透性储层实现有效封堵的难题,基于疏水缔合聚合物的缔合理论,采用共溶剂聚合法,经分子结构优化设计,合成了新型的丙烯酰胺(AM)/十八烷基二甲基烯丙基氯化铵(C18DMAAC)/丙烯酸钠(AANa)疏水缔合共聚物(HMP),采用红外光谱、元素分析和凝胶色谱表征和测定了HMP的分子结构和分子量,并对其作为钻井液封堵剂的可行性进行了探讨。结果表明,新型疏水缔合聚合物HMP的重均分子量小于10万,对钻井液的流变性能影响小,当HMP分子中疏水单体C18DMAAC摩尔含量达到0.66%,且HMP在钻井液中的质量浓度达到0.6%后,其具有优良的封堵性能,在高温高压条件下可以实现对石英砂床和不同渗透率岩心的有效封堵,且形成的封堵层薄而致密;粒度分布测定结果表明,HMP将钻井液体系的粒度分布范围拓宽至几微米到几百微米,并能显著增大体系的平均粒径,这是其具有优良封堵性能的主要原因。     

疏水缔合聚合物及共混聚合物水溶液性能研究

制备了一类以烷基（C12－C16）烯丙基卤化胺为疏水单体的阳离子型丙烯酰胺疏水缔合聚合物及与阴离子表面活性剂（SDS）共混的共混聚合物。比较了这类疏水缔合聚合物及共混聚合物、聚丙烯酰胺3种聚合物分别用于油田三次采油时的增粘性、抗温抗盐性能、粘附性、对石英砂的吸附情况和聚合物溶液的老化稳定性。这类水溶液疏水缔合聚合物及共混聚合物的增粘效果与超高相对分子质量聚丙烯酰胺相比有很大提高，但随着水的矿化度增加，溶液的粘度下降很快。研究认为这类疏水缔合聚合物及共混聚合物经改进后有希望作为油田三次采油的新型驱油剂。     

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。     

阴离子表面活性剂对疏水缔合聚合物溶液粘度的影响研究

研究了不同条件下、不同含量阴离子表面活性剂对疏水缔合聚合物和超高分子量聚丙烯酰胺溶液粘度的影响.结果表明,阴离子表面活性剂对超高分子量聚丙烯酰胺溶液的粘度基本上没有影响,对疏水缔合聚合物--烯丙基铵型疏水缔合聚合物溶液的粘度影响很大,存在极大值.指出在聚合物筛选时,必须进行矿化度、温度和表面活性剂对聚合物溶液粘度影响的全面分析,同时要考虑地层吸附和色谱效应对聚合物溶液粘度的影响.     

新型疏水缔合聚合物溶液性质及提高采收率研究

新型疏水缔合聚合物是亲水性大分子链上带有少量疏水基团的水溶性聚合物,当其溶液浓度达到临界缔合 浓度时,会出现疏水效应,强烈影响该聚合物溶液的性质,使其与一般聚合物溶液大相径庭。室内研究表明,该聚 合物溶液具有优良的增粘效应、耐温、抗盐和抗剪切性能。针对胜利油区Ⅱ类聚合物驱潜力油藏的地质特点,在室 内用填砂管模型和真实岩心研究了新型疏水缔合聚合物的驱油效率,结果表明在高温、高粘度、高矿化度油藏条件 下,新型疏水缔合水溶性聚合物可提高采收率7.62％以上,具有广阔的应用前景。     

渤海绥中油田J3井疏水缔合聚合物驱数值模拟研究

为了进一步提高渤海油田J3井区缔合聚合物驱的技术经济效果,在渤海油田室内配方和先导性矿场试验研究基础上,利用化学驱油藏数值模拟软件FAPMS,分析和研究了高浓度缔合聚合物前置段塞、主段塞的大小和浓度以及段塞组合方式对驱油效果的影响,优化设计了渤海绥中油田J3井区块矿场试验的最佳注入程序及段塞大小。结果表明,通过对不同浓度的疏水缔合聚合物注入的前置段塞及主段塞和梯度式后续段塞的优化后,原油采收率比未优化时提高了约10个百分点。研究表明,渤海油田应该高度重视聚合物驱的注入方式和段塞优化设计,进一步提高聚合物的技术经济效果。     

疏水缔合聚合物溶液黏度的影响因素研究

研究了疏水缔合聚合物GRF-1加量、放置时间、溶液pH值、温度、盐加量、表面活性剂、过氧化物对聚合物水溶液黏度的影响。结果表明,随着GRF-1浓度的增大,水溶液黏度增加;并随着水溶液静置时间的延长,溶液黏度逐渐上升,静置4 h后的黏度基本稳定。在30℃下静置4 h,pH=7.50时的GRF-1水溶液的黏度最大。温度升高,溶液黏度逐渐降低。二价无机盐对溶液黏度的影响显著大于一价盐。阳离子、非离子和两性表面活性剂使水溶液黏度迅速降低,而阴离子表面活性剂可提高溶液黏度,阴离子表面活性剂加量为0.35%时的溶液黏度值最大,为310 mPa.s。过硫酸铵（APS）可显著降低水溶液黏度。剪切60 min时,聚合物溶液中加入0、0.01%APS后的黏度分别为50、10 mPa.s,降低80%。GRF-1水溶液具有明显的剪切变稀性,但剪切后的溶液黏度恢复率为94.7%。图7参10     

Interactional Thermodynamics of Surfactants and Hydrophobically Associating Water-soluble Polymers

A new coating stationary phase was prepared and the thermodynamics of the interaction between surfactants and hydrophobically associating water-soluble polymers (HAWP) were investigated according to their chromatographic parameters on the stationary phase. The results indicated that the strength of interaction between single chain sulfonates and HAWP increased as the degrees of mineralization increased and decreased as the substituent carbon number increased, however, the opposite occurred for betaines. The strength of interaction between double chain sulfonates and HAWP increased as the degrees of mineralization increased, and decreased at first and increased later as the double substituent carbon number increased. Besides, the mutual forces between different surfactants with HAWP have also been compared.     

磺酸盐表面活性剂与疏水缔合聚合物作用的热力学

采取物理涂敷的方式将疏水缔合聚合物(HAWP)直接涂敷到硅胶表面制备了HAWP涂敷硅胶固定相。对该固定相的元素分析结果表明HAWP被成功的涂敷到了硅胶表面。分别用蒸馏水、不同矿化度的试液作流动相,测定了不同碳数的单链苯磺酸盐、萘磺酸盐和双链苯磺酸盐在该固定相上的色谱保留参数,并对不同种类磺酸盐类表面活性剂和固载疏水缔合聚合物间的相互作用进行了热力学研究。结果表明,在蒸馏水溶液中,疏水缔合聚合物处于舒展状态,与磺酸盐表面活性剂之间的相互作用主要表现为疏水效应和位阻效应的竞争;在盐水溶液中,疏水缔合聚合物处于收缩状态,与磺酸盐表面活性剂之间的相互作用主要表现为疏水效应,且盐水的矿化度越高,HAWP收缩越严重,与磺酸盐之间的疏水效应也就越小。     

长链端基疏水缔合减阻剂的制备与性能评价

为发展新型滑溜水减阻剂,以丙烯酰胺（AM）、疏水单体十二烷基二甲基烯丙基氯化铵（C₁₂DMAAC）、丙烯 酸钠（NaAA）为原料,通过自制长链疏水引发剂2,2''-偶氮二异丁基十二脒盐酸盐（AIBL）制备了长链端基疏水 缔合聚合物（HPAM-L）,通过红外光谱仪、核磁共振波谱仪、乌氏黏度计、荧光分光光度计和旋转流变仪等对 HPAM-L 的结构与性能进行表征,利用压裂液摩阻测试仪测定了不同浓度HPAM-L溶液的减阻性能。结果表 明,HPAM-L 的相对分子质量为7.43×10⁶,临界缔合浓度为1～1.5 g/L,具有良好的耐温性和剪切稳定性。 HPAM-L的水溶液具有较宽的线性黏弹区,且浓度越高弹性特征越明显。在溶液质量分数为0.075%、0.086%、 0.1%、0.15%下的最大减阻率分别可达到71.6%、73.1%、73.3%和74.1%,减阻性能良好。     

表面活性剂对疏水缔合聚合物水溶液性质的影响

本综述包括以下4个论题。①简短前言。②表面活性剂与疏水缔合聚合物（HAP）在水溶液中的相互作用：介绍了获得公认的有代表性的理论模型－－三阶段模型,并与非疏水缔合聚合物的情况作了比较。③表面活性剂对HAP水溶液流变性的影响及混合胶束的微粘度。④影响表面活性剂／HAP混合水溶液性质的因素,包括HAP的浓度,HAP和表在性剂所 带的电荷,及极性有极物（脲）。HAP是一种受关注的提高原油采收率用的水溶性聚合物。     

油田用疏水缔合物的分子设计

从疏水缔合物的疏水效应和疏水机理出发，论述了疏水缔合物结构与性能的关系，并结合现阶段疏水缔合物研究现状以及油田用疏水缔合物的要求，对油田用疏水缔合聚丙烯酰胺共聚物的分子设计进行了综述。     

基于溶胀–熟化机理的疏水缔合聚合物速溶压裂液技术

针对疏水缔合聚合物配制压裂液时分散性能差、溶胀时间长和不适合现场连续混配的问题,综合机械与化学方法,研究了疏水缔合聚合物速溶压裂液技术。通过优化助溶剂加量,减小配液用水的溶度参数,利用负熵因素加快聚合物溶胀速率;同时,设计了同轴双向搅拌装置,提高了固液混合物紊流程度,缩短了聚合物熟化时间。试验结果表明:溶度参数与溶胀胶团直径是影响聚合物溶胀与熟化的关键因素;4%助溶剂可使疏水缔合聚合物的溶胀率在4 min内达到92%;搅拌速率对疏水缔合聚合物熟化时间的影响较小,搅拌方式是影响疏水缔合聚合物熟化速度的主要因素,同轴双向搅拌6 min时的溶胀率达到86%;形成的疏水缔合聚合物速溶压裂液在90 ℃条件下的抗剪切性能大于180 mPa·s,满足现场施工要求。疏水缔合聚合物速溶压裂液技术实现了聚合物压裂液连续混配,降低了聚合物压裂液残液、余液对环境的影响,为大规模体积压裂工厂化作业提供了技术支撑。      

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。