高强度HPAM冻胶微观结构分析

为研究部分水解聚丙烯酰胺双基团交联体系的常规性能及微观结构,选取有机铬—六亚甲基四胺/苯酚—部分水解聚丙烯酰胺双基团交联冻胶(体系1)和有机铬—酚醛树脂—部分水解聚丙烯酰胺双基团交联冻胶(体系2)进行对比分析.结果显示:2种体系均具有较强的耐盐、抗剪切性能,封堵率大于95％:体系1聚合物分子排列规则、整齐,胶体呈片状分裂,聚合物分子骨架之间孔隙被交联剂反应物充填,无明显分子链缠结现象,冻胶呈轻微刚性;体系2结构致密,呈明显三维网架结构,聚合物分子链与体型酚醛树脂骨架交叉互穿,整体骨架硬朗,交联结构中均匀镶嵌有酚醛树脂聚集颗粒,大部分粒径小于10 μm,冻胶黏弹性好;体系1和体系2分别适合高温和低温油藏深部调剖,体系2内部网架结构强度及整体性能好于体系1.     

TS系列新型耐温抗盐聚合物的研究

基于分子结构设计理论，研究了TS系列新型耐温抗盐聚合物。这种耐温抗盐聚合物由丙烯酰胺、含强极性基团的阴离子单体和适量的疏水单体共聚合成，性能试验表明其耐温抗盐性能较好，并可满足聚合物的污水配制需要。驱油试验表明，在高矿化度配制水条件下，相对于超高分子量聚丙烯酰胺(分子量2500万)，耐温抗盐聚合物的驱油效率可提高6%。图2表1参8     

疏水缔合耐温抗盐聚丙烯酰胺共聚物的研究现状

随着油气勘探开发的需要，对油田化学处理剂的耐温，抗盐性能要求越来越高，因此必须对水解聚丙烯酰胺进行改性，其中研究较好的是对疏水缔合水溶性聚合物的研究，疏水缔合水溶性聚合物是指在聚合物的亲水性大分子链上引入少量疏水基团的一类水溶性聚合物。疏水改性的聚丙酰胺的大分子链上含有许多带电基团与疏水基团，分子内电性斥力与极性基团的水化作用使大分子主链呈疏松伸展状态，当聚合物浓度达到临界缔合浓度时，大分子链交联，形成具有一定程度的空间网状结构，使流体力学体积增加，增粘能力增强，而且该空间网状结构受无机盐影响小，抗温能力强。介绍了国内外耐温，抗盐改性的疏水缔合聚合聚丙烯酰胺共聚物的研究现状。     

回注水适配耐温抗盐弱凝胶调剖体系

常规弱凝胶体系的耐温抗盐效果较差,采用高矿化度回注水配制存在成胶强度低、稳定性差的问题。基于耐温抗盐聚合物(TSRP)与酚醛树脂交联剂制得适配于高矿化度回注水的耐温抗盐弱凝胶体系,通过红外光谱、扫描电镜、动态光散射仪分析了弱凝胶体系的耐温机理。结果表明,弱凝胶体系成胶性能受聚合物加量、聚交比和热稳定剂硫脲加量的影响较大。弱凝胶优化后的配方为2 g/L聚合物、聚交比1∶1、400 mg/L硫脲。采用矿化度约为38 g/L的回注水配制弱凝胶,成胶时间为63 h,弱凝胶在90 ℃、7.34 s^-1下的黏度为1760 mPa·s。该凝胶在90 ℃高温老化 90 d 后仍保持稳定。聚合物凝胶的高温稳定性与两方面有关。一方面,TSRP 分子链上 N-乙烯基吡络烷酮的环状基团可提高聚合物分子链的刚性,有效抑制聚合物链的热降解作用;另一方面,TSRP交联后形成刚性网络结构,部分抑制了聚合物链在高矿化度下的卷曲作用,凝胶不易发生脱水收缩。     

两性聚合物堵剂的合成与应用

两性聚合物是由阴离子单体、阳离子单体和(或)非离子单体合成的一种二元或三元共聚物。由于分子链上含阳离子基团,因此能使聚合物牢固吸附于带负电荷的地层岩石上,其阴离子、非离子基团与水形成强氢键,所以能阻碍水之流(低)动,大大降低水的渗透率;油流通过时聚合物分子收缩,卷曲在孔隙壁上,故对油的流动阻力很小,因而作为油水比控制剂而被广泛应用。     

新型聚合物KYP的合成与性能研究

由于部分水解聚丙烯酰胺在高温、高矿化度油藏中,分子链发生卷曲,使聚合物溶液的增粘作用明显丧失,且柔性链易于剪切降解,因此,我们采用加入带有长链疏水基的疏水单体增强聚合物的链刚性与耐温性,极性强的功能单体来改善聚合物的水溶性与耐盐性的思路,采用水溶液聚合的方法合成了三次采油用新型聚合物KYP,研究了引发温度对聚合物相对分子质量的影响及极性单体对聚合物在不同盐水中表观粘度的影响,进一步评价了该聚合物的热稳定性与聚合物岩心驱替实验。实验结果表明：极性单体AMPS与AMC14S的浓度分别在0．5％与6％时,KYP具有很好的热稳定性与增粘性,其性能可满足聚合物驱油的要求,具有较好的驱油效果。     

丙烯酰胺/2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸/ N-烷基丙烯酰胺三元共聚物水溶液特性研究

以丙烯酰胺(AM)、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)和N-烷基丙烯酰胺(N—AAM)为单体，合成了AANA三元共聚物，并与部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)相比较，讨论了三元共聚物(AANA)的水溶液特性。芘荧光光谱分析和激光光散射仪测量结果表明，AANA由于引入了疏水性单体，在水溶液中形成了分子间的疏水缔合作用，使得AANA在水溶液中具有较大的均方旋转半径，与HPAM相比，AANA具有更好的耐温抗盐性能。实验结果表明，AANA中引入的疏水性单体形成的缔合作用愈强，愈有利于改善聚合物的耐温抗盐性能。     

三元磺化改性聚丙烯酰胺性能及驱油效果研究

针对高温高盐条件下部分水解聚丙烯酰胺增黏能力下降的问题,采用偶氮-氧化还原剂复合引发体系合成了三元磺化改性聚丙烯酰胺,并对其进行结构表征、性能评价和驱油效果研究。研究结果表明,三元磺化改性聚丙烯酰胺分子呈长链结构,其链间相互接触、相互缠绕,构成无规则的空间立体网状结构。与部分水解聚丙烯酰胺和梳型聚合物相比较,三元磺化改性聚丙烯酰胺黏度较大,耐温、抗盐性、稳定性和黏弹性更好;三元磺化改性聚丙烯酰胺阻力系数和残余阻力系数最大,其次是梳型聚合物,部分水解聚丙烯酰胺阻力系数和残余阻力系数最小;三元磺化改性聚丙烯酰胺驱油效果最好,其次是梳型聚合物,部分水解聚丙烯酰胺驱油效果最差。随聚合物浓度降低、温度升高和矿化度升高,三元磺化改性聚丙烯酰胺化学驱采收率增幅降低。将研究成果应用于胜利油田F30区块13口采油井,采油井日产油增至5.2 t/d,含水降至90.4%,平均单井累计增油为685.3 t。研究内容对提高聚合物驱经济效益、指导矿场实践具有重要意义。     

一种新型聚合物的合成与性能研究

耐温抗盐型聚丙烯酰胺的研究,已经引起石油工程技术人员的空前关注。为了合成较为理想的疏水缔合型耐温抗盐聚丙烯酰胺,从分子设计入手引进疏水性单体Q11,与AM、AMPS采用溶液聚合合成聚合物AM/Q11/ AMPS。通过对聚合物特性粘数和表观粘度的测定,确定聚合物是否具有较高的分子量和较好的耐温抗盐性能。实验结果表明,聚合物样品分子量比较高,在高温、高盐、高钙条件下,合成的疏水缔合型聚丙烯酰胺具有良好的增粘性和较强的热稳定性。     

聚合物分子结构与老化稳定性关系研究

在胜利油田三类油藏条件下,系统研究了聚合物分子结构与长期稳定性能的关系。研究表明,疏水缔合聚合物依靠分子链间相互作用而具有优异的长期稳定性能,其次是耐温抗盐单体共聚物,而高分子量聚丙烯酰胺最差;提高缔合单体含量、提高聚合物特性黏数、降低水解度和在分子结构中引入功能单体能明显改善长期稳定性能;当疏水缔合聚合物分子结构中含0.5%(mol)的缔合单体、15%(w)的2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、特性黏数值大于1 400mL/g和水解度低于20%时,经120天老化后,溶液不会发生相分离,仍具有一定的增黏能力。