耐盐耐高温三元聚合物压裂液稠化剂的制备与性能评价

为获得在超高矿化度及210℃高温条件下使用的压裂液稠化剂,以丙烯酰胺(AM)、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)和丙烯酰吗啉(ACMO)为原料制备了三元聚合物稠化剂(APC-30),考察了APC-30的增黏性、耐温耐盐性和稳定性;研究了APC-30与有机锆交联剂BPA混合交联后形成的冻胶压裂液的耐温耐剪切性、黏弹性和破胶性能。结果表明,在单体质量比AM/AMPS/ACMO=70∶24∶6、复合引发剂K_2S_2O_7-NaHSO_3加量0.4%、抑制剂HCOONa加量1.2%的条件下制备的APC-30的增黏性、耐温耐盐性及稳定性均优于二元聚合物压裂液稠化剂AP-30。在矿化度450 g/L、温度200℃、剪切速率170 s~(-1)的条件下,APC-30的黏度保留率为35%。具有六元杂环结构的吗啉基团的引入可明显提高压裂液冻胶的耐温抗剪切能力。APC-30压裂液冻胶在210℃、170 s~(-1)下剪切2 h的黏度为175.8 mPa·s。APC-30压裂液冻胶具有高弹低黏的特性和优异的压裂悬砂能力,破胶液残渣含量低、易返排,可用于油田现场压裂施工。     

耐温抗盐型嵌段聚醚类阴-非两性离子表面活性剂的制备与性能评价

为满足江汉油田周16井区高温高盐油藏的驱油要求,以苯酚和苯乙烯为原料,通过醚化及酯化反应合成了一种耐温抗盐型聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段聚醚类阴-非两性离子表面活性剂PPS。研究了PPS与脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸盐(AES)复配体系的界面张力、耐温抗盐性能、动态吸附规律和驱油性能。结果表明,复配体系的界面活性良好,PPS与AES总质量分数为0.1%、二者摩尔比为1∶1的复配体系油水界面张力可达1.39×10-2mN/m,且经140℃高温处理后仍保持在10-2m N/m数量级;复配体系耐盐性较好,在矿化度为30×104mg/L或Ca2+质量浓度3000 mg/L的条件下,体系油水界面张力保持在10-2m N/m数量级;复配体系在在岩心表面的饱和吸附量为0.097mg/g砂,且动态吸附损耗小于单一表面活性剂;复配体系驱油效果较好,在均质岩心水驱含水率达到65%时,以0.05 mL/min注入速度转注0.4 PV PPS/AES复配溶液,驱油效率最大增幅可达22.53%;在非均质岩心中,复配体系提高采收率的最大增幅为19.8%。PPS/AES复配体系可用于江汉油田周16井区油藏驱油。     

耐温耐盐交联聚合物颗粒的制备与评价

常规的丙烯酰胺交联聚合物的耐温耐盐性较差,在高温高矿化度的地层条件下会硬化,导致变形性较差,无法对深部地层产生调剖。针对以上问题,向体系中引入耐温功能单体N-乙烯基吡咯烷酮(NVP)和N,N-二甲基丙烯酰胺(DMAA),以二乙烯苯为交联剂、甲醛合次硫酸氢钠和过硫酸铵为引发剂、钠土为稳定剂,制得耐温耐盐的共聚物颗粒,通过向体系中引入钠土增强聚合物的韧性与刚度,研究了单体配比、各物质加量对交联聚合物吸水膨胀倍数和储能模量的影响。结果表明,交联聚合物适宜的合成条件为:单体质量分数30%,NVP与DMAA摩尔比6∶4,二乙烯苯加量0.25%,甲醛合次硫酸氢钠和过硫酸铵加量各0.15%,钠土加量3%。通过特制粉碎设备,经过两级造粒,实现颗粒粒径在1～10 mm可调。在130℃、矿化度为22×10~4mg/L的条件下高温静置90 d,交联聚合物颗粒仍处于吸水膨胀状态,储能模量约5000 Pa,交联聚合物的耐温耐盐性提高。图13参29     

耐温抗盐疏水缔合聚合物的制备与性能评价

传统的聚合物驱油剂难以满足耐温耐盐和长期老化热稳定性的要求.以N-苯乙基-N-十二烷基甲基丙烯酰胺(PEDMAM)为疏水单体、2-甲基-2-丙烯酰胺基丙磺酸(AMPS)为功能单体,与丙烯酰胺(AM)共聚制备了水溶性疏水缔合聚合物PSA,考察了最优单体(AM、AMPS、PEDMAM)质量比为83:15:2时共聚物的综合性...     

新型耐温抗盐堵剂的研究

以丙烯酰胺/2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸/N-十二烷基丙烯酰胺三元共聚物(NKP)为主剂,与改性的聚乙烯亚胺(PEI-GX)反应制备了一种新型耐温抗盐堵剂NKP/PEI-GX;考察了PEI改性率、堵剂的pH、剪切、NKP相对分子质量(M)和地层岩性对堵剂NKP/PEI-GX凝胶性能的影响。实验结果表明,堵剂NKP/PEI-GX成胶时间随PEI改性率的增加而延长;剪切、地层岩性及pH=6～8时对堵剂NKP/PEI-GX凝胶性能的影响不大,pH>9时堵剂发生沉淀;随M(NKP)的增大,堵剂NKP/PEI-GX的凝胶黏度呈增大趋势,但更易于脱水。当M(NKP)=1.6×107、PEI改性率为80%、pH=6～8时,堵剂NKP/PEI-GX在100℃下的成胶时间(30 h)是堵剂NKP/PEI的7.5倍,老化30 d后其凝胶强度可达H级,有望成为在高温、高盐条件下使用的一种新型堵剂。     

耐温抗盐聚合物微球降滤失剂的制备与性能评价

为揭示聚合物微球在钻井液中的性能特征,制备具有优良耐温抗盐性能的降滤失剂,以聚乙二醇水溶液为分散介质,丙烯酰胺、丙烯酸、多官能团丙烯酸酯为主要单体,聚丙烯酸为分散稳定剂,采用氧化还原引发体系,通过水分散聚合方法合成了微米级亲水性阴离子型交联聚合物微球。采用粒度分析、扫描电镜等方法表征了聚合物微球的粒径大小及形貌,研究了聚合物微球对钻井液性能的影响。结果表明,制备的聚合物微球为平均粒径小于10μm的球状颗粒材料,能有效降低钻井液滤失量,对钻井液流变性的影响较小,耐温性能优良,其起始分解温度为290.3℃。组成为4%膨润土+3%聚合物微球的钻井液经200℃老化16 h后的滤失量可保持在10.5mL。该聚合物微球降滤失剂具有优良的抗盐抗钙性能,组成为4%膨润土+3%聚合物微球的钻井液在加入NaCl或CaCl₂后的表观黏度、塑性黏度以及动切力变化较小,NaCl加量为2%和CaCl₂加量为1%时的滤失量分别为11.0、14.0 mL,显示出优良的抗盐(钙)污染能力。图3表6参10     

新型抗温抗盐降滤失剂FHJ-10的研制

以AM、ClCH2COOH及AMPS等为单体,并复合高温稳定剂D(主要成分为柠檬酸盐),制备了一种新型抗温抗盐降滤失剂FHJ-10,并对其性能进行了评价.实验结果表明,降滤失剂FHJ-10的抗温性能可以达到130 ℃,抗盐可达到25%,具有良好的应用前景.     

耐温耐盐选择性堵水剂的研究

用多羟基化合物作成胶剂与交联剂BF配制了选择性堵水剂。试验考察了影响堵水剂性能的因素,得到该堵水剂的优化配方为：成胶剂多羟基化合物0．4％～1．2％,交联剂BF0．08％～0．12％。对该堵水剂的性能评价表明,它具有耐温、耐盐、吸附性强、选择性好的特点。     

耐高温酸液胶凝剂的制备及性能评价

两性离子胶凝剂具有价格低和合成方便的优点,并能基于胶凝剂之间的超分子作用提升酸液的黏度。为 了构造可长期应用于深度酸化压裂的胶凝酸体系,以丙烯酰胺（AM）、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸（AMPS）、二 甲基二烯丙基氯化铵（DMDAAC）或甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵（DMC）等为原料,以自由基水溶液聚合法 合成了2 种两性离子胶凝剂PAAD1（AM-AMPS-DMDAAC）和PAAD2（AM-AMPS-DMC）。对胶凝剂的制备条 件进行了优选,考察了其在酸液中的酸溶时间、增黏性能和耐温耐剪切性。结果表明,2 种胶凝剂的酸溶时间低 于40 min,增黏性能较好。将PAAD1 和PAAD2 按质量比7∶3 复配后,酸液黏度（25 ℃、170 s^-1）可达39 mPa·s;在 160 ℃、170 s^-1下剪切90 min 后的黏度为15 mPa·s。相较于单一的胶凝剂,复配胶凝剂的增黏、耐温和耐剪切性 能更佳。     

抗温抗盐吸水剂的合成与性能研究

以丙烯酰胺和丙烯酸为原料合成了抗温抗盐吸水剂,讨论了原料配比、反应温度、反应时间等因素对产物性能的影响。在较佳条件下合成的聚合物具有良好的抗温抗盐性,在150℃下仍为具有弹性的片粒状物质,在纯水中的体积膨胀最大可达150倍,在15％NaCl溶液中可达30倍,在10％CaCl2溶液中达15倍。