聚乙烯醇/丙烯酰胺耐温耐盐调剖剂的合成与表征

为了提高丙烯酰胺类调剖剂的耐温耐盐性,以丙烯酰胺(AM)、聚乙烯醇(PVA)和2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)为主剂、过硫酸铵(APS)为引发剂、N,N’-亚甲基双丙烯酰胺(BIS)为交联剂,采用水溶液聚合法制备凝胶调剖剂,并研究其耐温耐盐性能.结果表明,所用AM质量分数为5%,AMPS质量分数为0.5%,PVA质量分数为2%,引发剂APS质量分数为0.05%,交联剂BIS质量分数为0.003%时,调剖剂表现出最好的耐温耐盐性;该调剖剂在温度为130℃、粗盐浓度为250 g/L的条件下仍能保持较好的性能,可应用于高温高盐油藏的堵水调剖.     

提输卤管道用减阻剂的合成、表征及其性能

为了降低深层卤水提输过程的能耗,开展耐温耐盐的提输卤管道用减阻剂研究具有重要的现实意义。以丙烯酰胺(AM),2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)和丙烯酸(AA)为单体, 采用氧化还原引发剂体系水溶液聚合法合成耐温耐盐的提输卤管道用减阻聚合物P(AM/AMPS/AA)。以聚合物在常温卤水管道中的减阻率为考核指标,设计四因素三水平正交试验,确定最佳合成条件为:反应系统pH为1,反应温度为30 ℃,单体质量配比为m(AM)∶m(AMPS)∶m(AA)=15∶3∶2,引发剂加入质量为单体总质量的0.04%。根据在线红外分析结果确定最佳反应时间为3 h。利用FTIR和¹H NMR等手段对P(AM/AMPS/AA)的结构进行表征并用多角激光光散射仪测定其分子量。在自制的减阻率测试环道上对合成聚合物的减阻性能进行测试,合成聚合物表现出较好的耐温耐盐性能,减阻效果明显。如在模拟卤水质量浓度150 g/L、水温15 ℃、流量950 L/h、减阻剂用量为20 mg时,合成减阻聚合物的减阻率可以达到41.2%。与现有减阻剂相比,合成的P(AM/AMPS/AA)减阻聚合物减阻性能大幅度提高,具有较好的开发应用前景。     

后水解法制备AM/AA/AMPS共聚物

以丙烯酰胺(AM)单体为主要原料,引入辅助共聚单体2-丙烯酰胺基-2-甲基-1-丙磺酸(AMPS),采用胶束聚合技术和后加碱水解法,制备了AM/丙烯酸(AA)/AMPS耐温抗盐驱油聚合物。考察了水解剂、水解温度、水解时间、水解剂用量等因素在后水解过程中对聚合物相对分子质量的影响。实验证明最佳合成条件为:水解剂为质量分数8%的NaOH,水解温度85℃,水解时间3 h。     

XG/AMPS/BIS凝胶体系调剖剂的研究

为了改善现有调剖剂存在的耐温抗盐性差、交联剂污染环境的问题,以黄原胶（XG）、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸（AMPS）为单体,以N,N′-亚甲基双丙烯酰胺（BIS）为交联剂,以过硫酸钾（KPS）为引发剂,通过水溶液法合成了一种新型调剖剂. 用红外光谱分析了原料和产物的结构,并对产物进行了耐温耐盐性能测试. 结果表明:当XG质量分数为0.10%、AMPS质量分数为10％、BIS质量分数为0.16%、KPS质量分数为0.02%、反应温度为70 ℃时,调剖剂的性能达到最佳;适用地层温度为90 ℃~150 ℃,适用地层矿化度为0 mg/L~25×10⁴ mg/L,此调剖剂可应用于高温高盐油田.     

一种耐温耐盐深部调剖体系研究

针对高温高矿化度油藏调剖剂强度低封堵效果差的问题,利用部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)与两种交联剂反应制备了一种具有高强度的耐温耐盐深部调剖体系。该体系配方为:HPAM5000~7000mg/L、有机铬125mg/L、酚醛树脂200mg/L、强化剂80mg/L。性能评价结果表明,该调剖体系在一价离子矿化度为100000mg/L、二价离子矿化度为3500mg/L、130℃条件下,仍可生成具有较高强度的凝胶,具有良好的耐温耐盐性能。采用单管岩心封堵实验模拟体系的调剖过程,结果表明,体系对单管岩心的封堵率高于99%,突破压力大于36MPa/m。     

AM/AA/AMPS/AMC14S共聚物的制备与表征

以丙烯酰胺(AM)单体为主要原料,引入疏水缔合单体2-丙烯酰胺基十四烷磺酸(AMC14S)和辅助共聚单体2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS),选择氧化还原/水溶性偶氮化合物复合引发体系,采用胶束聚合技术和前加碱共水解法,制备了耐温抗盐驱油聚合物AM/AA(丙烯酸)/AMPS/AMC14S产品。考察了偶氮化合物W-58、单体AMC14S用量对共聚物相对分子质量的影响,并表征了共聚物的结构特征。实验结果表明,当偶氮化合物W-58用量为3.0×10-4g.g单体-1、AMC14S质量分数为0.2%~0.5%时,共聚物的相对分子质量最高,耐温抗盐性能较好。     

PLS新型调剖剂的研制和应用

采用插层原位聚合法制备了聚合物/层状硅酸盐PLS复合吸水性凝胶,在考虑MMT组成、细度和表面性质的情况下,通过X衍射分析和Bragg公式计算,MMT层间距撑开0.6-1.2 nm,客体分子AM+AA有效进入主体MMT层间,形成复合吸水材料-一种新的流体转向调剖剂优化了PLS复合吸水材料的组成,并对其性能做了评价,根据水矿化度不同,PLS颗粒膨胀倍数可达13-62,抗盐25×104mg/L、耐温90℃,PLS凝胶在油中具有收缩性,当温度为90℃时,韧性系数为0.8-1.0,说明PLS材料韧性好、不易破碎2002年通过大港官195油田官48-4-1和官45-1两个井组的现场实施,增油约2400 t,效果显著     

耐温抗盐型水凝胶的设计合成及功能强化机制研究

为克服目前3次采油中水凝胶耐温抗盐性能差、机械强度低等问题,以丙烯酰胺(AM)、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)为聚合单体,通过水溶液聚合法合成水凝胶PBZD-1,基于单因素实验确定最佳制备工艺,并辅以常规改性和纳米改性两种实验方法进行功能强化改性,制备深度调剖用水凝胶PBZD-1-C和PBZD-1-M。采用FTIR、XRD、TG等表征水凝胶的化学结构、热稳定性等,进一步探究其吸水、耐温和抗盐等性能,并结合宏观性能和微观结构揭示其功能强化机制。结果显示：PBZD-1-C和PBZD-1-M的化学结构符合预期设计,热稳定性良好,350℃失重约20%,且具有良好的耐温抗盐性能,吸水倍率分别为198和249,可有效抵抗70 000 mg/L Na⁺、10 000mg/L Ca²⁺和Mg²⁺矿化度水;纳米二氧化硅、超细碳酸钙等材料主要通过自身三元刚性环状结构、成核剂及反应中心等赋予水凝胶优异的应用性能,使水凝胶的吸水、耐温和抗盐性能大幅提升。     

水分散型阴离子聚丙烯酰胺的合成及其表征

在(NH4)2SO4水溶液中,以2-丙烯酰胺基-2-甲基-1-丙磺酸(AMPS)和丙烯酰胺(AM)为单体原料,聚2-丙烯酰胺基-2-甲基-1-丙磺酸钠(PSAMPS)为分散剂,采用水分散聚合技术合成了环境友好型水分散型阴离子聚丙烯酰胺P(AMPS/AM)。重点探讨了单体配比、反应温度和硫酸铵用量对水分散体系的影响,并利用透射电镜观察其颗粒形貌。结果表明,制备稳定水分散型P(AMPS/AM)的适宜条件分别是n(AMPS)∶n(AM)为15∶85,反应温度50℃,(NH4)2SO4质量分数20%~28%;透射电镜显示,沉淀聚合物为2.3~4.5μm的球形或椭球形颗粒。     

三元磺化改性聚丙烯酰胺的制备与性能评价

以丙烯酰胺(AM)、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)、甲基丙烯酸N,N-二甲基氨基乙酯(DMAEMA)为单体,采用氧化还原-水溶性偶氮复合引发体系制备AM/AMPS/DMAEMA三元磺化共聚物。利用FT-IR与核磁氢谱(1 H NMR)对共聚物进行结构表征,进行耐温抗盐性能、抗老化性能、溶解性能与抗剪切性能评价。结果表明:AMPS、DMAEMA的引入能显著改善丙烯酰胺类聚合物的耐温抗盐性能,合成的三元磺化共聚物在80℃、矿化度2%(质量分数)的盐溶液下放置90d后,其溶液的表观黏度仍能达到11.9mPa·s,相同条件下工业用部分水解聚丙烯酰胺(3 500万)溶液表观黏度仅为0.9mPa·s,表现出更好的抗老化性。     

耐温型降滤失剂AMPS/AM/AA三元共聚物的合成

以2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)、丙烯酰胺(AM)和丙烯酸(AA)为单体,采用过硫酸铵和亚硫酸氢钠氧化还原体系,通过水溶液聚合法合成了耐温型降滤失剂。通过正交试验和条件试验确定了聚合反应的最佳条件:引发温度40℃,引发剂质量分数0.010%,pH=4.0,m(AMPS)∶m(AM)∶m(AA)=10∶26∶4,在此条件下得到产物特性黏数为7.52 dL.g-1。对其结构用红外光谱进行了表征,并在淡水基浆中对产品的降滤失性能进行了室内评价,结果表明产物具有良好的耐温和降滤失能力。     

新型聚合物压裂液的研制及评价

采用AM和AMPS二元共聚,合成一种水溶聚合物P(AM/AMPS)的.对合成条件进行了分析,探讨了单体、温度、引发剂和反应时间等因素对聚合物特性粘数的影响,并在此基础上形成压裂液的配方.依据SY-5107-86标准,对压裂液进行室内性能评价.结果表明该聚合物压裂液耐温、耐盐、抗剪切性能良好.     

磺酸基团对高吸水性聚合物耐盐性的影响

针对高吸水性聚合物(SAP)耐盐性较差的问题,采用水溶液聚合法以丙烯酸(AA)、丙烯酰胺(AM)和2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)为单体合成三元共聚的SAP,研究磺酸基团对聚合物耐盐性的影响.单体配比研究表明,引入AMPS前后,SAP在蒸馏水中30 min的吸液率分别为615 g/mL和695 g/mL; 在0.9%NaCl溶液中吸液率分别为50 g/mL和75 g/mL.研究出合成SAP的较佳条件AMPS∶AM∶AA的摩尔比为0.5∶4∶3; 反应温度为60 ℃; 引发剂的用量为0.125%; 交联剂的用量为0.02%.合成的SAP在蒸馏水中和0.9%NaCl溶液中达饱和时的吸液率分别为1 350 g/mL和125 g/mL.表明AMPS的引入有效地改善了高吸水性聚合物的耐盐性.     

改性复合交联聚合物弱凝胶调驱剂的研制及性能评价

在复合交联聚合物弱凝胶配方的基础上,进行耐温抗盐方面的改性,得到改性复合交联聚合物弱凝胶.通过改性,其耐温抗盐性能得到显著改善,在温度为120℃,矿化度为10×104mg/L时,基本能保证稳定不脱水不断胶30d.考察了主交联剂、辅助交联剂、HPAM以及改性剂以及稳定剂浓度对其成胶性能的影响.岩心驱替实验结果表明,该弱凝胶体系对非均质地层具有很好的调驱效果,可使水驱采收率得到大幅度提高.     

反相悬浮法合成AA/AM/AMPS耐盐高吸水性树脂

为了提高高吸水性树脂的吸液性能,实验采用反相悬浮聚合法,向丙烯酸(AA)/丙烯酰胺(AM)二元体系中引入2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)作为第三种聚合单体合成高吸水性树脂.通过正交试验研究单体配比、丙烯酸中和度、交联剂用量和引发剂用量四个因素对产品性能的影响.红外光谱和扫描电镜测试结果显示产物为AA/AM/AMPS三元共聚物,粒子呈球形,球表面为褶皱状.最佳实验条件:单体摩尔配比(AA/AM/AMPS)为1.25∶1∶0.7,丙烯酸中和度为90%,交联剂用量(占单体总量)为0.08%,引发剂用量为0.7%.此条件下产品的吸蒸馏水率可达1 720 mL/g,吸盐水率达165 mL/g.     

聚驱后凝胶颗粒调剖数值模拟

以渗滤理论为基础,考虑凝胶颗粒调剖的膨胀特性、“变形虫”特性以及与残留聚合物的协同作用特性,建立了凝胶颗粒运移的数学模型;将渗流模型与凝胶颗粒运移模型、储层参数动态变化模型进行耦合,建立了聚驱后凝胶颗粒调剖的单井流固耦合数值模拟模型,采用迭代耦合方式对该模型进行了求解,并对所建模型进行了参数敏感性分析．     

AMPS多元聚合物固井降失水剂的合成与应用性能评价

以丙烯酰胺 (AM)、2 丙烯酰胺 2 甲基丙磺酸 (AMPS)、丙烯酸 (AA)和有机膨润土为单体 ,采用水溶液聚合方法 ,以过硫酸铵 /亚硫酸氢钠为引发剂 ,合成了AM/AMPS/AA/有机膨润土四元共聚物固井降失水剂 ,对其结构进行了表征 ,并在淡水、4%盐水、饱和盐水、复合盐水、含钙盐水基浆中对该降失水剂进行了室内评价。结果表明 ,此共聚物热稳定性好 ,降滤失能力和抗温抗盐能力强 ,可用于多种类型泥浆的处理。     

耐温、抗盐颗粒状树脂调剖剂CSL-2的研制

根据中原油田高温、高矿化度等复杂地质条件油藏特点 ,为提高油藏开发效果 ,研制适合该油藏特点的调剖剂 ,有效的解决油藏层间矛盾 ,提出了由HPAM与复合交联剂等在一定条件下反应制成了颗粒状高分子调剖剂CSL 2 ,并对其进行了性能评价实验。调剖剂耐温 130℃ ,耐盐 2 .0× 10 5mg/L(Ca2 + 、Mg2 + :5 0 0 0mg/L) ,其吸水后膨胀倍数达 5 0倍以上 ,膨胀体强度较满意。高分子调剖剂加入破胶剂后 ,可以降解为溶液 ,克服了同类调剖剂的缺点 ,使用安全。其综合性能优于国内部分同种类型产品 ,可用于油层深部调剖。     

互穿网络聚合物凝胶调驱剂研制

以聚乙烯醇(PVA)、丙烯酰胺(AM)、丙烯酸(AA)为原料,利用互穿网络(IPN)技术合成了一种新型互穿网络聚合物凝胶.采用正交设计与方差分析法优化改进了其合成条件.结果表明,主剂PVA、AM、AA的用量是影响IPN凝胶强度、溶胀性能、脱水性能的主要因素;各因子对不同指标的影响程度并不一致,对凝胶的各个性能指标往往不能兼顾;用于油田深部调驱的IPN凝胶的合成条件取决于油藏实际应用环境,可以根据凝胶的实际应用性能指标,采用正交实验设计与方差分析相结合的方法来研制具有最佳使用性能的IPN凝胶.     

新型聚合物复合纳米微球调剖驱油剂研究

针对大庆油田某区块油井含水率高、水窜现象严重、水驱开发效果差等特点,采用分散聚合法研制了一种新型聚合物复合纳米微球调剖驱油剂NWQ⁃2,并在室内评价了其粒径分布、吸水膨胀性能、耐温抗盐性能、黏弹性能、调剖封堵性能以及驱油性能。结果表明,复合纳米微球NWQ⁃2的平均粒径为512.6 nm,且粒径分布均匀,在蒸馏水中20 h的吸水膨胀倍数可以达到10倍以上,在高温（120 ℃）高矿化度水（75 200 mg/L）中20 h的吸水膨胀倍数仍能达到8倍以上,说明NWQ⁃2具有良好的吸水膨胀性能和耐温抗盐性能;复合纳米微球NWQ⁃2吸水膨胀后具有良好的黏弹性能,对不同渗透率的岩心均具有良好的调剖封堵效果,能使大孔道得到有效封堵,增大注入压力,使后续注入流体更多的进入微小孔道;非均质岩心中注入0.5 PV复合纳米微球NWQ⁃2后,能显著提高岩心水驱后的采收率,增幅可达20%以上,具有良好的驱油效果。