交联聚合物溶液的热稳定性

 采用黏度法、核孔膜过滤和动态光散射(DLS)法, 研究了高相对分子质量、低浓度的部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)与柠檬酸铝(AlCit)反应所形成的交联聚合物溶液(LPS)的热稳定性、HPAM降解后与AlCit反应所形成的体系的封堵性能及降解机理. 结果表明, 在较低温度下(40～60℃), HPAM与 AlCit反应所形成的LPS能够长时间地稳定存在, 对1.2μm的核孔膜有很好的封堵效果. 而在较高温度下(70～110℃), 所形成的LPS很快降解, 不能对核孔膜形成有效封堵; 温度越高, 降解速率越快, 对核孔膜的封堵性能越差. LPS高温降解后封堵性能下降的原因是LPS中交联聚合物线团(LPC)尺寸变小, 平均表观流体力学半径从降解前的292nm减小到39.9nm左右. HPAM高温降解后与AlCit反应所形成的交联体系不能对1.2μm的核孔膜产生有效封堵.     

交联聚合物溶液的热氧降解研究

交联聚合物溶液(LPS)是一种对多孔介质具有特殊封堵性能的深部调剖剂,在油藏高温条件下,其稳定性对调剖效果具有重要影响.用黏度法、核孔膜过滤和动态光散射(DLS)法,对交联聚合物溶液的热氧降解稳定性和部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)热氧降解后与柠檬酸铝(AlCit)反应所形成的体系的封堵性能及降解机理进行了研究.结果表明,HPAM与交联剂AlCit反应形成的LPS的热稳定性较差,热氧降解作用会使LPS的封堵性变差,封堵能力减弱.HPAM稀溶液在90 ℃下降解不同时间后与AlCit反应,所形成的LPS封堵能力随降解时间的增加而减弱,最终不能对1.2 μm核孔膜形成有效封堵.LPS和HPAM热氧降解后形成的LPS的封堵性能下降的原因是热氧降解使得LPS中交联聚合物线团(LPC)尺寸和HPAM中高分子线团的尺寸变小.     

盐度对交联聚合物溶液性质的影响

采用核孔膜过滤和动态光散射手段，研究了盐度对部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)与柠檬酸铝(AlCit)交联反应过程的影响以及所形成的交联聚合物溶液线团(LPC)的大小。结果表明，HPAM与AlCit反应所形成的交联聚合物线团对1．2μm核孔膜的封堵程度与其反应时间有关。随着NaCl含量的增加，交联聚合物溶液(LPS)对1．2μm核孔膜的封堵程度先增加后下降，且存在一最佳值。HPAM与AlCit交联后形成的交联聚合物线团尺寸比相同条件下形成的HPAM线团尺寸小．并随着盐度的增加而减小。     

交联聚合物溶液的剪切稳定性

采用核孔膜过滤和动态光散射法,研究了高相对分子质量低浓度的部分水解聚丙烯酰胺与柠檬酸铝反应所形成的交联聚合物溶液的剪切稳定性及降解机理.结果表明,随着剪切速率的增加,交联聚合物溶液对孔径为1.2μm的核孔膜的封堵能力降低,但仍能对孔径为0.4μm的核孔膜形成有效封堵.交联聚合物溶液受剪切作用后封堵性能下降的原因是体系中的交联聚合物线团粒径和部分水解聚丙烯酰胺分子线团粒径受剪切作用后变小,不能对核孔膜形成有效封堵.     

剪切作用对交联聚合物溶液封堵性能的影响

用核微孔滤膜过滤实验，研究了不同的剪切方法对部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)与交联剂柠檬酸铝(AlCit)的交联反应过程、及所形成的交联聚合物溶液(LPS)封堵性能的影响。结果表明，HPAM与AlCit反应所形成的交联聚合物溶液具有一定的抗剪切能力。在较低剪切作用下，其对核孔膜的封堵性能影响较小；高速剪切下，交联聚合物溶液的封堵能力大大降低。岩心孔隙介质对聚合物的吸附滞留和机械剪切作用使交联聚合物溶液的封堵能力降低；岩心渗透率越低、且注入速率越大，这种作用越显著。     

聚驱污水处理剂对LPS封堵性能的影响

用低压差核孔膜过滤法,研究了聚合物驱常用的几种污水处理剂对LPS封堵性能的影响.结果表明,有机阳离子型的絮凝剂和杀菌剂因与阴离子型的HPAM发生中和作用,占据了AlCit与HPAM反应的交联点,降低了LPC的生成量,进而影响LPS封堵孔径为2.0μm核孔膜的性能;缓蚀阻垢剂中的磷酸根与铝离子发生螯合作用,阻碍了AlCit与HPAM交联生成LPC的反应,严重影响LPS的封堵性能.实际生产中,聚合物驱污水处理剂对LPS封堵性能的影响应视其类型和污水处理后的残留量综合而定.     

交联聚合物溶液与聚合物溶液的特性差异

采用光学显微摄影、动态光散射和核孔膜过滤等方法，研究了低浓度部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)与柠檬酸铝(AlCit)形成的交联聚合物溶液(LPS)中交联聚合物线团(LPC)的形态、尺寸、变形性等特性。结果表明，LPC与聚合物线团(PC)相比，在形态、尺寸、变形性能等方面存在明显差异。干燥后的LPS样品中，LPC为球形，PC的形状不清晰。低于某一临界质量浓度(0．200～0．300g／1)时，LPC尺寸略小于PC；高于此浓度后，LPC的尺寸始终大于PC。HPAM／AlCit交联体系的临界质量浓度(0．280g／1)略高于聚合物溶液的临界交叠质量浓度(0．250g／1)。由于分子内的交联作用，与PC相比，LPC的剪切变形能力和水化变形能力有限，LPC较强的抗剪切变形特性使其具有特殊的封堵多孔介质的能力。     

评价低浓度交联聚合物的新方法

提出了一种快速有效评价交联聚合物溶液(LPS)的新方法,即用微孔滤膜模拟油藏的微孔介质,以LPS通过微孔滤膜的能力对其形成机理及封堵性能进行评价。考察了在聚铝比确定的情况下,HPAM的相对分子量以及矿化度对LPS封堵性能的影响。结果表明,随着HPAM的相对分子质量的增大,HPAM与柠檬酸铝AlCit反应的时间增加;不含有电解质同样可以对多孔介质形成有效封堵,但其封堵效果与含有适量电解质的LPS体系相比较差;LPS对微孔滤膜的封堵程度随反应时间的增加而增加,当达到一定反应时间后体系趋于稳定。     

稳定剂对交联聚合物线团形态的影响

采用扫描电镜(SEM)、X射线能谱法及低压差微孔滤膜法等手段，考察了低浓度下部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)与柠檬酸铝(AlCit)在60℃、m(HPAM)／m(Al^3 )=20、NaCl质量分数2000mg／kg、稳定剂存在下所形成的交联聚合物溶液(LPS)中交联聚合物线团(LPC)的微观形态及其封堵性能。结果表明，加入稳定剂的LPS体系中的基础粒子仍然是纳米尺寸的球形LPC，但稳定剂的种类会影响LPC的尺寸和聚集形态，并有助于改善其封堵效果。在SEM观测LPC形态实验中，在除尘与自然干燥条件下制作干片，同时为更好地观测LPC微观形态，在体系中加入少量NaCl。     

非离子型Gemini表面活性剂对交联聚合物溶液性质的影响

采用核微孔滤膜过滤实验、落球粘度计及动态光散射法，研究了非离子型Gemini表面活性剂（GS420）对交联聚合物溶液（LPS）的封堵性能、粘度及交联聚合物线团（LPC）大小的影响。结果表明，加入表面活性剂后，LPS体系对核微孔滤膜的封堵性能降低，但是还能对孔径为1．2μm的核孔膜产生封堵。LPS-GS420复合体系的粘度低于不加表面活性剂的LPS溶液的粘度。动态光散射法测得LPS-GS420复合体系中LPC的平均流体力学半径为190nm，比不加表面活性剂的LPS中的LPC的粒径小。     

聚合物分子尺寸与砾岩油藏孔喉匹配关系

采用核孔膜过滤实验,研究了部分水解聚丙烯酰胺（HPAM）分子线团半径与核孔膜孔喉直径以及砾岩油藏孔喉的匹配关系。通过对聚合物溶液过滤后核孔膜的过滤速率、质量浓度及黏度的分析可知,分子质量小于3.57×107Dalton的HPAM能够顺利通过孔喉直径大于0.70μm的核孔膜,但在孔喉直径小于0.70μm的核孔膜上产生明显滞留。随着HPAM分子质量的增加,聚合物溶液的过滤速率降低,且更易于发生分子滞留。分子质量小于3.57×107Dalton的聚合物均不会对渗透率大于55.4×10-3μm2的砾岩油藏造成严重堵塞。HPAM的分子线团半径与核孔膜孔喉直径的匹配关系对研究其与砾岩油藏孔喉的匹配关系具有一定的指导意义。     

Influence of dissolved oxygen content on oxidative stability of linked polymer solution

The influence of dissolved oxygen content on the oxidative stability of a linked polymer solution(LPS) was studied by micro-filtration,dynamic light scattering and viscosity measurements.The results showed that at the same temperature,the degree of the oxidative degradation of the LPS increased and the rapidity of the oxidative degradation was accelerated with the increase of the dissolved oxygen content.Consequently,the size of linked polymer coils(LPCs) of the LPS became small,and the plugging capability of the LPS decreased.At a fixed content of dissolved oxygen,with increasing degradation temperature,almost the same results were observed,namely,an increased degree of oxidative degradation,accelerated rapidity of the oxidative degradation and decreased plugging capacity,with decreased oxidative stability of LPS.At 90 oC,in the presence of oxygen,LPS lost its plugging capability after having been degraded for a period of time.But at 40 oC,LPS with low dissolved oxygen content could be stable for a long time.The decreased plugging ability of LPS after oxidative degradation is mainly caused by the decreased size and number of the LPCs due to the breaking of hydrolyzed polyacrylamide(HPAM) molecule segments and the structural changing of HPAM molecules.     

砂岩油藏聚合物堵塞机理及解堵方法研究

针对砂岩油藏聚合物驱过程中聚合物堵塞严重的问题,利用长填砂管多点测压驱替实验和油藏工程方法确定聚合物堵塞半径,利用电镜扫描、CT扫描、核磁共振等手段研究聚合物堵塞机理。结果表明:聚合物堵塞主要发生在靠近填砂管注入端0～1/4处;高渗岩心表面吸附有大量聚合物,聚合物堵塞主要是由吸附引起的,低渗岩心孔径小,孔喉处机械捕集量大,聚合物堵塞主要是由机械捕集引起的;相比于聚合物驱前,聚合物驱后的岩心孔喉平均半径和平均喉道配位数减少,平均孔喉半径由42.2 μm降至39.9 μm,平均喉道配位数由3.36降至3.19。基于堵塞半径和堵塞位置的研究结果,进行了解堵现场试验,解堵后的视吸水指数为解堵前的10.5倍,达到了配注要求。该研究结果可为砂岩油藏聚合物堵塞机理研究和聚合物驱现场试验提供一定的理论指导。     

交联聚合物溶液液流转向作用机理研究

 摘要：用并联岩心驱替实验及毛玻璃可视模型和微观可视模型，研究了部分水解聚丙烯酰胺（HPAM）与交联剂柠檬酸铝（AlCit）反应所形成的交联聚合物溶液（LPS）在不同孔隙介质中的液流转向作用。结果表明，HPAM与AlCit反应所形成的交联聚合物溶液能够封堵高渗透岩心，使后续注入液转向低渗透的含油层，并将其中的原油采出，起到增加波及体积和提高原油采收率的作用。毛玻璃可视模型可模仿地层孔隙介质，通过它可直观、实时地从宏观上观察水驱过程中的指进、LPS驱过程中的液流转向作用。而通过微观可视模型，可清楚地观察到LPS驱后同向流动的粗细不均匀的孔道中，小孔道中的剩余油减少的现象，比较直观地证明了LPS的液流转向作用。     

预交联聚丙烯酰胺分散体系的制备及封堵性能

 摘要：采用水介质分散聚合方法制备了预交联聚丙烯酰胺分散体系(PCPD),对其基本物性及微观形态进行了观测。采用微孔滤膜过滤方法考察了PCPD浓度、放置时间、温度、盐的种类和浓度等因素对其封堵性能的影响。结果表明,PCPD中交联聚合物线团尺寸为100~300 nm;质量浓度为100 mg/L的PCPD在50 kPa压力下可对1.2 μm的混合纤维素酯膜形成有效封堵。随着PCPD质量浓度的增加,单位体积内交联聚合物分子数目逐渐增多,封堵能力逐渐增强;PCPD的封堵能力随放置时间的延长略有降低;在较高的温度下,预交联聚丙烯酰胺易发生降解,封堵能力下降;PCPD具有很好的抗一价盐的能力。     

胶态分散凝胶吸附滞留行为的研究

总结了胶态分散凝胶((CDG)体系在岩心中的吸附滞留特性。此CDG体系是由150mg/L部分水解聚丙烯酰胺与柠檬酸铝形成的交联聚合物体系。在岩心流动封堵实验中侧定了CDG体系中各组分在岩心中的吸附滞留量,并与COG体系在石英砂(100~180目)上的静态吸附结果相对照。结果表明,CDG体系在岩心中因吸附滞留引起阻力系数上升,其中的凝胶颗粒主要以机械捕集的形式滞留,吸附所占的比例很小;而未交联的柠檬酸酸铝主要以吸附的形式滞留。在本实验条件下,CDG凝胶颗粒的滞留量为102.8μg/g, Al的滞留量为0.88μg/g。注入8.64PV CDG,冲水后残余阻力系数达50左右。实脸表明,CDG体系因其特殊的结构形态和吸附滞留特性,具有优于一般调剖剂的深部调剖作用和液流改向能力。