耐高溫耐鹽聚丙烯酰胺類調(diào)堵劑的研究.pdf

1、聚丙烯酰胺作為水溶性聚合物,廣泛應(yīng)用于國(guó)內(nèi)外油田堵水調(diào)剖技術(shù)領(lǐng)域,但聚丙烯酰胺體系常用的交聯(lián)劑如重鉻酸鉀、檸檬酸鋁、各種鉻鹽及有機(jī)交聯(lián)劑如苯酚、甲醛等對(duì)環(huán)境有一定的污染,且在高溫高鹽油藏中調(diào)堵效果差。
　　針對(duì)上述問題,本文提出了兩種新型耐高溫耐鹽聚丙烯酰胺類調(diào)堵劑的制備方法并對(duì)二者相關(guān)性能做了對(duì)比研究。實(shí)驗(yàn)以聚丙烯酰胺(PAM,分子量為300萬,水解度<3.0％)為主劑,自制的六羥甲基三聚氰胺(HMM)和三羥甲基三聚氰胺(TMM

2、)分別為交聯(lián)劑,利用PAM分子側(cè)鏈上酰胺基團(tuán)中的活性氨基分別與HMM和TMM分子中的多個(gè)羥甲基發(fā)生親核反應(yīng),制備PAM/HMM和PAM/TMM兩種交聯(lián)聚合物凝膠,作為調(diào)堵劑。通過實(shí)驗(yàn)討論并分析反應(yīng)溫度、反應(yīng)時(shí)間、pH值、原料配比及不同濃度的各種鹽對(duì)兩種調(diào)堵劑黏度的影響,并對(duì)經(jīng)純化處理的試樣進(jìn)行了紅外光譜(FT-IR)測(cè)試和熱失重(TG)分析表征,同時(shí)對(duì)各實(shí)驗(yàn)組所得樣品進(jìn)行了固含量測(cè)試、突破壓力梯度測(cè)試、凝膠強(qiáng)度等級(jí)評(píng)價(jià)以及封堵率測(cè)試等,

3、得到如下結(jié)論:
　　(1)分別對(duì)三聚氰胺原料和自制的HMM及TMM進(jìn)行紅外光譜表征,對(duì)比各組的紅外光譜圖可知,實(shí)驗(yàn)成功制得交聯(lián)劑HMM和TMM。
　　(2)分別對(duì)聚丙烯酰胺原料和PAM/HMM及PAM/TMM的交聯(lián)產(chǎn)物進(jìn)行紅外光譜和STA409PC/PG熱失重表征,可知,聚丙烯酰胺與HMM和TMM均能發(fā)生交聯(lián)反應(yīng),從而得到PAM/HMM和PAM/TMM的交聯(lián)聚合物。
　　(3)對(duì)不同配方及實(shí)驗(yàn)條件下的PAM/HMM成膠

4、體系進(jìn)行黏度測(cè)試可知,實(shí)驗(yàn)的最佳成膠條件為:PAM7.10g,HMM3.16g,蒸餾水100mL,反應(yīng)溫度100℃,反應(yīng)時(shí)間4.0h,pH為5;而對(duì)于PAM/TMM成膠體系,其最佳成膠條件為:聚丙烯酰胺7.10g,TMM3.46g,蒸餾水100mL,反應(yīng)溫度100℃,反應(yīng)時(shí)間4.0h,pH為5。
　　(4)將PAM/HMMH和PAM/TMM兩體系的最優(yōu)化方案組在不同濃度的粗鹽、氯化鉀、無水氯化鈣和氯化鎂的鹽溶液體系中進(jìn)行實(shí)驗(yàn),并測(cè)

5、試各組所得試樣的固含量及突破壓力梯度,結(jié)果表明,當(dāng)PAM為7.10g,HMM為3.16g或TMM為3.46g,蒸餾水為100mL,反應(yīng)溫度為100℃,反應(yīng)時(shí)間為4.0h,pH為5時(shí),兩體系適用的粗鹽濃度范圍均為10-300g/L,且當(dāng)兩體系原料配比及反應(yīng)條件不變,而粗鹽濃度均為10g/L時(shí),兩體系適用的氯化鉀濃度范圍均為10-300g/L,適用的CaCl2和MgCl2濃度范圍也同為10-250g/L(上述各鹽的濃度均按相對(duì)于體系中蒸餾水

6、的用量計(jì))。
　　(5)在自來水用量為15mL,pH為5,反應(yīng)溫度為100℃的條件下,分別調(diào)節(jié)不同的PAM/HMM和PAM/TMM的配比,配制出相應(yīng)的凝膠體系,并通過目測(cè)代碼法對(duì)各實(shí)驗(yàn)組樣品進(jìn)行測(cè)試,結(jié)果表明,兩種凝膠的初始成膠時(shí)間均在8h-12d可控,凝膠強(qiáng)度在A-I級(jí)可調(diào),完全滿足現(xiàn)場(chǎng)調(diào)堵施工的要求。
　　(6)在最佳成膠條件下,配制出PAM/HMM和PAM/TMM調(diào)堵劑,并分別進(jìn)行封堵率測(cè)試,結(jié)果表明,兩體系對(duì)自來水的