油藏深部調(diào)剖用聚合物弱凝膠的研究.pdf

1、隨著采油技術(shù)的發(fā)展，在提高采收率方面，聚合物弱凝膠深部調(diào)剖技術(shù)的應(yīng)用取得了顯著的效果。然而，常用的弱凝膠深部調(diào)剖劑主要是聚丙烯酰胺類(lèi)的，其在一些特殊條件油藏的應(yīng)用中，易出現(xiàn)高溫下降解，高礦化度下產(chǎn)生沉淀等問(wèn)題，最終導(dǎo)致調(diào)剖失效。因此，向聚合物中引入特殊官能團(tuán)、設(shè)計(jì)聚合物分子結(jié)構(gòu)，研制具備良好增黏性、耐溫性、抗鹽性和抗剪切能力的改性高分子聚合物已成為當(dāng)前研究的熱點(diǎn)。目前，交聯(lián)聚丙烯酰胺類(lèi)共聚物的出現(xiàn)，一定程度上改善了其抗溫抗鹽性的不足，但

2、是所用的有機(jī)交聯(lián)劑如甲醛、苯酚或無(wú)機(jī)交聯(lián)劑重鉻酸鉀、檸檬酸鋁等對(duì)會(huì)對(duì)環(huán)境均造成不同程度的污染。因此，亟需尋找一種具備特殊性能且來(lái)源廣泛對(duì)環(huán)境友好的新材料，與丙烯酰胺共聚交聯(lián)形成新型的聚合物弱凝膠深部調(diào)剖劑，進(jìn)一步提高其抗溫抗鹽能力，擴(kuò)大其使用范圍。而天然高分子價(jià)廉易得，具有剛性環(huán)狀結(jié)構(gòu)和多功能活性基團(tuán)，可經(jīng)過(guò)化學(xué)修飾改性成新材料，廣泛應(yīng)用于日用化工、食品添加劑和建筑材料等領(lǐng)域。近年來(lái)，改性天然高分子以其具備剛性基團(tuán)以及水溶性、高假塑性等

3、特點(diǎn)，在油田調(diào)剖的應(yīng)用受到了廣泛關(guān)注。本文分別以羧甲基纖維素鈉(CMC)和黃原膠(XG)為主劑，以N,N’-亞甲基雙丙烯酰胺(BIS)為交聯(lián)劑，與丙烯酰胺(AM)交聯(lián)共聚，制備CMC/AM/BIS和XG/AM/BIS兩種抗高溫抗鹽型弱凝膠調(diào)剖體系。并且開(kāi)展了一系列的室內(nèi)研究，討論了各試劑用量、反應(yīng)時(shí)間、反應(yīng)溫度對(duì)成膠體系黏度的影響，通過(guò)IR、TG測(cè)試驗(yàn)證了共聚物的結(jié)構(gòu)，并模擬地層條件，對(duì)兩種共聚物弱凝膠進(jìn)行了抗鹽、抗溫、抗剪切、突破壓力

4、梯度等性能測(cè)試。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴對(duì)比分析 CMC與 CMC/AM/BIS共聚物弱凝膠紅外譜圖及對(duì)比分析CMC/AM與 CMC/AM/BIS共聚物弱凝膠的失重區(qū)域與曲線趨勢(shì)，驗(yàn)證了CMC/AM/BIS共聚物弱凝膠的組成，證明實(shí)驗(yàn)成功制得了 CMC/AM/BIS交聯(lián)共聚物；對(duì)比分析 XG與 XG/AM/BIS共聚物弱凝膠紅外譜圖及對(duì)比分析 XG/AM與XG/AM/BIS共聚物弱凝膠的失重區(qū)域與曲線趨勢(shì)，驗(yàn)證了XG/AM/B

5、IS共聚物弱凝膠的組成，證明實(shí)驗(yàn)成功制得了XG/AM/BIS交聯(lián)共聚物弱凝膠；⑵CMC/AM/BIS共聚物弱凝膠的最佳成膠條件為：CMC濃度為1.0×104mg/L， AM濃度為4×104mg/L，引發(fā)劑濃度為650mg/L，其中(NH4)2S2O8與Na2SO3的摩爾比為1:1，交聯(lián)劑BIS濃度為25 mg/L，蒸餾水250mL，反應(yīng)溫度40℃，反應(yīng)時(shí)間8h；XG/AM/BIS共聚物弱凝膠的最佳成膠條件為：XG濃度為1.0×103mg

6、/L，AM濃度為2.0×104mg/L，引發(fā)劑濃度為420mg/L，其中(NH4)2S2O8與Na2SO3的摩爾比為1:1，交聯(lián)劑BIS濃度為630mg/L，蒸餾水250mL，反應(yīng)溫度50℃，反應(yīng)時(shí)間8h；⑶CMC/AM/BIS與XG/AM/BIS共聚物弱凝膠在鹽濃度為25×104mg/L時(shí)，均未出現(xiàn)脫水現(xiàn)象，這兩種體系交聯(lián)共聚物弱凝膠適用的粗鹽、MgCl2和 CaCl2的濃度范圍均為0~25×104mg/L；⑷CMC/AM/BIS共聚

7、物弱凝膠體系可耐受高溫120℃，未出現(xiàn)脫水現(xiàn)象，適用于高溫油藏深部調(diào)剖作業(yè)；XG/AM/BIS共聚物弱凝膠可耐受高溫140℃，未出現(xiàn)脫水現(xiàn)象，可適用于特高溫油藏的深部調(diào)剖作業(yè)；⑸CMC/AM/BIS體系與XG/AM/BIS體系，均隨剪切速率增大，體系黏度相應(yīng)減小，具備假塑性，經(jīng)高速剪切后，黏度保持率分別是90.3％和91.6％，具有較強(qiáng)的抗剪切能力；⑹突破壓力梯度模擬實(shí)驗(yàn)說(shuō)明，XG/AM/BIS體系弱凝膠強(qiáng)度較大，附著能力較強(qiáng)，突破壓力