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1、抗温型聚合物凝胶制备与性能评价 王久波关键字：抗温性;聚合物;凝胶;蒸汽驱引言如今，我国各大油田逐渐进入了高含水开发期，在采收率逐日降低的情况下采用三次采油手段来提高原油采收率，蒸汽驱是很受欢迎的三次采油方式。但是在蒸汽驱过程中往往存在蒸汽气窜等现象，使得蒸汽只能驱出高渗透层的原油，涉及效率低。本论文讨论聚合物凝胶体系调剖，采用聚丙烯酰胺类材料为研究根底，但聚丙烯酰胺在稳定性、抗温、抗盐和有效期等方面稍有欠缺，因此限制了其使用范围。因此，如何提高聚合物凝胶体系抗温性能成为了广阔学者研究的重要课题。本文合成了三种聚合物，并对其水溶液的性质和凝胶体系进行了评价。实验结果说明，本论文合成的改性聚合物
2、1凝胶体系具有良好的性能，能够在一定程度上满足油田蒸汽驱调剖的需要，具有不错的应用前景。一、研究背景在油田的石油开采中，蒸汽驱技术也存在着很多问题。出现蒸汽超覆现象、蒸汽气窜现象等，所以我们采取化学调剖措施将聚合物凝胶体系溶液注入储集层，在一定的时间内形成具有高强度的凝胶【1】。然而有些油藏条件非常苛刻，比方高温油藏，要求聚合物凝胶需要具有较高的耐温性才能发挥其重要作用，进而实现提高采收率。国内外进行很多的实验研究，但仍存在成胶时间短、稳定性能差、抗高温性能差、本钱高等缺点。故我们需要针对这几种缺点再进行配比实验，调整聚合物凝胶的浓度、矿化度、单体浓度值等到最正确状态以提高聚合物凝胶体系性能。
3、抗高温聚合物凝胶将越来越受到广泛的重视和研究，并将得到迅速的开展。二、聚合物的性能评价聚合物是影响聚合物交联体系的关键因素。不同类型聚合物成胶后的稳定性以及溶液粘度均不同，聚合物1HPAM面临一大难题，即耐温性差，难以满足高温型油藏驱油的需要【2】，因而本论文通过评价比照聚合物1HPAM、改性聚合物1和改性聚合物2三种聚合物的增黏性、抗剪切性以及抗温性，优选出最正确的一种来作为聚合物凝胶体系的主剂。一抗剪切性分别将200ml各浓度聚合物溶液放入搅拌器中，在室温下以3000r/min的转速机械剪切不同时间30s、1min、2min、3min、5min，不同浓度聚合物溶液粘度随剪切时间得到以下数据
4、：聚合物1在剪切5min之后粘度保存率为69.38%;改性聚合物1为96.36%;改性聚合物2为50.96%，粘度保存率过低。那么当浓度为0.4%时改性聚合物1的抗剪切能力较强。二黏温分别配浓度为0.4%的三种聚合物溶液各100ml做粘温实验，得到以下图：改性聚合物2的粘度在75左右急剧下降，粘度保存率极低，不适用于高温储层;改性聚合物1随温度升高粘度有所下降，当温度到达70左右时，由于水蒸发导致粘度剧增，故舍弃数据，比照前段来看，改性聚合物1粘度保存率为32.9%;聚合物1升温过程中随温度升高粘度下降，粘度保存率为53.83%，粘度保存率中等。根据粘温测试结果，聚合物1抗高温效果最好，但想要
5、到达理想效果还是有所欠缺。三、聚合物凝胶体系性能评价一聚合物凝胶体系制备聚合物凝胶体系是一定浓度的聚合物溶液中参加一定浓度的主剂、交联剂和引发剂形成母液后，在一定的温度和时间内形成的凝胶体系，适合封堵高渗透层【3】。聚合物调剖由于分子链上不仅有阴阳离子，还有非极性基团，因此有较好的成胶性和抗剪切性等【4】。主剂在聚合物1、改性聚合物1和改性聚合物2中选择，交联剂选用N-N亚甲基双丙烯酰胺MBA，引发剂选用过硫酸铵。二聚合物凝胶体系的成胶性能评价本论文主要针对抗温性来评价聚合物凝胶体系性能。将烧杯密封好放入60烘箱中准备成胶。期间观察成胶状态。成胶后将体系降至常温状态，取六个样品放入样品瓶中，分
6、别放入80、100、120烘箱中。得到以下数据：在80情况下，各个样品的质量保存率分别为65.19%、95.54%、62.5%、89.31%、73.19%和50.68%。其中，样品2和样品4保水效果更好，即单体浓度为20%的聚合物1凝胶体系和改性聚合物1凝胶体系更耐高温。在100情况下，各聚合物缩水老化严重，均不适合在100左右地层中使用。由于120下，六个样品中凝胶缩水后没有弹性，变成粘度极强的膏状，因此这三种聚合物凝胶体系均不能抗120高温。四、物理模拟实验根据三种聚合物的综合性能，选用聚合物1和改性聚合物1的凝胶体系模拟油田岩心在90高温进行物理模拟实验。实验结果与分析：25分钟左右注入
7、聚合物凝胶溶液，静置5h等待成胶，再注入蒸汽驱油。从图表中可以观察到，在0-25分钟，已经形成了稳定的蒸汽气窜通道且到达蒸汽驱经济极限，聚合物凝胶成胶后再注入蒸汽，出口压力剧增，含水率下降，累积采收率继续上升，说明聚合物凝胶体系有效地改善了蒸汽涉及效率，提高蒸汽驱油效率。比照而言，改性聚合物1的效果略优于聚合物1，有效进入高渗透层进行封堵，也有效提高了涉及效率，进而提升驱油效率。结语本文通过对聚合物1、改性聚合物1和改性聚合物2的研究，得到以下结论：改性聚合物1具有较强的抗剪切能力，改性聚合物2增黏性强，但抗剪切能力和抗温性都非常弱;单体浓度高的聚合物凝胶体系抗温性能较好;在80高温情况下，聚
8、合物1凝胶体系和改性聚合物1凝胶体系耐温性良好，但在100左右耐温性一般，三种聚合物凝胶体系均不可抗100以上的高温地层;综合来看，改性聚合物1驱油效果最好。本文研究的三種聚合物中，改性聚合物1凝胶体系具有良好的封堵作用，可以有效地提高涉及效率，防止蒸汽气窜、涉及效率低等缺点，耐温性一般，在温度不超过100的情况下，具有良好的提高采收率效果。参考文献：【1】姚同玉.耐温耐盐聚合物优选实验研究J.内蒙古石油化工，2021，4404：4-5.【2】张艳芳.HPAM/酚醛有机交联体系的成胶性能、流变行为及动态性能研究D.四川大学，2021.【3】孙文.聚合物调剖机理及国内外研究现状J.化学工程师，2021，3208：60-63.【4】李学耕，王钒，宋国强，张灏，王忱.N，N-亚甲基双丙烯酰胺的合成研究J.精细石油化工，199606：47-49.
