聚丙烯酰胺基液与聚乙烯亚胺交联研究

在高温油藏开发中，有机交联凝胶常用于控制产水量。这些凝胶大多数都由一种聚丙烯酰胺与一种有机交联剂组成。聚乙烯亚胺可以作为一种丙烯酰胺-特丁基丙烯酸酯共聚物的有机交联剂。据一些文献报道，聚乙烯亚胺也同样可以与丙烯酰胺共聚物以及均聚物形成环形凝胶。本文笔者运用气相色谱法，C13核磁共振光谱分析法和稳定剪切粘度法，对丙烯酰胺-特丁基丙烯酸酯共聚物与聚乙烯亚胺交联体系，以及丙烯酰胺均聚物与聚乙烯亚胺交联体系这两种控水凝胶体系进行了比较性实验研究。为了深入了解这两种凝胶体系的差异，研究中综合分析了反应生成气，结构变化和成胶时间等数据。实验发现在温度低至60℃时，反应生成异丁烯。并且，气相色谱法研究第一次表明CO2是丙烯酰胺-特丁基丙烯酸酯共聚物中特丁基丙烯酸酯基团的热分解的产物。较低的pH初始值可以改变两种凝胶体系的成胶时间，而较高的矿化度可以延长成胶时间。本文将总结这些实验结果，解释所涉及到的主要反应机理，并讨论这些新的发现怎样影响这些凝胶体系在油田现场的应用。

高温高压下有机交联凝胶成胶动力学研究

由于有机交联凝胶的热稳定性，经常被用于高温油藏的控制产水量。这些凝胶大多数都由丙稀酰胺共聚物与有机交联剂组成。聚乙烯亚胺（PEI）作为聚丙稀酰胺共聚物的一种有机交联剂。 近来的研究表明，聚乙烯亚胺能够与聚丙稀酰胺均聚物（PAM）形成良好的凝胶。然而，到目前还没有关于聚丙烯亚胺／聚乙烯亚胺的成胶动力学研究的文献资料。本文研究的凝胶体系基于聚丙烯亚胺／聚乙烯亚胺交联。同时第一次分析了在高温高压下聚丙稀酰胺与聚乙烯亚胺交联的可能性。 因此，在温度为140℃，压力为435psi的条件下，测量了聚丙烯亚胺与聚乙烯亚胺反应的成胶时间。并详细分析了聚合物浓度、交联剂浓度、温度、矿化度、聚合物初始水解度对成胶时间的影响。所有的测量都是用Anton-Paar高温高压粘度计以低剪切速率在稳定剪切模式下进行。C13核磁共振仪（C13NMR）用于在解释成胶过程中聚合物结构的改变、化学体系对成胶时间的变化的影响。 在120℃的高温下，聚乙烯亚胺与聚丙烯亚胺反应生成的热稳定凝胶至少稳定2周。该体系在高温蒸馏水中的活化能为71．3kJ／mol。增加钠离子可以把活化能提高到88kJ／mol。

部分水解聚丙烯酰胺和柠檬酸铝凝胶体系的形成和扩展

本文对部分水解聚丙烯酰胺与柠檬酸铝凝胶体系的形成进行了系统研究，该凝胶体系俗称为胶态分散凝胶。将已经形成凝胶体系的进行岩心流动实验，运用激光红外扫描显微镜观察粘度阻力的变化，通过2英尺和4英尺长的填砂管，研究了含有1000ppm聚合物和33．3ppm柠橡酸铝的凝胶体系．在2英尺填砂管中，与注入聚合物相比较，在注入之前与凝胶混合内联，注入8．7倍孔隙体积凝胶。静置0．83小时后，该凝胶体系流动阻力无显著变化．但是，当静置31．4小时后，出现一个很高的流动阻力．粘度测量表明。约15个小时后溶液粘度增加，但并没有明显的凝胶结构形成。在4英尺填砂管中，凝胶以缓慢的速度注入，以达到停留时间为19。2小时。此时，当地层水和聚合物凝胶通过填砂管时出现一个很高的流动阻力．实验研究表明，部分水解聚丙烯酰胺与柠檬酸铝可反应生成凝胶体系，通过岩心流动实验可知，经过凝胶驱替后盐水测渗透率下降了约9000。由于残留的凝胶会造成渗透率的降低从而降低流体流速，所以这种方法在多孔基质中的深入处理还具有很大的局限性。