HPAM/酚醛凝胶体系的低温成胶性能改进

水溶性酚醛树脂与部分聚丙烯酰胺(HPAM)在低温环境需要促交剂配合才能反应形成冻胶,但是现有促交剂成胶速率过快且成胶强度远不及铬离子冻胶。本文通过实验筛选出含有大量伯、仲胺的阳离子聚合物GY,与甲醛、弱碱等物质复配得到促交剂GY-2;通过提高酚醛交联剂合成过程中的酚醛比、降低合成反应温度得到酚醛交联剂FQ-1;实验研究了矿化度对HPAM/FQ-1/GY-2凝胶体系成胶强度的影响,并考察了该凝胶体系的封窜能力及现场应用情况。GY的阳离子与HPAM的阴离子、交联剂中游离醛、低聚合度的羟甲基酚以离子吸附作用形成反应体系的微交联结构;GY中低温活性强的伯、仲胺可与HPAM中的部分酰胺基发生反应,增强HPAM低温下的共价交联反应活性;FQ-1更低聚合度的羟甲基酚可减缓酚醛交联剂树脂化自聚反应速率。HPAM/FQ-1/GY-2凝胶体系在矿化度3000数10000 mg/L下的成胶强度为20000数80000 mPa·s,成胶时间为24数120 h可调,抗盐性能较好。该凝胶体系在现场矿场应用效果良好,现场调剖10口井,12个月平均单井累计增油350 t。

海上油田低温酚醛凝胶的改进及应用

水溶性酚醛树脂与聚合物在50~65℃,需使用促交剂才能有效成胶,但现有促交剂成胶速率过快,且强度无法有效封堵海上高渗通道。通过实验筛选出含有大量伯、仲胺的阳离子聚合物XY,与甲醛、pH调节剂等物质复配,制得促交剂XY-2;通过降低乳液聚合物的水解度,得到低水解度乳液聚合物;研究了凝胶体系的流变性、封堵性、老化性。结果表明,低水解度的乳液聚合物可以有效避免生成成沉淀;低温活性强的伯、仲胺增强聚丙烯酰胺(HPAM)低温下交联反应活性。在矿化度2500~15000 mg/L下,HPAM/FJ-1/XY-2凝胶体系的成胶强度10000~100000 mPa·s可调,成胶时间24~144 h可调,在海上油田温度在50~65℃的储层的应用效果良好,单井增油超过1500 m^(3)。

临界温度下不同凝胶体系适应性研究及配方优化

为了满足现场深部调驱的需求,研究适用于临界温度(65~75℃)条件下的凝胶调驱体系配方。采用室内实验评价方法对聚丙烯酰胺(HPAM)-有机铬和聚丙烯酰胺(HPAM)-酚醛树脂共2种常用凝胶体系在70℃条件下的适应性进行了分析与评价。研究结果表明,酚醛树脂凝胶比有机铬凝胶的成胶黏度高,黏弹性模量大,说明附着力和抗剪切能力强;成胶的浓度下限低,可大大降低调驱成本。然而,酚醛树脂凝胶存在交联速度慢、交联时间过长(120~140 h)等问题,因此引入金属离子增加交联反应类型,将交联时间缩短至48 h;得到了适用于临界温度下的可动凝胶体系配方:聚合物浓度为1200 mg/L,交联剂浓度为1300 mg/L,促胶剂浓度为50 mg/L。对应凝胶体系的交联时间为48 h,成胶黏度为2100 mPa·s,70℃条件下,恒温考察90 d,黏度保持率达到70%以上,并且仍保持较好的黏弹性,未出现破胶、析水现象,说明体系长期稳定性良好。