耐温抗盐的醛交联聚合物弱凝胶成胶时间的控制

用于高温、高矿化度油田调驱的混合醛交联聚合物HPAM弱凝胶,在90℃下的成胶时间约为200h,对油藏和调驱作业的适应性差,针对这种弱凝胶体系研制了由金属化合物和有机物复配而成的交联反应促进剂,代号JCH M。在用矿化度1.6×105mg/L、Ca2++Mg2+浓度5000mg/L的盐水配制、HPAM浓度1500mg/L、交联剂浓度500mg/L、pH=7.0的成胶溶液中加入JCH M10～70mg/L,可使溶液90℃下的成胶时间由200h缩短到70～1h,在90℃维持20d后在90℃测定的凝胶粘度由520mPa·s升到550～730mPa·s。实验结果表明通过改变HPAM或交联剂浓度控制成胶时间的方法是不适当的。表1参2。

PAM/PEI凝胶成胶时间影响因素分析

采用流变法研究了聚合物质量分数、交联剂质量分数、温度、pH、盐离子、阴离子表活剂(SDBS)对PAM/PEI凝胶成胶时间的影响。实验结果表明,聚合物质量分数增加,凝胶成胶时间先增加后降低;而交联剂质量分数增加,凝胶成胶时间逐渐降低,且降低幅度逐渐减小;温度增加,凝胶成胶时间缩短;中性条件下凝胶成胶时间比碱性时长,而酸性条件下凝胶无法成胶;Na^+和Ca^(2+)均会延长凝胶成胶时间,且质量分数越高,成胶时间越长;SDBS会极大地延长凝胶成胶时间,SDBS质量分数为0.2%时,凝胶成胶时间增至50 h左右。

一种新型泡沫凝胶成胶时间及灭火特性的实验研究

为研究新型无氨泡沫凝胶的胶凝特性和灭火特点,采用倾斜试管法分别测试了不同反应物浓度、温度、pH值和发泡剂浓度等参数对新型泡沫凝胶成胶时间的影响,同时通过灭火实验对泡沫凝胶的消防特性进行了研究。结果显示:当水玻璃与促凝剂的质量比在1.33-4.0时材料成胶时间满足煤矿灭火要求;pH值在6.9-8.5时成胶最快;成胶时间随温度升高而减小;发泡剂浓度对成胶时间影响不大;泡沫凝胶灭火效果良好且有效延长了复燃周期。因此泡沫凝胶在矿井消防中有很强的实用价值,并且可通过限制反应物浓度、pH值、温度等参数,更高效的控制成胶时间。

一种成胶时间可控的无机凝胶调剖体系的研究及应用

针对中原油田高温高矿化度的特点,研制了一种能缓慢释放氢离子的颗粒控制剂,它可以直接加入到硅酸钠溶液中,并能控制硅酸钠溶液的成胶速度;讨论了水玻璃稀释体系成胶速度的影响因素及其在小岩心中的封堵性能。结论是:成胶时间随硅酸钠含量的增大或温度的上升而缩短;该体系不仅在岩心中具有较好的封堵性能,同时在现场应用中已取得较好的试验结果,是一种性能优良的调剖体系。

利用引发剂阈值控制法研究长成胶时间的调剖体系

深部封堵技术是改善窜流型油藏开发效果的关键技术之一。现有淀粉配方调剖剂体系成胶时间过短,导致体系无法运移至油藏中深部,达不到油藏中深部液流转向的目的。为此,文中开展了长成胶时间体系配方研究,结果发现该体系存在一个延缓成胶的引发剂质量分数阈值(0.008%)。当体系其他组分稳定不变,改变引发剂用量,低于阈值时,可明显延长体系成胶时间,且在相同体系主剂质量分数的前提下,随着成胶时间增加,体系成胶后的黏度及黏弹性均增加。室内模拟结果表明,调剖体系成胶时间能够达到24 h以上且可控;单砂管成胶实验显示,该调剖体系突破压力梯度大于15 MPa/m,可应用于强窜流的油藏中。

细菌内毒素的成胶时间比较检查法

细菌内毒素的鲎检查法于1968年由Levin 发明。鲎试验有多种方法,但作为常规分析而得到广泛应用的仍为试管法。该法为,鲎试剂与细菌内毒素反应60min 后,将试管翻转180度。

交联聚合物溶液动态成胶时间确定及运移过程研究

进行了交联聚合物溶液在填砂管多孔介质中动态成胶及其运移过程实验,确定了交联聚合物溶液在填砂管多孔介质中的动态成胶时间,考察了交联聚合物溶液在填砂管多孔介质中的运移过程.结果表明,交联聚合物溶液动态成胶时间大于静态成胶时间,在该实验条件下,动态成胶时间为9～11天;LPS运移实验说明了交联聚合物溶液在填砂管多孔介质中具有良好的传播性.

基于SR&NI ATRP引发机理延缓就地聚合凝胶成胶时间

针对热分解引发剂引发就地聚合凝胶成胶时间过快、聚合体系中活性自由基浓度难以控制的问题,提出将正向与反向原子转移自由基聚合方法(SR&NI ATRP)应用于成胶时间控制。在就地聚合凝胶中加入三氯化铁、配体和氯乙酸钠,可使自由基聚合机理转换成SR&NI ATRP引发机理,从而使活性自由基浓度维持在较低水平,达到延长成胶时间的目的。实验结果表明:在50~80℃条件下,使用热分解引发剂的就地聚合凝胶成胶时间小于10 h;相比于乙二胺四乙酸四钠(EDTA四钠)和1,10-菲罗啉(phen),2,2’-联双吡啶更适合充当SR&NI ATRP的配体,在60℃条件下,当加入其质量分数为0.05%~0.09%时,可使成胶时间达到25 h以上;另外,通过调整三氯化铁、2,2’-联双吡啶和氯乙酸钠的质量分数,可控制就地聚合凝胶成胶时间为20~40 h,满足就地聚合凝胶深部调剖的要求。

基于ARGET ATRP原理控制就地聚合体系成胶时间

针对传统自由基聚合引发方式在油藏中控制就地聚合成胶时间难以实现的问题,提出了以电子转移活化再生催化剂原子转移自由基聚合(ARGET ATRP)引发体系代替传统引发剂,优选了络合还原剂,考察了ARGET ATRP引发体系中引发剂1,2-二溴乙烷,催化剂三氯化铁,络合还原剂维生素C各组分加量对成胶时间的影响,采用优选的ARGET ATRP引发体系评价就地聚合调剖体系在岩心中的注入性和封堵性。研究结果表明,在80℃条件下,当1,2-二溴乙烷加量为0.35%数0.4%、引发剂加量为0.012%数0.02%、络合还原剂维生素C加量为0.18%数0.26%时,可调节各组分加量使就地聚合体系成胶时间大于24 h,成胶强度达I级;当矿化度低于7000 mg/L时,成胶时间随矿化度增大而延长,而凝胶强度由I级降至E级。岩心评价实验表明就地聚合体系具有良好的注入性,ARGET ATRP引发体系可以在岩心中引发聚合单体交联成胶,成胶后对岩心的整体封堵率达到77.71%。因此,基于ARGETATRP原理对就地聚合体系在油藏中的成胶时间调控具有可行性。

改性淀粉-丙烯酰胺接枝共聚调堵剂的动态成胶性能

深部封堵技术是改善窜流型油藏开发效果的关键技术之一。改性淀粉-丙烯酰胺接枝共聚体系是新型的聚合物凝胶调堵剂。采用30m超长填砂管,模拟了吉林扶余油田的基质和高渗透条带,研究了这种调堵剂在油藏运移过程中的动态成胶性能。研究结果表明,该调堵剂在运移过程中仍能形成凝胶,其初始成胶时间与在静态条件下基本相同,但完全成胶时间比在静态条件下长;调堵剂完全成胶后,具有很强的封堵能力,封堵系数高达30000。

绥中36-1油田疏水缔合聚合物冻胶成胶影响因素实验研究

用疏水缔合聚合物AP-P4和酚醛树脂YG103交联生成疏水缔合聚合物冻胶,通过实验研究了在绥中36-1油田地层温度(65℃)条件下聚合物和交联剂质量分数、温度、pH、矿化度及剪切作用对成胶时间、冻胶强度的影响,并考察了冻胶的稳定性。结果表明:随着聚合物和酚醛树脂质量分数的增大,冻胶体系成胶时间缩短,冻胶强度增大;随着温度的升高和矿化度的增加,成胶时间缩短,但冻胶强度降低;随着pH值的增加,冻胶体系的成胶时间呈先缩短后增加的趋势,而冻胶强度则呈先增大后降低的趋势,当pH值在9.2～10.2时,成胶时间最短,冻胶强度最大;随着剪切强度的增加,成胶时间延长,冻胶强度略微降低;冻胶体系在65℃下老化90天后冻胶强度保留率在95%以上,没有出现破胶脱水现象,具有较好的稳定性。

地下聚合交联成胶的耐酸耐高温凝胶堵剂

研制了用于注蒸汽油藏堵水酸化联合作业的两种地下聚合、交联、成胶的凝胶类堵剂。筛选出的最佳配方如下。①丙烯酰胺体系AM 1:5 0%AM+0 035%引发剂PP+0 02%苯酚+1 0%甲醛液+0 05%稳定剂SS;②疏水缔合共聚体系AM 2:AM 1+1 0%AA+0 06%阳离子疏水缔合单体NA。250℃下的成胶时间,AM 1约为12小时,AM 2约为25小时,可通过配方调整在4～38小时范围改变。生成的凝胶按Sydansk提出的目测相对强度等级为J级,即高刚性凝胶,可抗高温,在250℃至少15天内不变化。表面浸泡在土酸液中的凝胶在250℃下可稳定存在9～10天(15%HCl+5%HF)或16～17天(5%HCl+1%HF)。AM 1的耐温耐酸性好于AM 2;AM 2的耐高温性好于AM 1。在人造岩心中AM 2凝胶堵塞物的突破压力为85 3MPa/m。两种堵剂还可用于封堵蒸汽窜流及高温油藏堵水调剖。图1表1参4。

多孔介质中酚醛树脂冻胶动态成胶规律

为认识酚醛树脂冻胶在多孔介质中动态成胶行为,通过测定黏度和注入压力随成胶时间的变化,研究酚醛树脂冻胶在安瓿瓶和多孔介质中的静态成胶及多孔介质中动态成胶过程;考察聚合物和交联剂质量分数对成胶时间和冻胶强度的影响.结果表明:静态条件下,酚醛树脂冻胶在多孔介质中的初始和最终成胶时间分别为安瓿瓶内成胶的1～1.5倍和1.5～2倍;多孔介质中,动态初始和最终成胶时间分别为静态条件下的2倍和2～3倍;随聚合物和交联剂质量分数增大,成胶时间缩短,冻胶强度增大,但在成胶过程中冻胶向深部运移的能力降低.后续水驱结果表明:动态成胶过程中,冻胶封堵位置主要集中在岩心入口端,封堵率达99.8%以上;只有当酚醛树脂冻胶可以在多孔介质中产生明显的运移时,冻胶体系才具有深部调剖的能力;当多孔介质的渗透率为8μm2左右,HPAM质量分数小于0.2%,酚醛树脂预聚体质量分数小于0.6%时,冻胶可以进行深部调剖.多孔介质中静态成胶形成的为整体冻胶,而动态成胶形成的为分散的冻胶颗粒.

高温下PAM/PEI体系延缓成胶技术研究

使用一种氨基保护剂与3种商品聚乙烯亚胺反应,制得了钝化率不同(50%,70%,95%)的3个系列改性聚乙烯亚胺PEI-Sc,通过红外光谱和1H核磁共振谱确认了改性物的化学结构。考察了1.25%PAM(相对分子质量1.0×107)+0.625%PEI-Sc水溶液在120℃的成胶时间(形成Sydansk相对强度代码D级凝胶所需时间)。结果表明成胶时间随PEI-Sc钝化率的增大而大幅度增大,最大值超过40小时,为使用未改性PEI时的30倍以上;减小原料PEI的相对分子质量,增大配液用水的矿化度(由0增至6、20 g/L),均可增大成胶时间;在较低温度下(90℃,100℃),成胶时间大幅度增加。PEI-Sc/PAM体系可用于高温高盐油藏的堵水剂。

剪切条件下铬冻胶体系动态成胶研究

在75℃条件下,分别在IKA搅拌器和振荡器剪切下研究了铬冻胶的动态成胶情况。结果表明,成胶液在剪切条件下可以形成不连续冻胶,其成胶时间随剪切速率的增大而延长,所成冻胶黏度随剪切速率的增大而降低。与静态条件成胶相比,剪切条件下开始成胶的时间延长,冻胶黏度降低。IKA搅拌剪切下,聚合物含量为0.2%、交联剂为0.02%Na2Cr2O7+0.04%Na2SO3的成胶液不能成胶,交联剂为0.04%Na2Cr2O7+0.08%Na2SO3、0.06%Na2Cr2O7+0.12%Na2SO3的2种常用配方成胶液的临界成胶剪切速率分别为27.08 s-1和35.20 s-1;IKA振荡剪切下,聚合物含量为0.2%,交联剂为0.02%Na2Cr2O7+0.04%Na2SO3、0.04%Na2Cr2O7+0.08%Na2SO3、0.06%Na2Cr2O7+0.12%Na2SO3的3种常用配方成胶液的临界成胶剪切速率分别为10.47 s-1、17.28 s-1、20.94 s-1;75℃下,配方为0.2%HPAM+0.04%Na2Cr2O7+0.08%Na2SO3的成胶液,IKA搅拌剪切下的临界剪切成胶时间为1.5 h,IKA振荡剪切下的临界剪切成胶时间为4 h。

矿化度对有机铬/HPAM弱凝胶的成胶及流变性的影响

为获得矿化度对有机铬/HPAM弱凝胶的成胶行为和流变性的影响规律,采用布氏黏度计和RS150流变仪分别研究了有机铬/HPAM弱凝胶成胶时间、凝胶强度、剪切性能和黏弹性随矿化度变化的规律。研究结果表明,相同成胶条件下,随矿化度增大,弱凝胶成胶时间加快、黏度增大,矿化度在2371.14数3084.60 mg/L范围能延缓成胶,达到3449.44 mg/L时成胶时间明显变短。剪切作用对稳定期的弱凝胶产生不可逆的破坏,低剪切速率下,矿化度高的弱凝胶表现较高的黏度;而在高剪切速率(≥21 s^(-1))下,不同矿化度下的弱凝胶的剪切黏度均相差不大。储能模量(G')和损耗模量(G'')均随矿化度增加而增大,矿化度高时弱凝胶以弹性占主导,矿化度低则以黏性为主。

红18井区采出水水质对聚丙烯酰胺成胶性能影响试验研究

对新疆克拉玛依红山嘴油田红18井区采出水水质进行了分析，参照所采集水样的化学成分，分别研究盐度、pH值、钙离子浓度对聚丙烯酰胺凝胶成胶性能的影响，并利用正交试验研究4因素（分子量、矿化度、钙离子浓度、pH值）对聚丙烯酰胺凝胶的综合影响，研究发现，钙离子浓度对凝胶性能的影响最大，Ca2＋含量高聚合物早期粘度略大，但最终粘度、强度不高；矿化度越高，凝胶强度越弱，甚至导致凝胶不成胶；分子量越高则凝胶强度越大；采出水pH值在7～7．5之间，对凝胶粘度的影响不大。

多孔介质剪切对交联聚合物成胶性能的影响

交联聚合物除了能够改善吸水剖面、扩大注入水波及体积外，还具有驱油作用，能够提高驱油效率，交联聚合物调驱技术已经成为提高原油采收率的主要技术措施之一。室内模拟渤海某油藏条件，研究了多孔介质剪切作用对交联聚合物成胶性能的影响，主要包括多孔介质剪切作用对交联聚合物成胶时间、强度、稳定性的影响，结果表明多孔介质剪切作用能够使交联聚合物成胶时间延长、强度和稳定性不同程度降低。通过研究进一步认识了剪切作用对交联聚合物成胶性能的影响规律，为提高交联聚合物在海上油田的应用性能提供了指导，具有重要的现实意义。

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。

弱凝胶成胶性能影响因素研究

弱凝胶是由低浓度的聚合物和交联剂形成的以分子间交联为主、分子内交联为辅的弱交联体系，通过实验考察了影响弱凝胶成胶性能的几大因素。结果表明：弱凝胶成胶强度和成胶时间不仅受聚合物浓度、交联剂浓度以及聚合物交联剂浓度比等内部因素的控制，同时还受到地层水矿化度和pH值等外部因素的影响。