聚合物纳米球驱在长庆油田特低渗透油藏中的适应性研究

针对长庆油田五里湾区特低渗透油藏地层水矿化度高、渗透率低,传统的"三采"增产措施难于开展的问题,开展了聚合物纳米球驱技术研究。利用粒度仪、透射电子显微镜、单管填砂模型以及真实岩心微观模型和双管并联填砂模型从聚合物纳米球的膨胀性、注入性、降低水相渗透率性以及室内模拟驱油几个方面系统研究了其在特低渗透油藏中的适应性。实验结果表明,聚合物纳米球具有良好的注入性,在地层水中可以发生膨胀,并能有选择地降低高渗管的水相渗透率,具有液流改向作用,可有效动用残余油,提高采收率效果显著。聚合物纳米球驱可以作为长庆油田五里湾区特低渗透油藏有效的增产手段,该研究为现场应用提供了实验依据。

空心聚合物纳米球研究进展

本文介绍空心聚合物纳米球的发展现状 ,着重阐述空心聚合物纳米球的化学制备方法 ,对各种制备方法进行了比较 ,并介绍了空心聚合物纳米球的表征。

异形聚合物纳米球的制备及其作为催化剂载体和光子晶体基元的性能

采用无皂乳液聚合,以过硫酸钾(K2S2O8)为引发剂、苯乙烯(St)为疏水单体、甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)为亲水单体与亲/疏水性各异的交联剂进行反应,制备交联异形聚苯乙烯-聚甲基丙烯酸缩水甘油酯(PSt-PGMA)聚合物纳米球.利用扫描电镜、动态光散射、红外光谱、热重分析等手段对材料进行表征,探讨异形聚合物纳米球形貌的调控方法和形成机理.结果表明,交联剂的亲/疏水性是控制聚合物纳米球形态的关键因素.该聚合物纳米球可作为Au纳米粒子载体用于催化对硝基苯酚的还原反应.同时,通过垂直沉积法诱导尺寸各异的交联异形PSt-PGMA聚合物纳米球自组装,可获得颜色从红到紫连续变化的光子晶体材料.

活性染料结构对彩色聚合物纳米球性能的影响

为提高彩色聚合物纳米球的染料负载量及着色性能,选取含不同数量磺酸基的活性染料和阳离子聚合物纳米球,制备了不同的彩色聚合物纳米球。通过平衡透析法,借助透射电子显微镜和纳米粒径/电位分析测试仪,探讨了含有不同数量磺酸基活性染料的浓度对彩色聚合物纳米球的染料吸附量、水合粒径及Zeta电位的影响。结果表明:相同染料浓度下,含有磺酸基越多的活性染料在阳离子纳米球上的吸附量越大;当磺酸基数量相同时,疏水性越强的活性染料在阳离子纳米球上的吸附量越大;彩色聚合物纳米球的染料吸附量随着染料浓度增加而增加;Zeta电位的绝对值随染料浓度呈现先减小后增大的趋势,平均水合粒径呈现先增大后减小的趋势。

不同原油黏度下聚合物纳米球调驱可视化实验研究

以物理模拟为研究手段,开展不同原油黏度下的聚合物纳米球调驱可视化研究。结果表明:随着原油黏度增大,水驱效率降低,驱动剩余油所需要的能量逐渐增大,需要一定数量膨胀的聚合物纳米球的累积,不仅注入压力逐渐增大,而且压力波动幅度也逐渐增大;注入水从入口端呈反喇叭状向出口端推进,注入的膨胀聚合物纳米球大部分随注入水进入到高渗区,水驱扩大波及面积高渗区快于低渗区,随着后续注水的进行,高渗区水驱面积呈增加趋缓,低渗区逐渐扩大注入水波及面积,直至注水平稳;原油黏度越高,在水驱阶段越容易形成指进现象,微球调驱水相波及面积增幅越大,但对于低渗区,原油黏度越高,所需要的聚合物微球注入量或液流转向能力越大,否则将难以继续扩大低渗区的波及效率。

纳米磁性聚合物微球在石油工业中的研究进展

随着纳米技术的持续发展,磁性聚合物微球作为一种磁响应型纳米材料,在石油工业中展现出极具潜力的应用前景。该文对磁性聚合物微球的多样化结构类型进行了系统的概述,对单体聚合法、活性聚合法进行了详细介绍,并分析了相应的技术特征及其优势与局限性。评述了磁性聚合物微球在油水分离、高效脱硫、催化改质和智能驱油石油应用领域的最新研究成果和技术进展,总结了当前磁性聚合物微球在石油工业应用中所面临的挑战,并对未来的发展趋势进行了展望。未来的研究应侧重于创新制备技术,对磁性核心的表面进行改性、对聚合物外层基团进行精准设计,以提升材料的磁性质量和在石油环境中的稳定性。此外,对磁性聚合物微球的性能进行精细调控,以实现高效率和目标导向的应用效果,即研发具备高磁含量、单一粒径分布、表面易于功能化且具备可调节亲/疏水性质的磁性聚合物微球,以满足石油工业不同场景下的需求。

纳米聚合物微球调驱全过程探索研究

为了研究纳米聚合物微球深部调驱机理、生产现场应用效果以及对后期原油破乳脱水的影响,应用光学显微镜、扫描电镜对纳米聚合物微球粒径变化规律进行观察,并分析内在原因,采用热沉降化学法等手段研究微球乳液是否对原油破乳脱水产生影响,同时,结合生产现场试验应用效果,对纳米聚合物微球调驱进行了全过程探索研究。结果表明:小粒径微球更易进入油层深部滞留,微球本身膨胀变大进行封堵,增大油层比表面积,降低油层渗透率,其调驱适应性小粒径聚合物微球更占优势,现场应用效果明显,有效缓解了含水率上升的矛盾,取得了良好的控水效果。经室内实验证明,采出液中的微球乳液对原油破乳脱水基本不产生影响,甚至有一定的正向作用。

高含水储层化学调剖堵水用纳米聚合物微球的研制与应用

为有效提高低渗透油藏高含水储层注水开发的效率,提高油井采收率,以苯乙烯St、对苯乙烯磺酸钠SSA、复合乳化剂FR-1、引发剂AIBA和阻聚剂ZJ-702为原料,采用乳液聚合法制备出了一种适合高含水储层化学调剖堵水提高采收率用的新型纳米聚合物微球JHQ-1,并对其膨胀性能和驱油效果进行了评价。结果表明,JHQ-1具有较强的耐温抗盐性能,当盐水矿化度达到10×10^(4)mg·L^(-1)时,在90℃条件下老化16h后的膨胀倍数仍能达到37.2。JHQ-1的驱油效果较好,当注入JHQ-1的质量浓度为3000mg·L^(-1)、注入量为0.5PV时,岩芯的采收率增幅可达20%以上。新型纳米聚合物微球JHQ-1在目标高含水油田调剖堵水施工中取得了良好的现场应用效果,3口采油井措施后的日产油量均明显增大,而含水率则明显降低,施工效果较好。

新型低界面张力纳米微球调驱剂的合成与性能研究

聚丙烯酰胺纳米微球调驱剂作为一种新型的纳米驱油材料,在油田提高采收率方面取得了广泛应用。但是,目前使用的聚丙烯酰胺纳米微球功能主要以封堵为主,存在单体固含量低、水溶液吸水膨胀速度过快、驱油和降低表界面张力功能较差等问题。利用反相乳液聚合法,以白油为油相,2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)、丙烯酰胺(AM)混合单体为水相,油酸/双子聚醚/OP-10混合表面活性剂为乳化剂,根据三元相图确定油相/乳化剂/水相三相的最佳配比(质量分数)为33.93%/24.87%/41.2%,以甲叉双丙烯酰胺(MBA)作为交联剂,在35℃利用氧化-还原剂聚合获得了既具有封堵功能,又具有超低表界面张力、高洗油效率的新型纳米微球调驱剂。工艺优化实验确定最佳的合成条件为单体配比m(AM)∶m(AMPS)为8∶1,交联剂质量分数为0.1%,氧化-还原剂质量分数为0.3%,搅拌速度为450 r/min。对聚合物纳米微球进行表征和性能评价,结果表明,其固含量为20.1%,粒径为54 nm,纳米微球封堵率可达95.1%,用其0.2%的水溶液测得界面张力为0.332 mN/m,洗油效率高达89.13%,为实施油田调驱提供了一种新材料。

聚合物纳米微球调驱性能室内评价及现场试验

针对河南油田油藏物性特征及传统调剖效果差的问题,在确定聚合物纳米微球膨胀倍数的基础上,结合油藏物性计算出了聚合物纳米微球的初始粒径。通过流动试验测试了聚合物纳米微球对单填砂管的封堵率及高低渗透率平行填砂管注聚合物纳米微球后的采收率,结果表明:聚合物纳米微球对单填砂管的封堵率达到80.5%,单填砂管注入聚合物纳米微球后不同区域压力波动幅度不同,表明微球在填砂管中发生了运移、封堵、弹性变形、再运移和封堵过程;聚合物纳米微球优先进入并封堵高渗透率填砂管,改变高低渗透率填砂管的非均质性,启动低渗透率填砂管内原油,高低渗透率填砂管整体采收率提高20.5%。柴9井的试验表明,注水井注入聚合物纳米微球后,注水井的注入压力升高,吸水剖面发生显著变化,与其对应的油井产油量增加。采用聚合物纳米微球深部调驱技术可以实现深部调剖,扩大注水波及体积,提高原油采收率。

反相微乳液合成30～100nm磁性聚合物纳米微球

利用反相微乳液一步法成功地制备了磁性聚合物纳米微球,微球粒径在30～100nm左右,均一性较好,研究表明,Fe(Ⅱ)浓度对微乳液和微胶乳的稳定性有很大影响,碱的种类、AOT和单体的含量能控制微球粒径,用振动探针式磁强仪(VSM)测定了不同比例的[Fe(Ⅱ)]/[Fe(Ⅲ)]所合成的聚合物微球的磁性,发现温度对合成高磁饱和强度和超顺磁性起关键作用,合成的磁性聚合物微胶乳透明且稳定性较好。

制备核-壳结构聚合物纳米微球和空心球的原位聚合方法的普适性研究

采用原位聚合制备核-壳结构聚合物纳米微球和空心球的新方法,利用甲基丙烯酸2-羟丙酯(HPMA)和乙酸乙烯酯(VAc)两种单体,在类似的反应条件下,成功地制备了以聚(ε-己内酯)(PCL)为核,分别以交联PHPMA和PVAc为壳的纳米微球;将微球的核酶解后,分别得到了对应的交联PMAA空心球和交联PVA空心球.结果表明,原位聚合制备核-壳结构聚合物微球的新方法具有一定的普适性,适用于单体可溶于水而生成的聚合物不溶于水的体系.

深部调驱用纳米聚合物微球的研究进展

原油的高效开采是我国可持续发展的重要基础,如何提高原油采收率是迫切需要解决的问题。纳米聚合物微球作为一类新型深部调驱剂,在油田中取得了显著的应用效果,提高水驱采收率效果明显,有力支撑了油田的稳产。在综述纳米聚合物微球开发历程、制备方法的基础上,介绍了纳米聚合物微球深部调驱的机理研究现状,指出亟需建立一套能够揭示纳米聚合物微球微观作用机制的实验方法和数学模型,从提高波及效率和洗油效率2方面,系统地解释纳米聚合物微球的微观驱油机理,这对阐明纳米聚合物微球提高原油采收率的微观机理和指导新型纳米驱油材料开发与应用具有重要意义。

原位聚合法制备具有温敏PNIPAM壳的核-壳结构聚合物纳米微球的研究

结合大分子自组装和原位自由基聚合方法,采用油溶性引发剂偶氮二异丁腈(AIBN),在聚(ε-已内酯)(PCL)纳米粒子表面引发聚合单体N-异丙基丙烯酰胺(NIPAM)和交联剂亚甲基双(丙烯酰胺)(MBA),制备得到了核-壳结构的PCL/PNIPAM聚合物纳米微球.系统研究了单体和交联剂用量、壳层目标交联度、初始PCL/DMF溶液的浓度及引发剂AIBN含量4个反应参数对核-壳结构PCL/PNIPAM纳米微球的PNIPAM壳层得率、微球尺寸、温敏性能及电镜形貌的影响.结果表明,在制备核-壳结构PCL/PNIPAM纳米微球的反应过程中,PCL粒子表面的聚合和水中的聚合二者之间相互竞争.适当增加引发剂AIBN的添加量,有利于制备得到核/壳比例可控的PCL/PNIPAM纳米微球;交联剂MBA较高的反应活性导致形成了非均匀交联的PNIPAM壳层.

聚合物纳米微球分离纯化达托霉素方法研究

目的开发高纯度达托霉素的分离纯化工艺。方法以聚合物纳米微球为载体,对洗脱条件进行优化,再进一步采用结晶的方法进行纯化。结果选择PS RPC-300型聚合物纳米微球为层析填料,上样量为0.5g/100g填料,流速控制为5mL/min,以体积分数为30%和40%的乙醇进行洗脱,收集40%乙醇洗脱液,浓缩后加入丙酮进行结晶,过滤,干燥得到纯度大于98.5%的达托霉素。结论建立了高纯度达托霉素的的分离纯化工艺,流程简单、可行,为该产品产业化开发提供基础。

纳米聚合物微球的封堵性及驱油性能

聚合物纳米微球因其对水、温度和矿化度具有良好抵抗力以及较低的使用成本而受到更多关注,作为一项新型调驱技术,可大幅提高油田采油效率。为了更好地认识聚合物纳米微球的驱油效果,开展了聚合物纳米微球的封堵及驱油研究。进行了微通道驱替实验,透过滤膜实验,通过激光粒度仪分析了溶胀后微球的尺寸变化,通过透射电镜观察了微球乳液,并研究了空气中微球乳液与干粉的表面张力。结果显示,在50和100 nm微球的微通道实验中都观察到了微米级别的团聚物,扩大了水分散体系的波及体积,2种纳米聚合物微球都会出现一定程度的团聚行为,具有溶胀性能,还发现了微球和乳化剂、油滴之间的缠结现象。微球乳液中含有的表面活性剂使其表面张力降低,从而提高了驱油效率。对纳米微球的封堵性能和驱油性能进行了研究,对揭示纳米微球的驱油机理和产品的可持续发展与创新具有显著意义。

纳米聚合物微球在中渗高含水油田的模拟研究

为了提高非均质中渗高含水油藏的驱油效率和经济效益,室内实验研究和油田现场一年期试验研究发现,纳米聚合物微球具有良好的注入能力和深部逐级调堵能力;注纳米聚合物微球的一年中,产油量增加了0.21×104m3,油田综合含水率下降了1.2%,全年可盈利200.91万元,投入产出比达到1∶1.81,实现了油田低成本稳产降水的目的。同时对水驱和纳米聚合物微球驱进行了预测研究,结果表明,纳米聚合物微球能有效提高产油量和采出程度,降低含水率。纳米聚合物微球实现了油层深部液流转向,解决了调堵地层深部大孔喉的技术难题,为进一步开发复杂非均质高含水油藏提供了一种全新的方法。

调驱用纳米聚合物微球分散体系流变性评价

纳米聚合物微球粒径呈高斯正态分布。微球颗粒在水中初期分散均匀,水化后微球边缘变模糊,球形度逐渐降低,并局部聚集形成团簇。微球粒径越大,质量浓度越高,分散体系黏度越高。黏度随剪切速率增大而逐渐下降。剪切速率增大过程中微球颗粒分布状态由分散游离变为交叠黏结,最终有序排列。高质量浓度流变剪切具有明显的Weissenberg效应,表现出粘弹性流体特性。矿化度越高,微球分散体系初期黏度越低。剪切后期不同矿化度下分散液黏度保持稳定。高矿化度水中阳离子的存在对微球有吸附絮凝作用。微球分散体系剪切后放置时间越长,黏度呈逐渐回升趋势,有利于微球在地层持久发挥深部调驱液流转向的作用。

模板聚合法制备高浓度PMAA/HEC核-壳聚合物纳米微球

以羟乙基纤维素（HEC）为大分子模板，选用甲基丙烯酸（MAA）单体，通过模板聚合一步反应，制备了较高浓度（40mg／mL）的核一壳结构聚合物纳米微球溶液。采用透射电镜、红外光谱、粒径一电位和荧光光谱等分析方法，研究了PMAA／HEC纳米微球的形态、结构、原位形成机理和PH响应特性。结果表明：在大分子间氢键作用的驱动下，原位生成的PMAA和HEC自组装形成了以不溶性的PMAA／HEC大分子复合物为核、以可溶性HEC为壳的PMAA／HEC聚合物纳米微球。微球在pH-0．7～4．0范围内表现出较明显的pH敏感性。

纳米聚合物微球调驱封堵机理及现场试验

为了明确WQ纳米聚合物微球微观结构、粒径随时间的变化规律、调驱封堵机理以及现场应用效果,应用光学显微镜、扫描电镜、激光粒度仪、调驱封堵物理模拟实验等测试方法及手段并结合现场试验对WQ聚合物微球进行了系统研究。结果表明:随着水化时间延长,WQ纳米聚合物微球粒径逐渐增大,长链分子相互缠绕发生团聚作用,微球粒径出现分级;在不同的储层物性条件下,不同粒径微球调驱封堵效果差异很大,小粒径微球进入高渗层深部滞留、膨胀,增大了高渗层比表面积,降低了高渗层渗透率,其调驱适应性明显优于大粒径微球的调驱适应性。现场应用情况结果表明,姬塬油田B102区块5个井组单日总产油量增加5.2 t,综合含水率下降5%,调驱增产效果明显。