CMC/AlCit/GDL防灭火凝胶的流变性能及本构方程研究

采用安东帕流变仪对CMC/AlCit/GDL防灭火凝胶交联体系进行时间扫描以及粘弹性测定,考察了各组分浓度对凝胶流变性能的影响,计算了不同时刻下流变模型的相关参数及其本构方程。结果表明,随着温度的升高,G′和G″均呈现出逐渐下降趋势;在实验范围内,CMC浓度变化对体系粘度影响最大,AlCit次之,GDL影响最小;CMC/AlCit交联体系随着剪切速率的增大,其粘度急剧下降,属于屈服假塑性流体;此外,建立了表观剪切力-剪切速率之间关系的本构方程。

HPAM/AlCit交联体系研究

文章研究了部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)与柠檬酸铝(AlCit)的交联反应。通过黏度测量研究出AlCit和HPAM的浓度作为反应的影响因素,并通过傅里叶变换红外光谱(FTIR)揭示了HPAM的交联基团。研究表明,AlCit与HPAM的羧基发生交联反应。交联过程分为两个阶段:缓慢触发阶段和快速交联阶段。与这两个阶段相对应的是AlCit与水之间的旧配位键断裂,以及AlCit和HPAM的羧基之间的新配位键形成。AlCit和HPAM的浓度是交联反应的重要影响因素。作为交联剂,较高浓度的AlCit会导致过度交联,从而形成刚性交联聚合物并降低黏度。然而,如果AlCit的浓度较低,交联反应将不充分。此外,交联体系还存在临界HPAM浓度,只有在临界浓度以上,交联体系才能充分反应。

NaCl浓度对低浓度HPAM/AlCit体系流变性的影响

采用HAAKE流变仪,研究了NaCl质量浓度对低浓度部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)与柠檬酸铝(AlCit)交联体系(HPAM/AlCit)流变性、时间效应以及粘度的影响。结果表明,当NaCl质量浓度在5～10g/l时,聚合物质量浓度为0.1g/l的交联体系在一定剪切速率下(500～1500s-1)表现出胀流性和明显的负触变性;低于或高于该NaCl质量浓度范围,体系只表现出假塑性或牛顿性,并且没有明显的负触变性。交联体系的粘度随NaCl质量浓度的增加先降低后增加,NaCl质量浓度由0.5g/l增加至20g/l,体系粘度逐渐降低;其质量浓度由50g/l增加至100g/l,体系粘度随之增加。笔者对上述实验现象的微观机理进行了初步分析。

HPAM/AlCit体系交联聚合物反应的^(27)Al核磁共振研究

用2 7AlNMR谱、自旋 -晶格弛豫时间结合数字拟合方法研究了 pH值对柠檬酸铝(AlCit)水溶液中络合物结构及组成的影响 ,研究了部分水解聚丙烯酰胺 (HPAM )与柠檬酸铝(AlCit)形成的低聚合物浓度交联体系中 ,当HPAM与AlCit配比改变时及体系总浓度改变时铝络合物的结构及组成的变化 ,研究结果表明 :在所研究的配比范围内 ,聚丙烯酰胺作为配体 ,首先进攻柠檬酸铝中的由水分子作配体的位于高场的Al。

交联聚合物溶液的热稳定性

采用黏度法、核孔膜过滤和动态光散射(DLS)法,研究了高相对分子质量、低浓度的部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)与柠檬酸铝(AlCit)反应所形成的交联聚合物溶液(LPS)的热稳定性、HPAM降解后与AlCit反应所形成的体系的封堵性能及降解机理。结果表明,在较低温度下(40～60℃),HPAM与AlCit反应所形成的LPS能够长时间地稳定存在,对1.2μm的核孔膜有很好的封堵效果。而在较高温度下(70～110℃),所形成的LPS很快降解,不能对核孔膜形成有效封堵;温度越高,降解速率越快,对核孔膜的封堵性能越差。LPS高温降解后封堵性能下降的原因是LPS中交联聚合物线团(LPC)尺寸变小,平均表观流体力学半径从降解前的292nm减小到39.9nm左右。HPAM高温降解后与AlCit反应所形成的交联体系不能对1.2μm的核孔膜产生有效封堵。

交联聚合物溶液的热氧化及剪切安定性对其封堵性能的影响

采用核孔膜过滤和动态光散射(DLS)法,研究了高相对分子质量、低浓度的部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)与柠檬酸铝(AlCit)反应所形成的交联聚合物溶液(LPS)的热氧化及剪切安定性对其在油藏深部调剖封堵性能的影响及其原因。结果表明,HPAM与AlCit反应所形成的LPS在90℃下热氧化降解24h后,对0.4μm和1.2μm核孔膜不能形成有效封堵,降低过膜压力也不能改善其封堵性能。LPS经剪切降解后对1.2μm的核孔膜不能形成有效封堵,但对0.4μm的核孔膜能形成有效封堵;降低过膜压力能够增大对1.2μm核孔膜的封堵性能。LPS中交联聚合物线团(LPC)尺寸变小及HPAM与AlCit之间交联点的破坏分别是热氧化和剪切降解造成封堵性能下降的原因。

交联聚合物溶液在多孔介质中调驱效果实验研究

用两种非均质填砂模型考察了交联聚合物溶液(LPS)的调驱效果。实验温度60℃;LPS由HPAM(300mg/L)、10%AlCit(37 5mg/L)、稳定剂(55mg/L)、矿化度1×105mg/L、含Ca2+800mg/L、含Mg2+200mg/L的标准盐水配成,在60℃反应3天后使用,粘度为2 35mPa·s(60℃,45s-1)注入量0 5PV;模拟原油60℃粘度12 4mPa·s。并联双岩心组调驱实验结果表明,岩心组渗透率级差较大时(14 9对5 74),进入低渗岩心的LPS比例较大(16%对2%),岩心组采收率提高幅度也较大(28 5%对21 0%)。仿五点井网井组(一注四采)平面非均质模型中渗透率递增的4个区域及全模型的水驱采收率分别为0%、1 77%、11 70%、15 60%及32 62%,注入0 5PVLPS后的采收率提高幅度分别为1 77%、2 34%、4 11%、6 03%及14 25%,即水驱采收率较高的区域注LPS提高采收率的幅度较大。调驱实验显示,LPS既具有深部调剖作用,又具有一定的驱油能力。表2参5。

影响胶态分散凝胶成胶性能因素研究

研究了各种因素对聚合物 (HPAM) /柠檬酸铝 /盐体系胶态分散凝胶 (CDG)的形成 (通过成胶时间测定 )和性能 (通过孔隙阻力因子的测定 )。孔隙阻力因子FPR为相同聚合物浓度的CDG和HPAM溶液分别流过填砂滤层所需的时间之比 ,可代表CDG在多孔介质中的相对强度。研究结果表明 :CDG的性能随所用HPAM分子相对质量的提高而改善 ;NaCl的存在 (≤ 70 0 0mg/L)可促进CDG的形成 ;在下列条件下可形成稳定的CDG :pH值为 5— 8(最佳值为 6— 7) ;溶液经过流速≤ 30 0m/d的流动剪切后 ;用油田采出污水 (注入水 )配制或 (并 )有油砂、石英砂存在 ;配制水矿化度≤ 40 0 0

交联聚合物溶液的热氧降解研究

交联聚合物溶液（LPS）是一种对多孔介质具有特殊封堵性能的深部调剖剂，在油藏高温条件下，其稳定性对调剖效果具有重要影响。用黏度法、核孔膜过滤和动态光散射（DLS）法，对交联聚合物溶液的热氧降解稳定性和部分水解聚丙烯酰胺（HPAM）热氧降解后与柠檬酸铝（AlCit）反应所形成的体系的封堵性能及降解机理进行了研究。结果表明，HPAM与交联剂AlCit反应形成的LPS的热稳定性较差，热氧降解作用会使LPS的封堵性变差，封堵能力减弱。HPAM稀溶液在90℃下降解不同时间后与AlCit反应，所形成的LPS封堵能力随降解时间的增加而减弱，最终不能对1．2μm核孔膜形成有效封堵。LPS和HPAM热氧降解后形成的LPS的封堵性能下降的原因是热氧降解使得LPS中交联聚合物线团（LPC）尺寸和HPAM中高分子线团的尺寸变小。

地浸采铀用流体控制剂的合成及影响因素

针对地浸铀矿层的非均质性特点,研究了以部分水解聚丙烯酰胺和柠檬酸铝为原料合成的流体控制剂在地浸矿层中的成胶性能。通过分析交联剂的不同配比及浓度、聚合物的相对分子质量及浓度、模拟地下水矿化度等对流体控制剂成胶性能的影响,确定流体控制剂最优合成条件,保证其有效交联形成弱凝胶。