HPAM和AM-AMPS与水溶性酚醛树脂的成胶规律研究

在110℃、水中盐含量12124 mg/L条件下,从成胶时间、冻胶强度和冻胶稳定性三个方面研究了HPAM、AM-AMPS(AMPS质量分数30%)与水溶性酚醛树脂的成胶规律。结果表明,成胶规律与聚合物、交联剂用量及聚合物分子结构有关。当成胶液中聚合物和交联剂用量相同时,HPAM成胶时间明显低于AM-AMPS而冻胶强度高于AM-AMPS;不同聚合物与水溶性酚醛树脂形成的冻胶均存在早期脱水现象,AM-AMPS形成的酚醛树脂冻胶长期热稳定性比HPAM差。冷冻扫描电镜(Cryo-SEM)分析表明,交联密度是影响冻胶强度和稳定性的重要因素;X射线光电子能谱(XPS)和红外光谱(IR)分析表明,氧化降解是酚醛树脂冻胶早期脱水的主要原因,少量添加对苯二酚可以稳定冻胶结构。研究结果可为高温冻胶的开发提供指导。

油田污水中Fe^(2+),S^(2-),DO及pH值对无机交联体系HPAM-Cr^(3+)CDG成胶性能影响的研究

在对河南油田下二门矿区油田污水进行全面分析的基础上 ,研究了污水中 Fe2 + ,S2 -,溶解氧 (DO)及污水的 p H值对无机交联体系聚丙烯酰胺 (HPAM) -Cr3 +胶态分散凝胶 (CDG)成胶性能的影响。研究结果表明 ,对于 HPAM-Cr3 +体系 ,污水中Fe2 + ,DO对其成胶性能没有影响 ;S2 -和污水的 p H值对其成胶性能有影响。 p H值增大 ,凝胶强度增强 ;S2 -浓度增加 。

油田污水中Fe^(2+),S^(2-),DO及pH值对HPAM-酚醛CDG成胶性能影响的研究

在对河南油田双河矿区油田污水进行全分析的基础上 ,研究了污水中 Fe2 + ,S2 -,溶解氧 (DO)及污水的 p H值对有机交联体系聚丙烯酰胺 (HPAM) -酚醛胶态分散凝胶 (CDG)成胶性能的影响。研究结果表明 ,F e2 + ,S2 -,DO及污水的 p H值对HPAM-酚醛体系的成胶性能都有影响 ,当ρ(Fe2 + ) =1.6mg/ L ,ρ(S2 -) =0 .1mg/ L,ρ(DO) =1.6m g/ L时 ,HPAM-酚醛体系就不能成胶 ;随着污水 p H值的增大 。

HPAM/酚/醛/Al^(3+)交联体系的研究

实验考察了用于深部调剖的地下交联成胶聚合物水溶液体系的组成。所用聚合物HPAM分子量8.25×106,水解度30.2%;用蒸馏水配制溶液;在不同时间(最长45d)测定体系60℃下的粘度。从3种酚和3种醛中选用苯酚+甲醛为交联剂。HPAM/苯酚/甲醛体系(1000+400+400mg/L,pH=7.5)成胶时间为20d,凝胶粘度低,稳定性差。在该体系中加入一种柠檬酸铝盐,在Al3+浓度为50～80mg/L时,体系成胶时间15d,最高粘度达1.0×105mPa·s,可稳定存在20d以上。加入AlCl3的该体系不能成胶。选定HPAM/苯酚/甲醛/柠檬酸铝盐体系的组成(mg/L)为800+400+400+50(以Al3+计),考察影响因素,发现该体系的适用温度在60℃左右,适用pH值范围在7.0～7.5,矿化度6390mg/L的环境下成胶性能大体不变。表6参3。

HPAM/酚醛/脲醛复合交联聚合物凝胶暂堵剂的室内实验研究

研制了一种部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)为主要成分的复合交联聚合物暂堵剂,考察了HPA、稳定剂、温度等因素对暂堵剂性能的影响。实验结果表明,最佳配方体系可在75℃下成胶,可配制出黏弹性高、强度高、黏度保持率高的复合交联聚合物凝胶暂堵剂。该暂堵剂可用于120℃以下高温油藏的暂堵作业。

醋酸铬-酚醛树脂预聚体/HPAM体系的复合交联反应机理研究

复合醋酸铬和酚醛树脂预聚物(PRP)既可以提高HPAM/Cr^(3+)凝胶的热稳定性,也可以降低HPAM/PRP凝胶的反应活化能,同时还可以提高凝胶的力学性能。但是,目前关于Cr^(3+)-PRP与HPAM的复合交联反应机理尚不清楚。先通过表征Cr^(3+)-PRP溶液与PRP溶液的性能差异,明确了Cr^(3+)与PRP之间的化学反应过程;随后通过对比Cr^(3+)-PRP/HPAM与Cr^(3+)/HPAM、PRP/HPAM之间的反应差异,揭示了Cr^(3+)-PRP/HPAM的复合交联反应机理。在Cr^(3+)-PRP溶液中,由于PRP苯环上的羟甲基和酚羟基的活性高于醋酸根,从而形成了一种新的多核羟桥络合物离子(Cr^(3+)-PRP络合物)。Cr^(3+)-PRP/HPAM体系发生多重复合反应,首先是Cr^(3+)-PRP络合物中的部分Cr^(3+)与HPAM产生交联反应,随后是络合物中的剩余Cr^(3+)和全部的PRP与聚合物同时发生交联反应,而且Cr^(3+)/羧基的交联反应与PRP/酰胺基团的交联反应会相互影响。实验结果促进了对Cr^(3+)-PRP/HPAM体系的交联本质的认识,为其高效应用奠定了一定的理论基础。

提高聚丙烯酰胺微凝胶热稳定性的研究

研究了聚合物、交联剂、稳定剂、配液水质及温度对HPAM微凝胶热稳定性的影响 ,在实验中以凝胶在规定条件下维持表观粘度≥ 2 0 0mPa·s的时间作为稳定时间。研究结果如下。HPAM相对分子质量 -M <9× 10 6、质量浓度 <30 0mg/L时 ,在 70℃和 80℃下不能形成凝胶。 -M =1.7× 10 7、HD =2 1%的HPAM 35 30S与有机酸铬盐(丙酸铬、乳酸铬 )的凝胶化反应速率过高 ,与酚醛树脂形成的凝胶热稳定性不够。有机铬与酚醛树脂共用 ,总用量2 0 0mg/L时 ,这两种性能都得到改善。亚硫酸钠和硫脲作为热稳定剂的效果很好 ,而一种酚类稳定剂可使凝胶的稳定时间延长数倍。配制水的矿化度增大 (1.8× 10 4～ 2 .2× 10 4mg/L)使凝胶的热稳定性有所降低 ,而水硬度(Ca2 + +Mg2 + 质量浓度 )增大 (392～ 6 14mg/L)则使热稳定性大幅度降低。 70℃是凝胶形成和使用的最佳温度 ,6 0℃时凝胶形成太慢 ,80℃时凝胶形成和破坏均加快。原子力显微镜研究表明 ,HPAM/有机铬 (Ⅲ )微凝胶的形成是一个分形生长过程 。

高强度冻胶体系的室内研究

使用聚合物冻胶对注水井进行调剖是油田实现控水稳产的一项重要措施。室内研制了一种以部分水解聚丙烯酰胺、有机铬和水溶性酚醛为主剂的冻胶体系。在65℃条件下考察了主剂浓度、矿化度、温度、pH值、热稳定剂等对体系成胶性能的影响。结果表明,该体系在矿化度<16 000 mg/L、温度<80℃、pH值为6～8时,生成的冻胶突破真空压力达到0.070 MPa以上。由岩心封堵试验得到,该冻胶体系对模拟岩心的封堵率>96%,突破压力梯度>34 MPa/m。

有机铬/活性酚醛树脂交联聚合物弱凝胶及其在濮城油田调驱中的应用

实验研究了用污水配制、可在58～120℃使用、室温粘度2.5～5.0Pa·s的聚合物弱凝胶调驱剂的配方;所用聚合物HPAM的分子量1.8×107,水解度25%;交联剂为有机铬与活性酚醛树脂复合物,与HPAM在水溶液中形成的弱凝胶具有互穿聚合物网络结构;配液用水为中原濮二联污水,矿化度153g/L,含Ca2+3.2g/L,含Mg2+0.25g/L。弱凝胶中HPAM浓度用作主段塞时为1.2g/L,用作保护段塞时为1.0g/L。1.2g/LHPAM+0.5g/L有机铬+0.8g/L酚醛树脂+稳定剂溶液90℃成胶时间134h,90℃老化时间(凝胶保持完整,不脱水)>90d,90℃老化90d后粘度保持率>90%,在岩心上测得阻力系数和残余阻力系数分别为15.4和56.9,剪切后粘度下降到45.3mPa·s,放置1d后恢复到186.7mPa·s。考察了HPAM、Cr3+、酚醛树脂浓度的影响,简述了pH值、HPAM分子量和水解度、成胶温度的影响。介绍了用该弱凝胶在濮城油田2口注水井调驱,对应6口油井的增产情况。图3表4参7。

复合交联聚合物调堵剂的研制

介绍了复合交联剂的交联机理,考察了聚合物水解聚丙烯酰胺(HPAM)浓度、单交联剂有机铬、复合交联剂有机铬与酚醛、温度等因素对凝胶体系的影响。结果表明,在聚合物 HPAM浓度1 500 mg/L,采用复合交联剂,其中有机铬浓度50 mg/L,酚醛浓度150 mg/L,多羟基酚和除氧剂浓度均为100 mg/L,温度45℃条件下,可配制出粘弹性好、强度高、粘度保持率达95%以上的复合交联聚合物调堵剂。该调堵剂可用于温度低于50℃的中低温油藏条件。

一种高温凝胶堵剂的研制及性能评价

以聚丙烯酰胺(相对分子质量为2 000万,水解度30%)为主剂,自制的三羟甲基苯酚为交联剂,利用聚丙烯酰胺分子侧链上酰胺基团中的活性氨基与三羟甲基苯酚分子中的三个羟甲基发生亲核反应,制备具有三维网状结构的交联聚合物凝胶,作为耐高温凝胶堵剂。并对该凝胶体系做了成胶性能评价、封堵性能评价、耐高温性能评价以及调剖性能评价。实验表明,该体系能够耐温180℃;对于高低渗层吸水剖面的调整能够起到显著地作用。在室内实验的条件下,该凝胶体系能够大幅度的提高采收率(平均提高采收率为16.7%)。且在并联实验条件下,能够大幅度提高低渗管的采收率(低渗管平均提高采收率为32.5%)。

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。

新型复合凝胶调剖体系的评价研究

针对吉林油田某区块低渗油藏的特点,以有机铬和酚醛树脂作为交联剂,研制出了HPAM/酚醛树脂-有机铬新型复合凝胶体系,该新型复合凝胶体系的最佳配方:HPAM质量分数为0.3%、酚醛树脂质量分数为0.8%、有机铬质量分数为0.4%,并对新型复合凝胶体系的封堵性能进行了评价,结果表明,在60.0℃下,新型复合凝胶体系成胶时间为20 h左右,成胶强度大于15 000 mPa·s,注入0.3 PV凝胶体系的封堵率达到93.0%,满足该区块低渗油藏调剖作业需要。