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復(fù)合離子聚丙烯酰胺交聯(lián)體系的研究分析
摘要：通過(guò)研究復(fù)合離子聚丙烯酰胺交聯(lián)體系，開(kāi)發(fā)了復(fù)合離子聚丙烯酰胺交聯(lián)體系新配方，形成的凝膠具有粘彈性好，不受污水影響，穩(wěn)定性高的特點(diǎn)，理化性能達(dá)到大慶油田調(diào)剖技術(shù)要求。研究中分析了不同交聯(lián)體系的優(yōu)缺點(diǎn)，考察了交聯(lián)體系的組成、配制條件和影響交聯(lián)體系成為凝膠的各種因素，對(duì)復(fù)合離子聚丙烯酰胺的交聯(lián)體系的交聯(lián)劑體系以及交聯(lián)反應(yīng)條件進(jìn)行了研究，優(yōu)化交聯(lián)反應(yīng)條件，研制出適用于復(fù)合離子聚丙烯酰胺交聯(lián)體系的新配方。
關(guān)鍵詞：復(fù)合離子聚丙烯酰胺大慶油田;調(diào)剖;配方
Abstract: By studying the complex ion polyacrylamide crosslinking system, developed the complex ion polyacrylamide crosslinking system new formula, gel formation viscoelastic good, without sewage impact, high stability, physical and chemical properties to achieve the Daqing Oilfield profile technical requirements. Study analyzed the advantages and disadvantages of different crosslinking systems, crosslinking systems studied composition, formulation conditions and the impact of the crosslinking system for a variety of factors gel composite ion-crosslinked polyacrylamide system of cross-linking agent system and a cross-linking reaction conditions were studied to optimize the crosslinking reaction conditions suitable for the development of a complex ion polyacrylamide crosslinking systems new formula.
Keywords: complex ions Daqing Oilfield polyacrylamide; profile; formula
隨著大慶油田的不斷開(kāi)采，油田已進(jìn)入高含水期開(kāi)采階段，因注入水沿地層中高滲透段突進(jìn)，使得油井含水迅速上升，造成油井過(guò)早水淹，油量大幅度下降。為此，采取注水井調(diào)剖、油井堵水或注聚合物等措施是提高最終采收率的有效措施之一。水溶性聚合物凝膠是我國(guó)目前研究最多應(yīng)用最廣泛的一種調(diào)剖劑。特別是聚丙烯酰胺大量的應(yīng)用，這一類(lèi)調(diào)剖劑由主劑(聚丙烯酰胺)和輔劑(交聯(lián)劑)構(gòu)成，在地面現(xiàn)場(chǎng)配制后注入地下，隨后通過(guò)交聯(lián)反應(yīng)形成凝膠后，通過(guò)吸附、動(dòng)力捕集、物理堵塞等作用堵塞地層孔隙或裂縫。由于復(fù)合離子聚丙烯酰胺分子鏈上既有親水性的陰離子基團(tuán),又有對(duì)地層巖石吸附能力強(qiáng)的陽(yáng)離子基團(tuán),提高被吸附聚合物的耐沖刷能力，因而延長(zhǎng)了堵水調(diào)剖的有效期�，F(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用時(shí)注入工藝簡(jiǎn)單，在油田的三次采油中具有良好的應(yīng)用前景。
一、各種交聯(lián)體系研究
本研究的技術(shù)關(guān)鍵是選擇一種合適的交聯(lián)劑構(gòu)成復(fù)合離子聚丙烯酰胺交聯(lián)體系，它不僅僅是構(gòu)成交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的中心，更是控制反應(yīng)的要素。
近年來(lái)，人們相繼開(kāi)發(fā)了聚丙烯酰胺/無(wú)機(jī)延遲交聯(lián)體系、聚丙烯酰胺/有機(jī)延遲交聯(lián)體系和聚丙烯酰胺共聚體系等等。
1.聚丙烯酰胺/無(wú)機(jī)延遲交聯(lián)體系
聚丙烯酰胺/無(wú)機(jī)延遲交聯(lián)體系中，一般選用多價(jià)金屬離子的配位螯合物作為交聯(lián)劑。目前，應(yīng)用比較廣泛的交聯(lián)劑有鉻離子和鋁離子。其機(jī)理是首先由多價(jià)金屬形成絡(luò)合中心，然后在與聚合物發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)形成凝膠。由于形成絡(luò)合中心這一步反應(yīng)是無(wú)機(jī)反應(yīng)，所以反應(yīng)速度非常快，不易控制是該交聯(lián)體系的一個(gè)缺點(diǎn)。
其次，以多價(jià)金屬離子為絡(luò)合中心的交聯(lián)體系所形成的凝膠效果差，以金屬鍵絡(luò)合的網(wǎng)絡(luò)凝膠剛性過(guò)強(qiáng)，表現(xiàn)為凝膠易破碎，粘彈性差，凝膠不穩(wěn)定。再次，地下的礦化度較高，大大削弱了該交聯(lián)體系金屬離子的絡(luò)合作用。
2.聚丙烯酰胺/有機(jī)延遲交聯(lián)體系
聚丙烯酰胺/有機(jī)延遲交聯(lián)體系中，交聯(lián)劑是有機(jī)化合物，使整個(gè)交聯(lián)體系構(gòu)成一個(gè)多官能團(tuán)體系，具有一定的活性。當(dāng)體系達(dá)到某一程度時(shí)，開(kāi)始交聯(lián)，粘度增大，出現(xiàn)了所謂的凝膠。出現(xiàn)凝膠點(diǎn)時(shí)，在交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)之間還有許多溶膠，溶膠還可以進(jìn)一步交聯(lián)成凝膠，表現(xiàn)為溶膠不斷減少，凝膠相應(yīng)增加。整個(gè)交聯(lián)過(guò)程中體系的物理性能產(chǎn)生顯著變化：凝膠點(diǎn)粘度有突變;充分交聯(lián)后，則強(qiáng)度增加。
由于交聯(lián)體系在凝膠點(diǎn)粘度突變，因此，我們可以通過(guò)預(yù)測(cè)控制凝膠點(diǎn)來(lái)控制交聯(lián)體系的交聯(lián)反應(yīng)。另外，交聯(lián)形成的凝膠是以共價(jià)鍵鏈接有機(jī)分子的，具有相當(dāng)?shù)姆�(wěn)定性。
3.聚丙烯酰胺共聚體系
聚丙烯酰胺共聚體系中，通常由丙烯酰胺和某些功能單體構(gòu)成。具體使用方法是將共聚體系和引發(fā)劑注入地下，就地聚合而形成具有高強(qiáng)度、高粘彈性凝膠。但是，該體系在形成凝膠前由于粘度很低，極易被地層水所稀釋?zhuān)�有，地層水中所含某些還原性物質(zhì)可使加入的引發(fā)劑失效，從而導(dǎo)致調(diào)剖作業(yè)失敗，封堵成功率比較低。
4.交聯(lián)體系的確定
通過(guò)對(duì)比不同交聯(lián)體系，采用復(fù)合離子聚丙烯酰胺/有機(jī)延遲交聯(lián)體系。通過(guò)實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)，對(duì)交聯(lián)劑的合成進(jìn)行研究，成功研制出符合要求的交聯(lián)體系。
該復(fù)合離子聚合物交聯(lián)體系由復(fù)合離子聚合物和LHK-2交聯(lián)劑組成，不受水質(zhì)和PH 值影響，與油層具有較好的配伍性。
二、交聯(lián)體系配方的研究
我們?cè)谶M(jìn)行配方研究時(shí)必須要考慮油田現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用時(shí)的情況(比如配制水源、注入泵的排量，油層的地質(zhì)條件等等)，因此，該交聯(lián)體系的配方不是一成不變的，而是可以根據(jù)實(shí)際應(yīng)用隨時(shí)進(jìn)行調(diào)整的。我們根據(jù)大慶油田地層溫度45℃，設(shè)計(jì)了該交聯(lián)體系的一個(gè)配方范圍。
1.清水配制
用清水配制復(fù)合離子聚丙烯酰胺交聯(lián)體系配方及凝膠的成
膠性能，
表1 清水配制對(duì)單井成膠性能
復(fù)合離子聚合物濃度(mg/
l)
交聯(lián)劑濃度(mg/l)
PH 值
成膠時(shí)間(h)
粘度(mPa·s)
3000
1700
7~8
64
>20000
3500
1700
7~8
56
>20000
4000
1700
7~8
48
>20000
表2 清水配制對(duì)多井成膠性能
復(fù)合離子聚合物濃度(mg/
l)
交聯(lián)劑濃度(mg/l)
PH 值
成膠時(shí)間(h)
粘度(mPa·s)
6000
3400
7~8
64
>20000
7000
3400
7~8
56
>20000
8000
3400
7~8
48
>20000
2.污水配制
用油田污水配制復(fù)合離子聚丙烯酰胺交聯(lián)體系的配方及凝
膠的成膠性能，
表3 污水配制對(duì)單井成膠性能
復(fù)合離子聚合物濃度(mg/
l)
交聯(lián)劑濃度(mg/l)
PH 值
成膠時(shí)間(h)
粘度(mPa·s)
3000
4000
8~9
90
>20000
3500
4000
8~9
80
>20000
4000
4000
8~9
72
>20000
表4 污水配制對(duì)多井成膠性能
復(fù)合離子聚合物濃度(mg/
l)
交聯(lián)劑濃度(mg/l)
PH 值
成膠時(shí)間(h)
粘度(mPa·s)
6000
4000
8~9
90
>20000
7000
4000
8~9
80
>20000
8000
4000
8~9
72
>20000
從上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以看出，體系PH 值呈中性偏堿，可以確保地下成膠。成膠強(qiáng)度大于20000mPa•s，符合油田調(diào)剖的要求。
三、試驗(yàn)結(jié)果分析
該交聯(lián)體系在中、堿性條件下成膠，具有成膠時(shí)間可控、凝膠強(qiáng)度穩(wěn)定、彈性大、流動(dòng)性好、不受水質(zhì)影響等特點(diǎn)，適用于大慶油田深部調(diào)剖。
參考文獻(xiàn)：
[1]陳鐵龍、周曉俊、唐伏平、王樹(shù)義編著，《弱凝膠調(diào)驅(qū)提高采收率技[2]術(shù)》，2006.
[2]趙徳仁、張蔚盛等著，《聚合物合成工藝學(xué)》，1997.
[3]張新平等著，《有關(guān)國(guó)內(nèi)聚丙烯酰胺技術(shù)的研究》，1997. 蒲萬(wàn)芬、羅憲波、魏淋生等著，《低滲透裂縫性油藏雙重交聯(lián)復(fù)合
[4]凝膠堵水技術(shù)》2006. 高青雨、張福蓮等著，高分子學(xué)報(bào)，1994，3.
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