【摘要】：聚合物驅(qū)作為一種重要的提高采收率技術(shù),在我國(guó)很多油田的一類、二類油藏取得了明顯的降水增油效果。然而針對(duì)油藏條件較差的三類甚至四類油藏,傳統(tǒng)聚合物的增黏性、耐溫性、抗鹽性和抗剪切性等都面臨嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。作為繼線形、支化、交聯(lián)聚合物之后的第四類高分子材料——超支化聚合物,以及具有相當(dāng)耐溫和抗剪切性能的天然可再生原料——多糖(文中選取p-環(huán)糊精),本文從兩者的結(jié)構(gòu)優(yōu)勢(shì)入手,將超支化結(jié)構(gòu)和環(huán)糊精化學(xué)這兩門學(xué)科結(jié)合起來,設(shè)計(jì)并制備出一種新型聚合物。 論文首先對(duì)β-環(huán)糊精的6位伯羥基進(jìn)行氨基選擇性修飾,制備出基于β-環(huán)糊精改性超支化大單體。紅外、紫外及核磁等表征手段證實(shí)了改性中間物及產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)。通過對(duì)聚合物結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì),將基于β-環(huán)糊精改性超支化大單體、AM、AA和疏水單體等共聚,從而將大單體引入到驅(qū)油聚合物中。通過正交試驗(yàn)法確定聚合物合成的最優(yōu)條件：?jiǎn)误w總濃度22%,AM：AA為4：1,大單體、疏水單體和引發(fā)劑相對(duì)單體總量的濃度分別為0.5‰、2.5%和0.2‰。紅外、動(dòng)態(tài)光散射、掃描電鏡等對(duì)聚合物的結(jié)構(gòu)及在水溶液中的微觀結(jié)構(gòu)進(jìn)行了研究。 系統(tǒng)評(píng)價(jià)了基于多糖改性超支化聚合物(SMHBP)的增黏性、耐溫性、抗鹽性、抗剪切性能、長(zhǎng)期熱鹽穩(wěn)定性、流變性以及動(dòng)態(tài)黏彈性。結(jié)果顯示該聚合物在高溫、高鹽條件下具有較好的增黏性及優(yōu)異的抗剪切能力。在濃度2000mg/L,礦化度3×104～20×104mg/L范圍,80℃老化90天后聚合物溶液黏度仍能維持在60mPa.s左右,90℃老化90天后溶液黏度在25～50mPa-s。流變性結(jié)果表明在1-170s-1剪切速率范圍聚合物溶液表現(xiàn)出剪切稀釋性。剪切應(yīng)力0.5Pa下的頻率掃描實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示在0.01～10Hz頻率范圍內(nèi)聚合物溶液表現(xiàn)為黏彈性流體。 分別研究了注聚濃度、巖心滲透率、溫度和非均質(zhì)性對(duì)驅(qū)油效果的影響,結(jié)果表明聚合物SMHBP能夠起到有效的提高采收率的作用。通過簡(jiǎn)要地機(jī)理分析,認(rèn)為由于聚合物SMHBP的特殊結(jié)構(gòu),增強(qiáng)了其在高溫高鹽條件下的增黏能力、抗剪切性能和黏彈性。從而在提高驅(qū)替相黏度的基礎(chǔ)上有效降低水相滲透率,能夠建立起較高的阻力系數(shù)和殘余阻力系數(shù)。在高滲層建立起更高的滲流阻力,并有效啟動(dòng)低滲透層,改善儲(chǔ)層層間非均質(zhì)性,從而起到提高聚驅(qū)波及效率和驅(qū)油效率的作用。
【圖文】：

聚合物在水溶液的微觀形態(tài)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了對(duì)比分析，，以探討基于多糖改性超支化大單體的引入對(duì)聚合物微觀結(jié)構(gòu)的影響情況，實(shí)驗(yàn)結(jié)果分別如圖3-7，3-8, 3-9，3-10所示。對(duì)比圖3-7和圖3-8可知，在未加功能單體聚合物SSPAM的水溶液中，聚集體以非常細(xì)的絲狀連接形成了空間網(wǎng)絡(luò)。而引入了環(huán)糊精結(jié)構(gòu)的聚合物SMHBP，連接聚集體的絲狀結(jié)構(gòu)明顯比聚合物SSPAM較粗，因此耐溫抗剪切性能明顯增加。這主要是因?yàn)閯傂原h(huán)糊精結(jié)構(gòu)的引入，在一定程度上增強(qiáng)了聚合物分子鏈的剛性，從而使得連接聚集體的絲狀結(jié)構(gòu)變粗

集體的絲狀結(jié)構(gòu)變粗，對(duì)溫度和剪切作用的承受能力增強(qiáng)。進(jìn)一步對(duì)比圖3-9和圖3-10可知，聚合物SMHBP的水溶液形成的空間網(wǎng)絡(luò)比SSPAM水溶液更加密實(shí)，從側(cè)面反映出聚合物SMHBP具有一定的支化結(jié)構(gòu)，這可以增強(qiáng)聚合物分子鏈間的作用力，不僅進(jìn)一步增強(qiáng)了聚合物SMHBP的抗剪切性能，而且在一定程度上增強(qiáng)了聚合物在多孔介質(zhì)中的吸附、滯留能力，從而能夠有效降低高滲透層的水相滲透率。圖3-7基子多糖改性超支化聚合物SMHBP形態(tài)1 (5000倍和2000倍）34
【學(xué)位授予單位】：西南石油大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TE357.46

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2570903