【摘要】：聚合物微球具有初始粒徑較小、溶脹性能優(yōu)良、工藝流程簡單且封堵能力出色等特點(diǎn),其在油田深部調(diào)驅(qū)領(lǐng)域有著較大應(yīng)用潛力。本研究針對低滲透油藏深部調(diào)驅(qū)中堵劑應(yīng)用性能較差等問題,設(shè)計(jì)合成了一種粒徑分布集中、強(qiáng)度較大、溶脹性能適宜、體系有效成份含量較高、調(diào)驅(qū)性能良好的納微米聚合物微球。以丙烯酰胺(AM)為單體,白油為分散介質(zhì),Span80/Tween80為復(fù)合乳化劑,配制了單體水溶液占38.0%,分散相占45.0%,質(zhì)量比為3:1的Span80/Tween80復(fù)合乳化體系占17.0%(分別以體系總質(zhì)量計(jì))的反相微乳液。以過硫酸銨/亞硫酸氫鈉(APS/SHS)氧化還原體系為引發(fā)劑,N,N-亞甲基雙丙烯酰胺(MBA)為交聯(lián)劑,利用反相微乳液聚合法合成了聚丙烯酰胺微球,并以高轉(zhuǎn)化率和高溶脹倍率為目標(biāo),對合成條件進(jìn)行了優(yōu)化與選擇,確定最優(yōu)合成條件為:聚合反應(yīng)引發(fā)溫度為40℃,引發(fā)劑和交聯(lián)劑加量分別為0.50%、0.40%(以單體質(zhì)量計(jì)),攪拌速率為800 rpm。最終合成的微球體系穩(wěn)定,轉(zhuǎn)化率較高,達(dá)到75%以上,粒徑分布較窄,粒徑中值(D_(50))為72 nm,在模擬地層水中溶脹24 h的溶脹倍率達(dá)到162。為了證明其在低滲透油藏深部調(diào)驅(qū)應(yīng)用中的可行性,對聚丙烯酰胺微球的物理性質(zhì)、形貌特征、結(jié)構(gòu)組成、熱穩(wěn)定性、有效含量、流變性和溶脹性能進(jìn)行了表征與評價(jià)。合成的聚合物微球體系為淺黃色透明液體,在水中完全分散,無絮凝和沉淀,在25℃下的密度和粘度分別為0.962 g/cm~3和1728 mPa·s,形貌表征顯示聚合物微球形狀規(guī)則,球形度完整,單分散性好,粒徑分布較窄,約在70 nm左右。在性能測試方面,聚合物微球體系有較高的有效含量,可達(dá)20%以上,且具有良好的熱穩(wěn)定性,符合相關(guān)使用標(biāo)準(zhǔn);同時(shí),聚合物微球體系還具有較好的注入性和溶脹性能。進(jìn)行了室內(nèi)填砂管調(diào)驅(qū)實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明聚合物微球可對水流優(yōu)勢通道實(shí)現(xiàn)有效封堵,并沿著孔隙吼道不斷深入,最終起到深部調(diào)驅(qū)的作用。對聚合物微球調(diào)驅(qū)實(shí)驗(yàn)的注入?yún)?shù)進(jìn)行了優(yōu)化,結(jié)果顯示其在注入量為0.5 PV,注入濃度為2000 mg/L,注入速度為0.3 mL/min的注入條件下,可以獲得更高的采收率。為了進(jìn)一步提高聚合物微球驅(qū)油能力,還對聚合物微球調(diào)驅(qū)實(shí)驗(yàn)的注入工藝進(jìn)行了優(yōu)化,結(jié)果表明中等質(zhì)量濃度中等段塞注入工藝兼具高質(zhì)量濃度短段塞和低質(zhì)量濃度長段塞兩種工藝的優(yōu)點(diǎn),為最佳段塞工藝;間歇式注入相比于連續(xù)式注入,其作用時(shí)間更長、微球利用率更高,為最佳注入方式,使用優(yōu)化后的注入工藝,可以獲得更高的采收率提高效果。
【圖文】：

表 3-3 聚合物微球物理性質(zhì)理性質(zhì) 測試結(jié)果外觀 淺黃色透明液體散性能 在水中完全分散，無絮狀物25℃,g/cm3) 0.9625℃,mPa·s) 1728球顯微觀察乳液充分分散，然后取少量分散液滴在載玻片上，結(jié)果如圖 3-1。

圖 3-2 聚合物微球掃描電鏡(SEM)形貌圖由圖 3-2 可以看出，在放大 10000 倍的掃描電子顯微鏡下，，Span80/Tween80 做復(fù)化體系合成的聚丙烯酰胺納米微球完整性和球形度較好，表面光滑，比表面積大大小較為均一，基本在 70 nm 左右。這有利于聚合物微球在油田地下儲層孔道中的，可以使微球深入到地下更深層發(fā)揮封堵作用，從而提高采收率[76]。2.4 聚合物微球 TEM 分析將聚合物微球用環(huán)己烷稀釋，并使用超聲振蕩器分散 15 min，再將分散后的樣品到 TEM 專用的銅網(wǎng)上，待干燥后安放在 TEM 樣品臺上并載入樣品室，在透射電微鏡下觀察其形貌，結(jié)果如圖 3-3 所示。
【學(xué)位授予單位】：西安石油大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TE357.46

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本文編號：2620825