我國稠油油藏一般分布在中低溫砂巖地層,由于油藏的非均質(zhì)性較強(qiáng),在蒸汽驅(qū)油前需要進(jìn)行調(diào)剖作業(yè)。常用的調(diào)剖劑一般分為兩類:一類在低溫下性能良好,但無法耐受高溫而發(fā)生脫水或降解;另一類高溫穩(wěn)定性良好但低溫條件下難以成膠�，F(xiàn)有的凝膠調(diào)剖劑無法實(shí)現(xiàn)對稠油油藏的有效調(diào)剖,亟需研究一種中低溫成膠、高溫穩(wěn)定的新型凝膠調(diào)剖劑。本論文為實(shí)現(xiàn)凝膠調(diào)剖劑的中低溫成膠和高溫?zé)岱�(wěn)定,研發(fā)了HPAM-G01復(fù)合交聯(lián)體系、HPAM-PR有機(jī)交聯(lián)體系和AM-G02新型交聯(lián)體系,通過控制變量法研究了不同類型和質(zhì)量分?jǐn)?shù)的聚合物、交聯(lián)劑、交聯(lián)助劑、添加劑以及pH值等因素對成膠性能的影響。采用凝膠目測代碼法、流變儀評價了耐高溫凝膠的強(qiáng)度與耐溫性能,并通過掃描電鏡(SEM)研究了凝膠的微觀結(jié)構(gòu)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,HPAM-G01復(fù)合交聯(lián)體系優(yōu)選配方為:0.8%w S001+0.15%w G01+0.2%w Z01/0.4%w Z02+0.05%w KA,該配方在70℃下成膠時間為12 h,成膠后的凝膠粘度在1.5 s~(-1)剪切速率下達(dá)17000 mPa·s,在140℃高溫下可穩(wěn)定90天。該凝膠是以彈性為主的粘彈性膠體,微觀上具有三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),孔洞直徑為20~40μm。HPAM-PR有機(jī)交聯(lián)體系優(yōu)選配方為:0.8%w S001+0.8%w PR(F/P=4)+0.25%w T01+0.05%w KA,該配方在70℃下成膠時間為13 h,成膠后的凝膠粘度在1.5 s~(-1)剪切速率下達(dá)18000 mPa·s,140℃下穩(wěn)定90天。該凝膠是以彈性為主的粘彈性膠體,具有三維蜂窩網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),孔洞直徑約為20μm。AM-G02新型交聯(lián)體系優(yōu)選配方為:5.6%w AM+0.35%w G02+0.04%w KB(pH=4),該凝膠在70℃下成膠時間為20 h,成膠后的凝膠粘度在1.5 s~(-1)剪切速率下達(dá)30 Pa·s,在160℃下可穩(wěn)定存在90天。該凝膠是以彈性為主的強(qiáng)粘彈性膠體。凝膠的微觀結(jié)構(gòu)為三維蜂窩式網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),孔洞直徑約為15μm,在孔洞內(nèi)部還存在微型交聯(lián)網(wǎng)絡(luò),微孔直徑約0.5μm。
【學(xué)位單位】：中國石油大學(xué)(北京)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TQ427.26;TE357.44
【部分圖文】：

耐高溫凝膠調(diào)剖技術(shù)發(fā)展迅速，但在綜合性能上表現(xiàn)交聯(lián)劑的原因成膠溫度過高，在低溫下無法成膠；另高的分子活化能導(dǎo)致的成膠過快。膠交聯(lián)體系無機(jī)交聯(lián)體系金屬離子凝膠體系在油田生產(chǎn)中通常用作調(diào)剖堵水劑烯酰胺中的羧酸根和高價金屬離子通過配位鍵發(fā)研究報告最多的是乙酸鉻交聯(lián)劑，絡(luò)合或游離狀態(tài)的 分子上的羧酸根發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)，形成三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)強(qiáng)凝膠。DiGiacomo[24]基于 Cr3+的順磁性，通過 C13 三價鉻離子凝膠進(jìn)行了表征，驗(yàn)證了上述交聯(lián)反應(yīng)機(jī)

中國石油大學(xué)（北京）碩士專業(yè)學(xué)位論文檸檬酸鋁[27-29]是另一種常用的金屬離子交聯(lián)劑，其成膠反應(yīng)主要分為兩個步驟。首先，水解后的 Al3+與 HPAM 上的一個-COO-通過配位鍵結(jié)合形成配合物，然后該配合物再結(jié)合第二個-COO-，以此方式無限交聯(lián)反應(yīng)以形成空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)凝膠，其交聯(lián)配位的分子結(jié)構(gòu)如圖 1.2 所示。檸檬酸鋁交聯(lián)體系的抗老化性能較差，凝膠強(qiáng)度與穩(wěn)定時間成反比[30]。近年來，由于 Ti4+和 Zr4+低毒且可耐高溫，也是當(dāng)前研究的熱門金屬離子交聯(lián)劑[31, 32]。

本實(shí)驗(yàn)主要篩選不同相對分子質(zhì)量和水解度的丙烯酰胺類聚合物，包括 S001、S010、YQ402、AN905、AN125、FA920，其基本特性見表 2.1。分別在燒杯中配制質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 1%的不同主劑溶液，加入 0.2% Z01 和 0.4% Z02 的有機(jī)交聯(lián)劑，分別置于 140℃烘箱中成膠，考察其成膠強(qiáng)度及高溫穩(wěn)定性，凝膠強(qiáng)度觀察結(jié)果見表2.4。在 140℃烘箱中反應(yīng) 24 h，成膠效果如圖 2.1 所示。表 2.4 相同質(zhì)量分?jǐn)?shù)的不同聚合物成膠強(qiáng)度評價表(140℃)Table 2.4 Adhesive strength evaluation table for same concentrations of different polymers(140℃)恒溫時間 YQ402 AN125 AN905 FA920 S010 S0015h E F F G G H24h B C D D G H15d A B B B F H30d A A B B D G60d A A A B B G

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