在油田開發(fā)中后期,地層結(jié)構(gòu)發(fā)生變化,呈現(xiàn)非均質(zhì)性,出現(xiàn)大孔道和高滲透帶,形成優(yōu)勢水流通道,嚴(yán)重影響石油的進(jìn)一步開采。目前已經(jīng)針對改善地層非均質(zhì)性的深部堵水調(diào)剖技術(shù)發(fā)展很快,本課題主要是制備新型聚合物凝膠微球,并對其調(diào)驅(qū)性能評價(jià)。本課題采用兩種聚合方法制備不同粒徑范圍的聚丙烯酰胺的凝膠微球,用于不同的地層環(huán)境和孔喉尺寸的深度封堵:(1)反相微乳液聚合方法制備粒徑范圍50-250nm的納米級聚丙烯酰胺微球;(2)反相懸浮聚合方法制備粒徑范圍15μm-140μm的微米級聚丙烯酰胺微球。反相微乳液聚合方法制備納米凝膠微球,首先對乳液體系進(jìn)行篩選,找到合適的復(fù)配乳化劑。通過繪制油相、水相和乳化劑三元相圖找到微乳液邊界,確定了微乳液三相體系組成。產(chǎn)物聚丙烯酰胺凝膠微球具有較高的熱穩(wěn)定性和耐剪切性,在300°C以后才開始發(fā)生本質(zhì)分解,可以滿足油藏的使用環(huán)境。微球在礦化水中溶脹性能,是其實(shí)現(xiàn)地層裂縫封堵的關(guān)鍵指標(biāo)。本文制備的納米聚丙烯酰胺微球在100000mg/L的礦化度水溶液中,呈現(xiàn)緩慢膨脹特性,10天之后基本達(dá)到平衡狀態(tài),膨脹倍率約2.66倍。由于微球在地層環(huán)境使用中,始終處于注入水的剪切作用之下,因此,微球分散液的流變學(xué)行為對于研究微球的分布狀態(tài)具有重要意義。凝膠微球分散液的剪切流變行為研究表明,聚丙烯酰胺凝膠納米微球分散液的流變性不同于普通線性聚丙烯酰胺溶液,剪切粘度隨著剪切速率的增大先減小后增大,存在一個(gè)臨界剪切速率(γc)。除此之外,凝膠微球溶液還具有良好的粘彈性能。本文采用納米粒子的粒子簇理論對于聚丙烯酰胺微球在剪切力作用下的流變行為進(jìn)行了模型化。通過反相懸浮聚合制備微米級粒徑的聚丙烯酰胺凝膠微球,探索了反應(yīng)溫度、攪拌速度、引發(fā)劑用量以及固含量對聚合體系的影響,并進(jìn)行微球的耐溫抗鹽性和封堵性能評價(jià)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,體系最佳反應(yīng)溫度為40-50℃范圍,最佳轉(zhuǎn)速在360-420r/min范圍,乳化劑的量不能高于11%,引發(fā)劑的最佳用量在0.1%-0.4%,固含量控制在25%以內(nèi)較為合適。采用上述兩種方法制備的不同粒徑的聚丙烯酰胺微球,對于不同的地層環(huán)境有各自的適用性,室內(nèi)巖芯封堵實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,二者封堵率均可以達(dá)到85%以上,可以很好的滿足油田堵水調(diào)剖的需要。
【學(xué)位單位】：北京化工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TE39;TQ317
【部分圖文】：

圖１－１邋ＭＰＥＭｓ在孔喉中再遷移力分解ｆ３９］逡逑ｉｇ．１－１邋Ｆｏｒｃｅ邋ａｎａｌｙｓｉｓ邋ｆｏｒ邋ｒｅｍｉｇｒａｔｉｏｎ邋ｏｆ邋ＭＰＥＭｓ邋ｉｎ邋ｐｏｒｅ－ｔｈｒｏａｔｓ＾３９＾逡逑性微球調(diào)驅(qū)技術(shù)特點(diǎn)逡逑均質(zhì)性、含水量高、孔道較大的油田深部調(diào)剖，改善種新型深部堵水調(diào)剖技術(shù)是聚合物活性微球調(diào)驅(qū)，這凝膠微球在油相中體積保持不變，在水中會(huì)發(fā)生吸水），這種微球還有一個(gè)特性是具有一定的彈性，遇到形并運(yùn)移至地層深部，從而實(shí)現(xiàn)深層堵水調(diào)剖。這種原油采收率的目的。該技術(shù)的特點(diǎn)有：逡逑物活性微球耐溫抗鹽性強(qiáng)，能適應(yīng)地層惡劣的采油環(huán)境以在地面合成和提取，方便實(shí)用性強(qiáng)；逡逑活性微球粒徑可控，微米級到納米級均可通過不同的

圖１－２單體分散過程逡逑Ｆｉｇ．邋１－２邋Ｔｈｅ邋ｐｒｏｃｅｓｓ邋ｏｆ邋ｍｏｎｏｍｅｒ邋ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ１５５１逡逑進(jìn)行反相懸浮聚合，動(dòng)力學(xué)、臨界膠束濃度和熱力學(xué)這三個(gè)值是必須要考個(gè)體系處于不穩(wěn)定狀態(tài)，需要加外力進(jìn)行攪拌，水相會(huì)在外界剪切力的作球形液滴，大液滴會(huì)進(jìn)一步在在外界壓力下分散成小液滴。小液滴會(huì)在分界面張力作用下有聚并成大液滴的趨勢。當(dāng)外界剪切力和表面張力保持，液滴被打散和重新聚并就會(huì)處于一個(gè)平衡狀態(tài)，最終液滴較為均一。逡逑攪拌給體系施加的剪切力能夠使水相單體液滴在油相中保持動(dòng)態(tài)平衡，發(fā)聚合，則會(huì)發(fā)生液滴粘結(jié)最終產(chǎn)生爆聚現(xiàn)象。因?yàn)楫?dāng)引發(fā)反應(yīng)后，水相漸加大，液滴與液滴膨脹后不容易因?yàn)榻缑鎻埩Χ珠_，而是因?yàn)楸舜苏尺B，最終團(tuán)聚成一大塊，發(fā)生爆聚現(xiàn)象，反應(yīng)無法順利進(jìn)行。因此需要加劑來防止爆聚，它的作用是在單體液滴外面形成一層保護(hù)層，在引發(fā)反易粘連。攪拌和懸浮分散劑是維持懸浮聚合順利進(jìn)行的缺一不可的因素，作用影響了反應(yīng)粒徑的大小［５７］。逡逑

圖１－３反相乳液聚合體系示意圖逡逑Ｆｉｇ．邋１－３邋Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ邋ｄｉａｇｒａｍ邋ｏｆ邋ｔｈｅ邋ｓｙｓｔｅｍ邋ｏｆ邋ｒｅｖｅｒｓｅ邋ｐｈａｓｅ邋ｅｍｕｌｓｉｏｎ邋ｐｏｌｙｍｅｒｉｚａｔｉｏｎ逡逑如圖１－３所示，反相乳液聚合體系單引發(fā)前體和乳化劑在分散介質(zhì)的存在狀態(tài)，逡逑單體主要存在于液滴和增溶膠束中，還有少量在分散介質(zhì)中。當(dāng)加入引發(fā)劑引發(fā)反應(yīng)逡逑時(shí)，產(chǎn)生的自由基會(huì)進(jìn)入增溶膠束內(nèi)引發(fā)反應(yīng)，增溶膠束就會(huì)變成含有單體和短鏈聚逡逑合物的乳膠粒。隨著反應(yīng)的進(jìn)行，乳膠粒的單體不斷消耗，單體液滴中的單體就會(huì)向逡逑乳膠粒內(nèi)補(bǔ)充，以維持反應(yīng)的持續(xù)進(jìn)行。乳膠粒就會(huì)逐漸變大，而單體液滴就會(huì)逐漸逡逑１１逡逑

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 潘娟芳;;分散聚合法制備聚丙烯酰胺研究進(jìn)展[J];廣東化工;2015年13期

2 王超;;油田堵水調(diào)剖劑綜述[J];內(nèi)蒙古石油化工;2015年01期

3 鄭雪琴;劉明華;;聚丙烯酰胺反相乳液聚合工藝的探討[J];莆田學(xué)院學(xué)報(bào);2014年05期

4 曾慶橋;孟慶春;劉媛;王莉;王霞;王芳;;聚合物微球深部調(diào)驅(qū)技術(shù)在復(fù)雜斷塊油藏的應(yīng)用[J];石油鉆采工藝;2012年05期

5 潘凌;方全堂;段永剛;;低滲油藏非均質(zhì)性對采收率的影響因素研究[J];西南石油大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2012年03期

6 李建忠;武天海;馮廣正;;國內(nèi)油田堵水調(diào)剖的研究與應(yīng)用現(xiàn)狀[J];廣東化工;2012年01期

7 馮國慶;郭書菊;鄭愛萍;孫術(shù)汀;;克拉瑪依九_(tái)9區(qū)齊古組稠油提高開發(fā)效果研究[J];西南石油大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2012年02期

8 何佳;賈碧霞;徐海濤;邵永恒;;調(diào)剖堵水技術(shù)最新進(jìn)展及發(fā)展趨勢[J];青海石油;2011年03期

9 馬濤;王強(qiáng);王海波;呂成遠(yuǎn);;深部調(diào)剖體系研究及應(yīng)用現(xiàn)狀[J];應(yīng)用化工;2011年07期

10 陳斌;王姍姍;郭擁軍;;交聯(lián)聚合物體系的研究進(jìn)展[J];甘肅石油和化工;2009年04期

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前1條

1 卜道露;分散聚合法聚合物微球調(diào)剖劑的研究[D];成都理工大學(xué);2013年

本文編號：2821065