水膨体堵剂粘弹性测定方法及性能评价

摘要

水膨体堵剂具有吸水膨胀体积变大且有一定粘弹性及强度的特性，进入地层后，能够对地层孔道产生封堵作用，因此常用作油田调剖堵水用剂。本文研究了水膨体堵剂的粘弹性测定方法，以及系统的评价了水膨体的性能。 研究确定了粘度测定的条件：45℃自来水溶胀样品，溶胀平衡时间5d，25000r/min的MS-1000A型高速多功能粉碎机粉碎后，用LVDV-II+P型 BROOKFIELD 粘度计（S64号转子、转速0.3r/min、45℃）测定其粘度。弹性测定采用HG-1697C型电脑式拉压力试验机，拉伸实验采用哑铃型式样（标距50mm，宽度10mm，厚度2mm），拉伸速度100mm/min。压缩实验采用圆柱体式样（直径26mm，高度15mm，压缩位移为其高度的2/3），压缩速度50mm/min。采用一体成型的方法制备水膨体式样，实验发明了简易的水膨体拉伸哑铃型模具和压缩圆柱体式样模具。 系统的评价了水膨体堵剂的密度、交联度、强度、弹性、塑形等性能，并分析了水膨体的这些性能随合成水膨体堵剂原料配比的规律。还对水膨体堵剂应用时的温度、介质pH、矿化度和矿区水体等影响其性能的因素进行了评价，得出了PAM水膨体堵剂属于pH敏感型产品，在常温下具有良好的抗盐性，但其热稳定性较差的结论。 研究了水膨体吸水后体积膨胀产生的性能变化。得出水膨体在水溶胀后力学性能下降，水膨体干燥后再吸水溶胀的力学性能会进一步下降的结论。 聚丙烯酰胺水膨体的合成是放热反应。在聚合过程中因反应热聚集会产生爆聚，造成产品变软、吸水溶胀降解、力学性能降低等问题，需在合成过程中采取措施释放反应产生的热能。 本文研究工作和成果对油田调剖堵水领域聚丙烯酰胺类水膨体堵剂的粘弹性测定提供了方法，填补了该领域粘弹性分析的空白。性能评价成果为油藏研究、油田调剖堵水生产运行需要的水膨体类调堵剂提供了基础数据和重要参考资料。

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