双基团交联HPAM冻胶深部调驱体系研究

摘要

调剖堵水是高含水期油气田重要的稳油控水措施之一,聚丙烯酰胺(PAM)冻胶作为一种常用的调堵剂在国内各油田得到了较为广泛的应用。针对传统PAM冻胶成胶时间短、成胶强度较弱、使用浓度较高等问题,本文对部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)双基团交联体系(DC-HPAM)进行了系统的深入的研究,以求延长成胶时间并可控可调,降低其使用浓度和用量,提高交联体系的强度,提高交联体系的稳定性,从而提高深部调驱的效果和效益。从单基团交联体系研究入手,对常用聚丙烯酰胺联剂体系进行了实验考察,研制优选出了适应于-COO-和-CONH2基团的单基团交联剂。重点研究了有机铬/有机醛双基团交联体系和有机铬/YG双基团交联体系,对不同HPAM浓度、不同交联剂类型及用量、环境条件(pH、温度、矿化度等)下的成胶时间和强度进行了评价。有机铬/有机醛双基团交联体系在60℃～90℃范围内,成胶时间可达300h,突破压力梯度可达21.1MPa/m,封堵率可达95.33％,成胶类型为双基团异步交联;有机铬/YG双基团交联体系在40℃～60℃范围内,成胶时间可达180h,突破压力梯度可达27.6MPa/m,封堵率可达99.88％,成胶类型为双基团同步交联;双基团交联体系比单基团交联体系成胶时间更长,延长100h;耐盐性更好,耐Na+增加15000mg/L;成胶强度更高,突破压力梯度提高5MPa/m,封堵率提高5％;稳定性更好,实验条件下90d未见脱水。利用扫描电镜对交联体系进行微观结构分析,无机铬单基团交联体系微观结构为分散树枝状,结构松散,孔隙与裂隙较多;双基团交联体系结构密实,孔隙少;有机铬/有机醛双基团交联体系呈现“群山万壑”现象,有机铬/YG双基团交联体系结构上均匀分布有酚醛树脂小颗粒。通过调研,对DC-HPAM体系的调驱机理进行了探讨。

目录

文摘

英文文摘

第一章 前言

1.1 深部调驱体系分类与研究现状

1.1.1 深部调驱体系分类

1.1.2 深部调驱体系研究现状

1.2 深部调驱面临的问题

1.3 选题依据与研究内容

1.3.1 选题依据与研究意义

1.3.2 研究内容

第二章 实验材料与方法

2.1 仪器设备与试剂

2.1.1 主要仪器设备

2.1.2 材料及试剂

2.2 调驱剂的评价方法

2.3 本章小结

第三章 HPAM单基团交联体系研究

3.1 羧基单基团交联体系研究

3.1.1 羧基无机铬单基团交联配方优选

3.1.2 羧基有机铬单基团交联体系优选

3.2 酰胺基单基团交联体系研究

3.2.1 酰胺基交联体系配方优选

3.2.2 酰胺基交联体系性能评价

3.3 单基团交联体系的性能对比

3.4 本章小结

第四章 HPAM双基团交联体系研究

4.1 有机铬/有机醛双基团交联体系研究

4.1.1 体系配方优选

4.1.2 体系性能评价

4.1.3 体系异步交联性能

4.1.4 体系调驱性能评价

4.2 有机铬/YG双基团交联体系研究

4.2.1 体系配方优选

4.2.2 体系性能评价

4.2.3 体系的同步交联性能

4.2.4 体系调驱性能评价

4.3 双基团交联体系差异对比

4.4 本章小结

第五章 HPAM双基团交联特性及微观结构探讨

5.1 交联机理与特性分析

5.1.1 HPAM/铬交联机理

5.1.2 HPAM/酚醛树脂的交联机理

5.1.3 酚醛树脂的固化

5.1.4 双基团交联特性分析

5.2 交联体系微观结构分析

5.2.1 扫描电镜原理与主要实验步骤

5.2.2 无机铬单基团交联体系微观结构分析

5.2.3 有机铬,有机醛双基团交联体系微观结构分析

5.2.4 有机铬/YG双基团交联体系微观结构分析

5.3 交联聚合物调驱机理

5.4 本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间取得的学术成果

致谢