注聚过程中HPAM水溶液剪切稳定性研究

摘要

HPAM的机械降解是影响聚合物驱油效果的一个重要因素。在HPAM的配注过程中，HPAM水溶液黏度损失总和高达50％-60％。因此，探明影响HPAM剪切稳定性的因素和规律非常重要。 本文通过室内实验结合现场实际及理论分析，对聚合物配注过程中HPAM水溶液的剪切稳定性进行了研究，并对所测数据进行线性拟合，得到HPAM在配注过程中黏度和相对分子量变化的拟合公式。在HPAM配制系统中，对HPAM黏度影响较大的设备是注入泵；室内考察了搅拌对HPAM水溶液稳定性的影响，在0-400r/min范围内HPAM表现为剪切增稠，在500-800r/min范围内表现出剪切稀释，大于800r/min时呈现剪切降解，搅拌速度12000r/min时，HPAM的黏度损失率为82.3％，相对分子量降低了75％，得出注入HPAM溶液前搅拌速度应不高于500r/min，搅拌时间最好控制在30min以内；考察了HPAM注入地层的剪切稳定性，渗透率越小，HPAM降解越严重，HPAM水溶液流经0.1μ㎡的岩心时注入速度应不高于11.2m3/㎡·d，流经渗透率0.25μ㎡的岩心时注入速度应不高于22.3m3/㎡·d，流经0.8μ㎡的岩心时注入速度应不高于30m3/㎡·d，当岩心渗透率为1.0μ㎡时，流量对HPAM的影响相对较小；考察了不同相对分子量和浓度对HPAM剪切稳定性的影响，相对分子量越大、浓度越高，黏度和相对分子量的损失越严重；HPAM的降解主要发生在炮眼向多孔介质流动的过程中；对HPAM剪切降解机理进行了探讨，HPAM的降解主要是因为聚合物分子链断裂，聚合物的相对分子量降低从而造成黏度的下降。为油田现场配注聚合物提供了参考数据和依据。

目录

文摘

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声明

第一章 前言

1.1聚合物驱及其机理

1.2聚合物驱现状及其发展趋势

1.2.1研制开发新型或改性驱油HPAM

1.2.2水质改性处理技术

1.2.3提高HPAM黏度及其保留率研究

1.3 影响HPAM机械降解因素分析

1.3.1 HPAM的降解类型

1.3.2配注过程中HPAM的黏度损失

1.3.3 HPAM机械剪切程度的衡量

1.4 HPAM溶液黏度影响因素

1.4.1油藏条件下影响HPAM溶液黏度的因素

1.4.2温度对HPAM溶液黏度的影响

1.4.3矿化度对HPAM水溶液的影响

1.4.4铁离子对HPAM水溶液的影响

1.4.5溶解氧与微生物对HPAM溶液黏度的影响

1.4.6 pH值对HPAM溶液黏度的影响

1.4.7配制工艺对HPAM溶液黏度的影响

1.5地面工程防护措施

1.5.1 泵对HPAM溶液黏度的影响

1.5.2控制阀对HPAM溶液黏度的影响

1.5.3提高HPAM黏度保留率的措施

1.6选题依据与研究内容

1.6.1 课题的来源与依据

1.6.2研究目的及意义

1.6.3研究内容与技术路线

第二章 实验材料与实验方法

2.1 主要实验仪器与药品

2.1.1主要实验仪器

2.1.2主要实验药品

2.2主要实验测试与评价方法

2.2.1 HPAM水溶液的配制方法

2.2.2 HPAM水溶液黏度的测定方法

2.2.3 多孔介质孔隙度和渗透率的测定方法

2.2.4 HPAM水溶液剪切稳定性的测定方法

2.2.5 HPAM相对分子量的计算

2.2.6 HPAM特性黏数的测定

第三章 现场配注HPAM过程中的黏度损失

3.1配注工艺流程设备及其参数

3.1.1 配制系统

3.1.2熟化系统

3.1.3注入系统

3.2不同部位黏度的比较与分析

3.2.1黏度的现场抽样检测

3.2.2配注工艺过程及设备对黏度的影响

3.3存在问题分析及改进的建议

3.3.1 存在的主要问题分析

3.3.2改进完善的措施及建议

3.4本章小结

第四章 搅拌对HPAM剪切稳定性的影响

4.1 搅拌速度对HPAM稳定性的影响

4.2搅拌时间对HPAM稳定性的影响

4.2.1 剪切增稠过程中搅拌时间的影响

4.2.2剪切稀释过程中搅拌时间的影响

4.2.3剪切降解过程中搅拌时间的影响

4.3 不同相对分子量HPAM的剪切稳定性

4.4不同浓度下HPAM的剪切稳定性

4.5本章小结

第五章 HPAM注入地层剪切稳定性研究

5.1 流经不同渗透率岩心时HPAM的剪切稳定性

5.2不同相对分子量的HPAM剪切稳定性

5.2.1 通过1.0μm2岩心时HPAM的剪切稳定性

5.2.2通过0.25μm2岩心时HPAM的剪切稳定性

5.3 浓度对HPAM剪切稳定性的影响

5.3.1 流经0.1μm2岩心时HPAM的剪切稳定性

5.3.2流经0.25μm2岩心时HPAM的剪切稳定性

5.4本章小结

第六章 HPAM流经炮眼的剪切稳定性研究

6.1 HPAM流经炮眼时的剪切降解分析

6.1.1 摩擦定律

6.1.2 通用流动方程

6.2 HPAM流经炮眼时的剪切降解模拟实验

6.2.1相对分子量2000×104的HPAM剪切稳定性

6.2.2相对分子量1800×104的HPAM剪切稳定性

6.2.3相对分子量1200×104的HPAM剪切稳定性

6.3本章小结

第七章HPAM剪切降解机理探讨

7.1 HPAM降解内在原因与机理

7.1.1 聚合物的结构和性质

7.1.2聚合物降解类型及影响因素

7.2 HPAM机械降解原因与机理

7.2.1 HPAM搅拌降解机理

7.2.2 HPAM流经多孔介质的降解机理

7.2.3 HPAM流经炮眼的降解机理

7.2.4 HPAM注入地层剪切因素分析

结 论

参考文献

攻读硕士学位期间取得的学术成就

致 谢