论文部分内容阅读
弱凝胶调驱是新近发展起来的一项综合调剖与驱油的实用性很强的新技术,弱凝胶作为性能独特的改善高含水或特高含水期油藏深部非均质性、提高注水开发效果的深部液流转向剂,近年来在油田获得了成功应用,越来越受到人们的关注。低浓度部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)/酚醛有机交联反应体系,在分子链中引入了苯环,这种弱凝胶具有一定的粘性,良好的弹性或韧性,强度较低,很好的耐温抗盐性。它在地层中的波及效果是动态的,能更大限度地扩大波及体积和提高驱油效率。 本文采用合成不同条件下的酚醛树脂交联剂,进行优选,选出性能最佳的酚醛树脂与聚合物进行交联,研究了HPAM/酚醛树脂有机交联体系的交联配方,交联机理。通过测定粘度、成胶性能,比较了几种有机交联体系,从而确定最佳交联体系配方。并研究了聚合物分子量,稳定剂,聚合物交联剂浓度,盐离子浓度,pH值,温度等对弱凝胶性能影响的因素。 利用哈克流变仪对弱凝胶的强度进行表征,并对清水样和盐水样的部分水解聚丙烯酰胺溶液及弱凝胶在线性和非线性粘弹性区域的流变行为进行了研究,并对交联体系的交联机理进行了深入的探讨。通过分析交联过程,清水样在凝胶化过程中的流动曲线及体系零切粘度的变化,我们发现部分水解聚丙烯酰胺与酚醛树脂的交联过程可分为三阶段:诱导期,加速期和终止期。第一阶段中交联反应在聚合物稀溶液中进行时,体系生成分子内交联点的几率增大。而分子内、分子间的不同尺度的交联导致弱凝胶体系结构的不均匀性引起了弱凝胶体系在低剪切速率下的剪切增稠现象,随着交联程度的增加,这种现象向更低的剪切速率移动,且变得不明显。在第二阶段中分子间交联增加,粘度急剧上升,形成三维网络结构。交联过程结束后,无论是清水样还是模拟地层污水样,随着时间的增加开始发生老化,粘度下降或脱水,这是由聚丙烯酰胺的水解,以及稀溶液过度交联形成的网络发生收缩引起的。 动态流变测试表明与HPAM溶液相比其弱凝胶具有较高的强度。对聚丙烯酰胺溶液来说,G’开始低于G”,而随着剪切速率增加,G’最终超过G”;而对于弱凝胶来说G’始终高于G”,弱凝胶表现出较强的固体或弹性特征,而液体或粘性特征较弱。