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                和聚丙烯酰胺瞬間交聯

                發布日期:2020-06-29 10:13:12

                使用較早的聚合物主要是聚丙烯酰胺類,注入地層后限制出水,而不影響油氣產量,是一種廉價的處理方法。

                  聚丙烯酰胺類堵水劑
                  使用較早的聚合物主要是聚丙烯酰胺類,注入地層后限制出水,而不影響油氣產量,是一種廉價的處理方法。
                  法國 Zaitoun A等在傳統聚丙烯酰胺堵水的基礎上,提出了兩種改進的方法[7]:(1)利用丙烯酰胺/丙烯酸鹽共聚物部分水解卷曲分子在高礦化度水中收縮,在低礦化度水中伸展的性質,先將丙烯酰胺/丙烯酸鹽共聚物溶入礦化度高于地層水的鹽水中,再注入地層。注入過程中,低礦化度地層水逐漸取代了高礦化度的注入鹽水,使聚合物分子伸展,在有效堵塞地層水流動的同時,油氣仍可從孔道中央流動;采用非離子型聚丙烯酰胺,并用伸展劑(SA)對吸附的聚合物進行化學處理,使之伸展。例如采用1%的K2CO作伸展劑,可使PAM產生適度堿性水解,就地伸展。
                  Rogoza Z I 研制出一種堵水劑,其組成為:水解聚丙烯酰胺0.3%~1.42%(質量分數,下同),鉻鉀釩0.06%~0.09%,亞硝酸鈉0.41%~3.00%,氯化銨0.32%~2.35%,水。配制時各組分按順序加入,攪拌均勻,組分在地層縫隙中加熱到60℃以上時,氯化銨與亞硝酸鈉反應產生氮氣,使原組分在縫隙中體積增大,牢固地留在縫隙中,起到良好的隔水作用。
                  Maloachosky E 等利用聚丙烯酰胺與Ca2+、Fe3+、Al3+、Cr3+等離子交聯,進行聚合物堵水,工藝要求使用部分水解聚丙烯酰胺和Cr3+或Al3+離子,在地下產生穩定交聯聚合物和凝膠。
                  天津大學劉慶普等合成了接近國外先進水平的聚丙烯酰胺第三代產品——W/O型PAM膠乳,免除了魚眼堵塞物的產生等,瞬間溶解,現場應用方便。在此基礎上,將W/O型聚丙烯酰胺膠乳轉相后,加入改性氨基樹脂,在完全互溶的情況下,加入適量交聯劑和其他添加劑,充分攪拌,置于不銹鋼反應器中,密封,在指定溫度下恒溫反應24h,制得一種凝膠互穿聚合物網絡(IPN)型堵水劑。模擬油藏物化條件和現場試驗證明,該堵水劑對油和水有選擇性,抗壓強度大,施工時基液粘度小,可攜帶各種固體填料,溫度適應范圍寬,成膠時間可調,工藝簡單,有效期長,是目前國內性能較好的一種新型堵水劑。
                  聚糖類堵水劑
                  Zaitoun A 對 HST 和聚糖 G 兩種新型聚合物[11]進行了研究,HST是乙烯基三聚體,聚糖G則是由微生物發酵合成的非離子型類似棒狀分子的產物。兩種物質均可制成粉劑,比聚丙烯酰胺有更好的穩定性。
                  其他聚合物堵水劑
                  前蘇聯研究人員研制出一種粘彈性聚合物,該粘彈性聚合物具有很高的結構穩定性、低吸附性和密度可調。其由原油、聚丙烯酰胺水溶液、磁活性物質和多價金屬鹽組成。強吸水性樹脂是近20年開發的新型功能高分子材料,其研究、生產與應用發展迅速。胡三清等[12]以丙烯酸、丙烯酰胺等為主要原料 ,采用乙烯基有機硅交聯劑,制備出一種新型的超強吸水性樹脂JAR,在石油開發采油過程中用于封堵高滲透層、大孔道水層,取得了很好的應用效果。
                  有機硅堵水劑
                  為解決地層水和注入水礦化度低及寒冷條件下的堵水問題,常用的選擇性封堵地層水的方法是向地層注元素有機化合物,但這類化合物毒性大,侵蝕性強。前蘇聯研究人員研制出一種以有機硅化合物為基礎的選擇性堵水材料,其組成為聚苯基乙氧基硅氧烷或硅酸乙酯和催化劑。催化劑是乙基硅酸鈉含水乙醇溶液或甲基硅酸鈉含水乙醇溶液。
                  醇基堵水劑
                  為了探索用于地層溫度高、油層滲透率低的深井的隔離液及在不提升井下設備條件下選擇性封堵油層含水帶的可能性,前蘇聯研究人員在實驗研究的基礎上,研制出一種封堵材料。其組分主要是水溶性聚合物和硅酸鈉含水乙醇溶液。
                  使用較早的聚合物主要是聚丙烯酰胺類,注入地層后限制出水,而不影響油氣產量,是一種廉價的處理方法。
                  法國 Zaitoun A等在傳統聚丙烯酰胺堵水 的基礎上,提出了兩種改進的方法:利用丙烯酰胺/丙烯酸鹽共聚物部分水解卷曲分子在高礦化度水中收縮,在低礦化度水中伸展的性質,先將丙烯酰胺/丙烯酸鹽共聚物溶入礦化度高于地層水的鹽水中,再注入地層。注入過程中,低礦化度地層水逐漸取代了高礦化度的注入鹽水,使聚合物分子伸展,在有效堵塞地層水流動的同時,油氣仍可從孔道中央流動;采用非離子型聚丙烯酰胺,并用伸展劑(SA)對吸附的聚合物進行化學處理,使之伸展。例如采用1%的K2 CO3 作伸展劑,可使PAM產生適度堿性水解,就地伸展。
                  Rogoza Z I 研制出一種堵水劑,其組成為:水解聚丙烯酰胺0.3%~1.42%(質量分數,下同),鉻鉀釩0.06%~0.09%,亞硝酸鈉0.41%~3.00%,氯化銨0.32%~2.35%,水。配制時各組分按順序加入,攪拌均勻,組分在地層縫隙中加熱到60℃以上時,氯化銨與亞硝酸鈉反應產生氮氣,使原組分在縫隙中體積增大,牢固地留在縫隙中,起到良好的隔水作用。
                  Maloachosky E 等利用聚丙烯酰胺與Ca2+、Fe3+、Al3+、Cr3+等離子交聯,進行聚合物堵水,工藝要求使用部分水解聚丙烯酰胺和Cr3+或Al3+離子,在地下產生穩定交聯聚合物和凝膠。
                  簡單介紹一下聚丙烯酰胺的分子量由誰來決定的:在不同pH值條件下所得產品的分子量反應有明顯的差異。PH值過低、強酸容易引起爆炸在一起,形成交聯形狀不溶物、收入陰離子聚丙烯酰胺和低分子量;隨著PH值的增大、酸反應溶液弱堿性的逐漸增加,收入陽離子聚丙烯酰胺分子量逐漸減少,溶解性好。這種現象可以歸因于、低pH值條件相關的分子內和分子聚合與?;磻?形成了一個鏈條或交聯型產品,它可以導致產品溶解性能不佳和分子量聚合小;在高pH值,它可以創造出一種氮多數是三丙烯酰胺(NTP),NTP在反應中潛在的還原劑,更多更快的反應,同時也是NTP鏈轉移劑,會導致最終產品分子量的降低,使其溶解性好。
                  陰離子聚丙烯酰胺分子量隨溫度的變化趨勢,反映了反應溫度對合成產品的影響規律分子量等。隨著反應溫度的升高,產品的分子量陰離子聚丙烯酰胺在第一,然后增加逐漸下降。分析其原因可能是,自由基產量在低溫、數量少,誘導長期緩慢,有利于連鎖反應增長,從而可得到高分子量陰離子聚丙烯酰胺產品;隨著反應溫度的升高,最初的反應從激進的增加,響應速度,并傾向于終止連鎖反應,造成產品低分子量。但反應的溫度太低,也容易引起反應太慢,使反應時間太長,影響效率的反應。反應溫度過高的話,系統內部的自由基反應將越來越多的一瞬間,容易引起爆炸在一起,使彼此分子間交聯,成為一個凝膠狀的不溶物。由此可見,適當的反應溫度是重要保證獲得理想的產品,該實驗室將適當的反應溫度的溫度控制在20 - 30℃范圍。

                 
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