蛭石改性聚丙烯酰胺核壳乳液的制备及其提高采收率的应用评价

发布时间：2020-01-22 00:37

【摘要】：随着油田的开发,尤其是进入高含水开采期,水流优势通道发达,注入水无效循环,油层波及系数低,导致原油采收率太低以及后期油藏水淹、设备腐蚀、污水处理负荷过大等难题。因此油田常采用聚丙烯酰胺交联微球新型深部调剖堵水技术来提高原油采收率。蛭石是一种天然硅酸盐矿物质,具有优异的膨胀性能和吸水性能。在聚丙酰胺纳米微球的合成过程中加入蛭石对增大复合微球的粒径有着明显的效果,以无机物蛭石作为核保证了复合微球的微米级粒径尺寸的同时,壳表层的亲水性聚丙烯酸酯又提高了微球的亲水性。纳米级复合微球由于其粒径较小,很容易进入地层深部实现深部调驱。这些颗粒进入地层后吸水膨胀,体积增大,因而能堵塞地层中的水流优势通道,提高注入水的波及系数。本文以白油为连续相、Span80/OP10/油酸复合乳化体系为复合乳化剂、质量分数为42.86%的丙烯酰胺水溶液为分散相,配制了含47.1%白油、13.7%Span80/OP10/油酸(质量比7.0:3.0:2.0)复合乳化剂和39.2%丙烯酰胺水溶液的反相微乳液。在反相聚合过程中引入无机核蛭石制备了具有核壳结构的蛭石改性聚丙烯酰胺复合微球(复合PAMCMS),并以产物中复合微球的乳液稳定性、单体转化率、凝胶率、粒径、溶胀性能等为指标,考察了油水比、引发剂、单体AM、单体AA、中和度、蛭石、交联剂、搅拌速率和反应时间对聚合反应的影响。研究发现:当引发剂APS-SHS(摩尔比为1:1)、交联剂MBA、AA单体(中和度88.6%)和蛭石的用量分别为单体质量的0.9%、0.25%、23.4%和2.5%时,在温度为40℃、搅拌速率为350 r/min的条件下反应9 h可获得稳定性较好、粒径达748.9nm的复合PAMCMS。该新型微球在70℃下恒温溶胀15天后吸水膨胀倍数可达5.37倍,且耐盐性较好,吸盐膨胀后粒径可达3291.2nm,增大了近4.4倍;浓度为3000mg/L的复合PAMCMS溶液,在转速为1000r/min下搅拌分散15min,可实现快速分散。其良好的水溶分散性及注入性保证了其在到达注水井底储层时可以均匀的进入到地层深部,不会由于存在未分散的大颗粒而造成近井地带的封堵。将蛭石改性聚丙烯酰胺复合乳液与甜菜碱、SAS-60三者结合,可将长庆原油与矿化水的界面张力降至10-4m N/m,协同效应显著。除此之外,复合PAMCMS经膨胀后能对模拟填砂管进行有效封堵,在注入膨胀后的聚合物纳米球后,原油采收率由65%上升至81.8%,得到了明显的提高,达到了预期效果。我们对复合PAMCMS注入工艺进行优化,发现相对较低的注入浓度、较长时间注入聚合物纳米球,可以有效扩大水相波及体积,提高采收率效果显著。
【图文】：

复合乳化剂,扫描电镜图,油酸,复合体系

而且水溶性较好，其粘度范围在88.95~90.03 mPa.s-1，较前两者粘度低。从图2-1可看出，Span80/OP10/油酸(质量比7.0:3.0:2.0) 复合体系制得的复合PAMCMS的粒径大小与Span80/Tween80/油酸(质量比6.5:3.5:3.0) 复合体系与Span80/TX10/油酸(质量比6.5:3.5:3.0) 复合体系制备的PAMCMS的粒径大小相比，前者比后两者较均匀。因此，综

溶胀,光学显微镜,放大倍数,改性聚丙烯酰胺

蛭石改性聚丙烯酰胺核壳乳液的制备及其提高采收率的应用评价10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 600.40.60.81.01.21.41.6合微球吸复率/倍水复合微球吸水率/倍AM单体浓度/%图 2-4AM 单体的量对复合 PAMCMS 吸水膨胀倍数的影响4 The effects of different amount of AM on expansion ratio of composite PAM
【学位授予单位】：陕西科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TQ316.334;TE39

【参考文献】