多元共聚物感温凝胶调剖剂的制备与性能研究
发布时间：2021-11-01 07:28
随着油藏的长期水驱开发,油藏特征及环境不断变化,使得其开发矛盾更为复杂。尤其对于地层深处的高温油藏,现有的调剖剂很难达到现场施工要求。因此为了达到油田压裂开发的高可靠和高稳定性以及调剖剂高性能方面的要求,急需研制与高温油藏条件相匹配的感温膨胀功能凝胶调剖剂,实现其在油藏开发作业中的“调剖智能可控”。本文以丙烯酰胺（acrylic amide）,丙烯酸（acrylic acid）系共聚物为基础功能凝胶材料,辅以特定的具有感温功能的聚合物材料,采用逐层组装技术、微流体技术、离子凝胶化方法以及反相微乳液聚合法制备出一系列具有感温功能的、凝胶堵水智能可控的复合凝胶调剖剂。且调剖剂的吸水速率、吸水倍率、热稳定性、耐盐性以及耐老化性能等都可以通过改变感温聚合物材料的用量和种类实现调控。并研究了在模拟油藏地层环境条件下凝胶调剖剂的吸水倍率随时间、温度以及矿化度变化的规律。主要研究内容和研究结果如下:（1）将我们实验室改进的微流体技术和乳液聚合方法结合起来,借助油包水（W/O）乳液技术,以液滴为“微反应容器”并通过自由基聚合使液滴固化,制备了P（AA-AM）凝胶颗粒。然后利用逐层组装技术和海藻酸钠（s...
【文章来源】：兰州理工大学甘肃省
【文章页数】：65 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
P(AA-AM)@SA凝胶颗粒的制备流程图
硕士学位论文112.2.3测试与性能表征(1)红外表征采用FT-Raman型傅里叶变换红外光谱仪，通过溴化钾压片法对制备的P(AA-AM)以及P(AA-AM)@SA复合凝胶颗粒进行红外吸收光谱测试。(2)扫描电子显微镜(SEM)表征采用JSM-5600F型SEM观察产物的形貌。并取凝胶颗粒的部分截面进行喷金测试。(3)热重(TGA)测试分别准确称取5~10mg干燥的P(AA-AM)凝胶颗粒和P(AA-AM)@SA凝胶颗粒，采用STA-449C型热重分析仪对其进行测试。其中升温范围为25~800℃，升温速率为10℃/min。(4)吸水倍率的测试以包覆不同浓度海藻酸钙薄膜的凝胶颗粒为测试单元，用游标卡尺测其初始直径记为D0，然后将其放入不同温度的(20℃，30℃，40℃，50℃，60℃)蒸馏水中测其吸水率。即将放置在不同温度蒸馏水中的凝胶颗粒，每隔规定的时间将其取出测其直径并记为D，直至其达到溶胀平衡。然后根据公式(2.1)计算凝胶颗粒的吸水倍率。0W100%DD(2.1)2.3结果与分析2.3.1凝胶颗粒的FTIR表征图2.2凝胶颗粒调剖剂的红外谱图图2.2为制备的凝胶颗粒的红外谱图。从图中可以看出，P(AA-AM)凝胶颗粒在3428cm-1处对应酰胺键中游离-NH2的特征吸收峰，2924cm-1处对应亚甲基上C-H键的特征吸收峰，1666cm-1处对应C=O的特征吸收峰，1409cm-1处对应羧基中-OH的特征峰。而在P(AA-AM)@SA谱图中，由于海藻酸钠分子与钙离子的交联形成了-C-O-Ca-O-C-O基团结构，所以在1104cm-1处C-O键的伸缩振动吸收峰明显增强。而在1660cm-1和1450cm-1处的伸缩振动吸收峰分别对应海藻
多元共聚物感温凝胶调剖剂的制备与性能研究12酸钙分子中羧基的对称伸缩振动和不对称伸缩振动。2.3.2凝胶颗粒的形貌表征图2.3凝胶颗粒调剖剂的形貌图图2.3(a)为制备的P(AA-AM)凝胶颗粒的形貌图，2.3(b)是P(AA-AM)凝胶颗粒横截面的形貌图。从图2.3(a)中可以看出，制备的凝胶颗粒为规则球形，表面光滑，粒径均匀，粒径分布在2~2.3mm之间。从图2.3(b)中看出，凝胶颗粒调剖剂的截面形貌粗糙、多孔、致密，这种形态为其提供了更多的吸水和保水空间以及一定的强度。2.3.3不同的因素对凝胶调剖剂吸水倍率的影响2.3.3.1不同温度下SA用量对吸水倍率的影响图2.4不同温度下P(AA-AM)@SA中SA用量与吸水倍率的关系曲线图图2.4为模拟油藏地层环境不同温度下P(AA-AM)@SA凝胶颗粒中SA用量
本文编号：3469765
【文章来源】：兰州理工大学甘肃省
【文章页数】：65 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
P(AA-AM)@SA凝胶颗粒的制备流程图
硕士学位论文112.2.3测试与性能表征(1)红外表征采用FT-Raman型傅里叶变换红外光谱仪，通过溴化钾压片法对制备的P(AA-AM)以及P(AA-AM)@SA复合凝胶颗粒进行红外吸收光谱测试。(2)扫描电子显微镜(SEM)表征采用JSM-5600F型SEM观察产物的形貌。并取凝胶颗粒的部分截面进行喷金测试。(3)热重(TGA)测试分别准确称取5~10mg干燥的P(AA-AM)凝胶颗粒和P(AA-AM)@SA凝胶颗粒，采用STA-449C型热重分析仪对其进行测试。其中升温范围为25~800℃，升温速率为10℃/min。(4)吸水倍率的测试以包覆不同浓度海藻酸钙薄膜的凝胶颗粒为测试单元，用游标卡尺测其初始直径记为D0，然后将其放入不同温度的(20℃，30℃，40℃，50℃，60℃)蒸馏水中测其吸水率。即将放置在不同温度蒸馏水中的凝胶颗粒，每隔规定的时间将其取出测其直径并记为D，直至其达到溶胀平衡。然后根据公式(2.1)计算凝胶颗粒的吸水倍率。0W100%DD(2.1)2.3结果与分析2.3.1凝胶颗粒的FTIR表征图2.2凝胶颗粒调剖剂的红外谱图图2.2为制备的凝胶颗粒的红外谱图。从图中可以看出，P(AA-AM)凝胶颗粒在3428cm-1处对应酰胺键中游离-NH2的特征吸收峰，2924cm-1处对应亚甲基上C-H键的特征吸收峰，1666cm-1处对应C=O的特征吸收峰，1409cm-1处对应羧基中-OH的特征峰。而在P(AA-AM)@SA谱图中，由于海藻酸钠分子与钙离子的交联形成了-C-O-Ca-O-C-O基团结构，所以在1104cm-1处C-O键的伸缩振动吸收峰明显增强。而在1660cm-1和1450cm-1处的伸缩振动吸收峰分别对应海藻
多元共聚物感温凝胶调剖剂的制备与性能研究12酸钙分子中羧基的对称伸缩振动和不对称伸缩振动。2.3.2凝胶颗粒的形貌表征图2.3凝胶颗粒调剖剂的形貌图图2.3(a)为制备的P(AA-AM)凝胶颗粒的形貌图，2.3(b)是P(AA-AM)凝胶颗粒横截面的形貌图。从图2.3(a)中可以看出，制备的凝胶颗粒为规则球形，表面光滑，粒径均匀，粒径分布在2~2.3mm之间。从图2.3(b)中看出，凝胶颗粒调剖剂的截面形貌粗糙、多孔、致密，这种形态为其提供了更多的吸水和保水空间以及一定的强度。2.3.3不同的因素对凝胶调剖剂吸水倍率的影响2.3.3.1不同温度下SA用量对吸水倍率的影响图2.4不同温度下P(AA-AM)@SA中SA用量与吸水倍率的关系曲线图图2.4为模拟油藏地层环境不同温度下P(AA-AM)@SA凝胶颗粒中SA用量
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