耐温耐盐型堵水树脂的工艺优化及中试

发布时间：2017-08-22 17:01

  本文关键词：耐温耐盐型堵水树脂的工艺优化及中试

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【摘要】：随着油田开采进入高含水期,由于地层的非均质性采收率大幅下降,油井堵水、注水井调剖已成为提高采收率的重要措施。特别是对于采油条件比较苛刻的部分油田和区块,合成了一种耐高温高矿化度的聚合物树脂堵剂。该堵剂遇水会膨胀,在高温、高矿化度水中膨胀率也较高,能够提高注入水的波及系数,改善地层的吸水剖面,从而达到提高采收率的目的。该堵剂可以对整个区块进行有效的调堵,具有灵活性大、经济性好的特点。本文以2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)、对苯乙烯磺酸钠(SSS)和聚乙二醇(PEG-8000)、钠基膨润土为主要原料,二乙烯基苯为交联剂,对小试实验进行了工艺优化并进行了放大及中试实验,在单体质量浓度为30%,AMPS与SSS的质量比为7：3,聚乙二醇用量为10%,添加剂钠基膨润土用量为10%,交联剂用量为0.8%,引发剂用量为0.6%,反应pH值范围6-7,反应温度65℃的条件下制备得到的树脂性能良好,可以满足实际使用。通过红外、扫描电镜、热重等仪器对树脂的分子结构,表面形貌以及耐热稳定性进行了表征。树脂表面呈现多孔网状结构；红外测定聚合物分子中双键的消失,证明了聚合反应的发生,树脂的耐温耐盐稳定性能良好,热重曲线表明树脂耐温性能较好。岩芯流动实验证明：树脂具有较好的热稳定性、注入性,降低高渗透地层的渗透率程度高,较好地改善了地层的吸水剖面,提高了注入水的波及系数。岩芯实验测定封堵率为95%以上,突破压力大于2MPa。通过乙醇和甘油的复配来作为携带介质,在满足使用的条件下降低了使用成本。在实验室小试研究的基础上,我们对耐温耐盐型堵水树脂进行了放大试验及中试实验研究,结果显示吸水树脂的合成工艺合理,中试实验表明,该工艺生产的产品性能稳定,为工业化生产提供了参考。
【关键词】：吸水树脂 耐温 耐盐 岩芯流动 封堵能力 中试
【学位授予单位】：天津科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TE358.3;TQ320.73
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 1 前言9-24
• 1.1 调剖堵水技术的发展状况9-13
• 1.1.1 调堵技术简介9-10
• 1.1.2 国内、外油田发展状况10-12
• 1.1.3 调堵剂的发展趋势12-13
• 1.2 调剖堵水的目的意义13-16
• 1.2.1 油井出水情况分类14-15
• 1.2.2 油井出水的危害15-16
• 1.2.3 调剖堵水的意义16
• 1.3 油田堵水的作用机理16-21
• 1.3.1 冻胶型作用机理16-17
• 1.3.2 胶体分散型作用机理17-19
• 1.3.3 深度堵剂的作用机理19-20
• 1.3.4 颗粒体膨型堵剂的机理20
• 1.3.5 沉淀型堵剂的作用机理20
• 1.3.6 稠油选择性堵剂的作用机理20-21
• 1.4 聚合物的制备方法21-22
• 1.4.1 溶液聚合21
• 1.4.2 本体聚合21
• 1.4.3 反相乳液聚合21-22
• 1.4.4 反相悬浮聚合22
• 1.5 课题研究意义及主要内容22-24
• 1.5.1 课题的研究意义22-23
• 1.5.2 课题的研究内容23-24
• 2 AMPS-SSS-PEG-膨润土堵水树脂的合成24-38
• 2.1 实验部分24-25
• 2.1.1 实验药品24
• 2.1.2 实验仪器及设备24-25
• 2.2 堵剂的合成及处理25
• 2.3 自由基聚合机理25
• 2.4 堵剂的性能测定25-30
• 2.4.1 吸水率测定25-26
• 2.4.2 耐盐性能测定26-27
• 2.4.3 耐温性能测定27-28
• 2.4.4 树脂强度测定28
• 2.4.5 复膨性能测定28-29
• 2.4.6 携带性能测定29-30
• 2.5 影响树脂性能的主要因素30-37
• 2.5.1 单体配比对树脂性能的影响30-31
• 2.5.2 单体浓度对树脂性能的影响31-32
• 2.5.3 PEG用量对树脂性能的影响32-33
• 2.5.4 膨润土用量对树脂性能的影响33-34
• 2.5.5 体系pH对树脂性能的影响34-35
• 2.5.6 交联剂用量对树脂性能的影响35-36
• 2.5.7 引发剂用量对树脂性能的影响36-37
• 2.6 本章小结37-38
• 3 耐高温高矿化度树脂的表征及岩芯实验38-50
• 3.1 树脂的表征38-42
• 3.1.1 红外光谱分析38-40
• 3.1.2 树脂的热重分析40-41
• 3.1.3 SEM扫描电镜分析41-42
• 3.2 树脂岩芯流动实验42-49
• 3.2.1 岩芯的准备42
• 3.2.2 实验仪器42-44
• 3.2.3 实验过程测定44
• 3.2.4 实验内容及方法44-49
• 3.3 本章小结49-50
• 4 产品的放大及中试实验50-61
• 4.1 实验部分50-51
• 4.1.1 实验所用原料50
• 4.1.2 实验仪器50-51
• 4.2 放大实验51-53
• 4.2.1 放大实验装置51
• 4.2.2 放大生产工艺51-52
• 4.2.3 放大实验结果及工艺参数的确定52-53
• 4.3 中试实验53-60
• 4.3.1 中试主要参数设计53
• 4.3.2 工艺流程53-58
• 4.3.4 中试实验结果58-59
• 4.3.5 中试生产中存在的问题59-60
• 4.4 本章小结60-61
• 5 结论61-62
• 6 展望62-63
• 7 参考文献63-68
• 8 攻读硕士学位期间发表论文情况68-69
• 9 致谢69

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本文编号：720292