新型地层内聚合堵水剂的室内研究.pdfVIP

石油天然气学报 (江汉石油学院学报)2014年2月第36卷 第2期 JournalofOilandGasTechnology(J．JPI)Feb．2014Vo1．36No．2 新型地层 内聚合堵水剂的室内研究 刘祥 ，王永鹤 ，王家祥 (西安石油大学化学化工学院，陕西西安710065) [摘要]在油田开采过程中，为了封堵高渗透、大孔道、裂缝性地层，提高水驱油采收率，最常用的方法 就是采用化学堵水 。研 究了由丙烯酰胺 、2丙烯酰胺基一2一甲基丙磺酸 、丙烯酸 、交联剂、过硫酸铵、聚 丙烯酰胺等组成 的地下共聚交联成胶堵水体系。讨论 了影响聚合反应 的因素，对合成聚合物凝胶性能进 行 了评价。聚合体系凝胶强度较大，且有一定的吸水膨胀性和 良好 的抗盐性，封堵效果好 ，显示 出较好 的堵水效果。 [关键词]堵水利；聚合凝胶 ；丙烯酰胺 ；化学堵水 [中图分类号]TE358．3 [文献标志码]A [文章编号]1000—9752 (2014)02—0153—04 在油气 田开发过程中，油气井出水是普遍存在 的问题。而我 国大部分油 田都进入了水驱中后期阶 段 ，出现了很多高渗透、大孔道裂缝，水驱效果变差 ，油井含水急剧上升。因此 ，封堵这类高渗透 、大 孑L道、裂缝性地层变得尤为重要。而由丙烯酰胺与甲又基双丙烯酰胺在引发剂作用下借助地层 内的温 度 、压力条件 ，在地层内交联聚合 ，形成具有高强度 、高黏弹性的体膨性凝胶 ，被很好地应用于油田堵 水_1J。然而 ，该堵水剂初始黏度接近于水 ，在到达封堵 目的部位之前极易被地层水所稀释，同时地层水 中某些氧化还原物质可导致聚合引发失败 ，对于高渗透 、大孑L道 、裂缝性地层封堵效果较差 2『]。 笔者以丙烯酰胺 (AM)、2一丙烯酰胺基一2一甲基丙磺酸 (AMPS)、丙烯酸 (AA)为反应单体 ，以 过硫酸铵 (APS)为引发剂，研究了该混合体系在聚丙烯酰胺溶液 中的聚合交联反应 。其 目的是研制出 一 种不易被地层水稀释，具有一定抗盐性 、吸水膨胀性和黏弹性的地层内聚合堵水剂。 1 试验部分 1．1 药品和仪器 ． 1)主要药品 聚丙烯酰胺 甲基丙磺酸 (HPAM) (相对分子质量 1200×10，水解度 26O)；丙烯 酰胺 (AM)，交联剂 (JL)，2-丙烯酰胺基一2一甲基丙磺酸 (AMPs)，丙烯酸 (AA)，为工业 品；氢氧化 钠 (NaOH)、过硫酸铵 (APS)，为分析纯试剂 。 2)主要仪器 凝胶强度测定仪 (泉州万达试验仪器设备厂)；乌 氏黏度计 ；岩心流动评价试验装置 (海安石油科研仪器有限公司)。 1．2 堵水体系配制及聚合方法 先用清水配制一定质量浓度的聚丙烯酰胺溶液 ，再依次加入 AA、AMPS、AM、JL，用 NaOH稀 溶液将 pH值调到 7，得到堵水体系溶液 。然后在溶液 中加入 APS引发剂，搅拌均匀后 ，倒入密封袋 中，置于恒温水浴中使之聚合。记录放入时间，定期观察其流动状态 ，直到体系溶液不流动时即为成胶 时间。 1．3 模拟堵水试验方法 试验采用的岩心流动试验评价装置如图 1所示。通过填砂管 (长 18cm、直径 2．5cm)封堵试验，以突 破压力梯度大小衡量封堵效果 。试验步骤如下 ：先将填砂管填满石英砂并用地层水饱和，测孔隙体积、水 [收稿 日期]2013—10—28 [基金项 目]陕西省自然科学基金项 目 (2O13JQ2O15)。 [作者简介]刘祥 (1963～)，男，1986年大学毕业，博士，教授，现从事高分子化学与物理、油田化学品的教学与研究工作。 石油天然气工程 2014年 2月 相渗透率；然后向填砂管 中注入堵水剂溶液，密封后将填砂 管在 65~C候凝 10h；最后用水驱替，测其封堵后的渗透率和 突破压力。计算堵水剂封堵率和突破压力梯度 。 2 试验结果与讨论 2．1 外界条件对堵水体系聚合反应的影响 试验基本配方为 6 AM+1 AMPS+3 AA+0．15 l一恒速恒压泵；2一控制阀：3一水；4一堵水剂；5一六通 阀 6一压力表 ；7一填砂管：8一接收器 ：9-分析天平 JL+0．15 APS+0．1 HP