柠檬酸铝的合成与HPAM_柠檬酸铝弱凝胶体系的配制.docxVIP

油田化学柠檬酸铝的合成与 HPAM / 柠檬酸铝弱凝胶体系的配制陈刚 , 汤颖 , 张洁 , 徐家业(西安石油大学化学化工学院 )陈 刚等 . 柠檬酸铝的合成与 H PAM /柠檬酸铝弱凝胶体系的配制 . 钻采工艺 , 2010 , 33 ( 5) : 89 - 92摘 要 : 考察了温度 、反应时间 、pH 值及柠檬酸与氯化铝的比例对合成柠檬酸铝作为交联剂的 H PAM /柠檬 酸铝弱凝胶体系黏度的影响 ,结果显示最优的合成条件是 : 反应温度为 80 ℃,反应时间为 3h, pH 约为 7. 0 ,柠檬酸 与铝的物质的量比为 1 ζ 2. 0。采用油田污水制备了柠檬酸铝交联的 H PAM /柠檬酸铝弱凝胶体系 ,考察了不同的 配制方法对凝胶强度和稳定性的影响 ,发现采用自来水配制 H PAM /柠檬酸铝预先交联体系 ,而后用污水稀释的方 法可以配制出与自来水直接配制效果相当的凝胶体系 。关键词 : 柠檬酸铝 ; 合成 ; H PAM /柠檬酸铝弱凝胶体系 ; 黏度 ; 油田污水中图分类号 : TE 39文献标识码 : ADO I: 10. 3969 / j. issn. 1006 - 768X. 2010. 05. 026用受到限制 [ 7 ] 。本研究 以六 水合 氯 化铝 与柠 檬 酸为原料 ,在不同温度 、反应时间 、pH 值及不同的柠檬 酸与氯化铝比例下合成一系列柠檬酸铝 ,采用自来水 /油田污水制备了柠檬酸铝交联的 H PAM 弱凝胶 体系 ,考察了不同的配制方法对凝胶强度和稳定性的影响 。弱凝胶调驱技术是针对非均质性严重 、有裂缝和大孔道或层内渗透率相差较大的油层 ,在凝胶的 深部调剖的基础上提出来的一项新技术 [ 1 ] ,具有聚 合物弱凝胶堵水和油藏内部流体 流度 调 节两 种功 能 [ 2 ] 。弱凝胶的调剖作用 体 现在 弱凝 胶 的大 分子 可以改善油藏平面和纵向上的非均质性 ,达到调整 吸水剖面和油藏渗透率级差 ,改变后续流体的流向 , 扩大波及体积 。而弱凝胶的驱油机理在于通过增加 水相黏度 ,改善水驱油流度比 ,通过波及效率 ,最终 达到增加水驱采收率的目的 [ 3 , 4 ] 。弱凝胶使用的聚合物有两大类 ,天然聚合物和 人工合成聚合物 ,其中使用最为广泛的是聚丙烯酰 胺 ( PAM )和部分水解聚丙烯酰胺 ( H PAM ) 。高价金 属离子交联形成的 H PAM 凝胶已在调剖 、堵水 、压 裂等采油工艺中得到广泛的应用 ,目前 H PAM 凝胶 中使用的有机金属离子交联剂有 C r ( Ⅲ) , Ti ( Ⅳ) , A l ( Ⅲ)和 Zr ( Ⅳ)等 [ 4 ] 。铝离子与聚合物经适当调 节可形成分子内交联的弱凝胶体系 ,形成的凝胶强 度适中 ,易控制 ;柠檬酸的强络合作用可以破坏铝水 解所产生的羟桥结构 ,抑制交联反应速度 ,并且原材 料相对便宜 ,因此柠檬酸铝是在低温 、酸性或中性油 藏的条件下弱凝胶中常用的一种交联剂 [ 5～7 ] ,但在 使用时由于铝离子对水质的要求较高 ,导致了其应一 、实验部分1. 试剂与仪器部分水解聚丙烯酰胺 (分子量 6. 5 ×106 , 阳离 子度 6. 2 % , 水 解 度 15 % , 工 业 品 ) , 柠 檬 酸 (工 业 品 ) ,六水合氯化铝 (工业品 ) , 28 %氨水 (分析纯 ) , 南阳油田污水 (矿化度大于 6 000 m g /L ) 。数显控温电 热套 、电 热 恒温 水 浴 锅 、电 力 搅 拌 器 、电子天平 、数显黏度计 。2. 柠檬酸铝的合成文献 [ 8 ]描述的方法 ,首先用自来水配制 50 %的 柠檬酸溶液 ,搅拌下逐滴加入用自来水配制的 25 % 的氯化铝水溶液 , 升 温到 一定 温 度 , 反应 一定 时 间 后 ,停止加 热 , 温度 降 到 50 ℃时 , 用 28 % 的氨 水 调 pH ,开始时出现大量白色沉淀 ,然后沉淀溶解 ,成无 色透明溶液 ,至 pH 约 7. 0 ,得产物柠檬酸铝 ,待溶液 冷却后 ,记录体积 ,计算柠檬酸铝的含量 ,封存待用 。收稿日期 : 2010 - 06 - 24基金项目 : 国家自然科学基金项目 (No. )和西安石油大学博士科研启动项目 ( Z08009 )资助 。作者简介 : 陈刚 ( 1977 - ) ,博士 ,讲师 ,现从事有机合成和天然资源开发的研究工作 。地址 : ( 710065 ) 西安市电子二路 18 号西安石油大 学化学化工学院 ,电话 : 029 -,, E - m a il: gangchen@ xsyu. edu. cn2010年