采油化学 2.2.2 选择性堵水——水基（上） 选择性堵水——水基（上）.docVIP

知 行 结 合 崇 尚 实 践 授课章节 任务/项目 项目二任务二 授课方式 理论课√ 实践课□ 理实课□ 其 他□ 授课次数 授课内容 选择性堵水——水基（上） 计划课时 教学目标与要求 知识目标：掌握 HPAM及其分子结构、选择性堵水机理 掌握泡沫选择性堵水机理 能力目标：能分析选择性堵水剂堵水机理 能针对具体情况选择合适的堵水剂 素质目标：培养学生爱岗敬业、认真负责的职业素质 教学重点与难点 重点： HPAM及其分子结构、选择性堵水机理、泡沫选择性堵水机理 难点：泡沫选择性堵水机理、提高HPAM堵水效果措施 处理方法：讲授、举例、讨论 教学资源 教材、多媒体教室、课件、图片等 教学过程 主题/任务/活动 教学方法/教具 时间分配 前言 讲授、举例 HPAM及其分子结构、选择性堵水机理 讲授 阳离子聚合物及其堵水机理 讲授 阴阳非三元共聚物及其堵水机理 讲授 泡沫选择性堵水机理 讲授、举例 小结 讲授 作业/ 技能训练 小论文：1、分析HPAM的选择性堵水机理。 2、什么是泡沫？它是如何实现选择性堵水的？ 教学评估 通过课堂表现、作业等评估 教 学 设 计 【前言】 选择性堵水剂，是指那些对油和水或产油层和产水层的封堵有差别的堵水剂。 选择性堵水剂按分散介质的不同分为三类，即水基堵剂、油基堵剂和醇基堵剂，水基堵剂是选择性堵剂中应用最广，品种最多，成本较低的一类堵剂，它包括各类水溶性聚合物、泡沫、乳状液及皂类等。其中最常用的是水溶性聚合物。 【授课内容】 一、部分水解聚丙烯酰胺(HPAM) 1、部分水解聚丙烯酰胺分子结构，如图所示： 分子链上有酰胺基和羧基，对油和水有明显的选择性，它降低油相渗透率最高不超过10%，而降低水相渗透率可超过90%。 用作堵水剂的部分水解聚丙烯酰胺相对分子质量在3.0╳106~ 1.2╳107的范围，水解度为10% ~ 15%，使用浓度为0.2-0.8%。 2、选择性堵水原理 部分水解聚丙烯酰胺可按含水饱和度的大小进入地层, 并按含水饱和度的大小调整地层对水的渗透性。 在油井中，部分水解聚丙烯酰胺的选择性表现在四个方面： = 1 \* GB3 ①由于出水层的含水饱和度较高，所以部分水解聚丙烯酰胺优先进入出水层； = 2 \* GB3 ②在出水层中，部分水解聚丙烯酰胺中的酰胺基和羧基可通过氢键优先吸附在由于出水冲刷而暴露出来的岩石表面，如图所示； 未被吸附的部分可在水中伸展，降低地层对水的渗透率，如图所示； = 3 \* GB3 ③同时，部分水解聚丙烯酰胺可为油提供一层能减少流动阻力的水膜，减小油流阻力。 进入油层的部分水解聚丙烯酰胺，由于砂岩表面为油所覆盖，所以在油层不发生吸附，因此对油层影响甚小。 3、提高HPAM堵水效果措施 = 1 \* GB3 ①将部分水解聚丙烯酰胺溶于盐水注入地层：部分水解聚丙烯酰胺在盐水中以蜷曲的状态存在，在地层所占面积小，在岩石表面的吸附量大，当遇到地层水后，地层水对盐水其稀释作用，部分水解聚丙烯酰胺分子伸展，其堵水作用。 = 2 \* GB3 ②用交联剂水溶液预处理地层,减少岩石表面的负电性，提高部分水解聚丙烯酰胺在岩石表面的吸附量; = 3 \* GB3 ③注入低水解度部分水解聚丙烯酰胺,再注入碱溶液，使部分水解聚丙烯酰胺在地层水解，提高其控水能力。 部分水解聚丙烯腈与部分水解聚丙烯酰胺结构相同，也可用于油井的选择性堵水. 二、部分水解的丙烯酰胺-(3-酰胺基-3-甲基)-丁基三甲基氯化铵共聚物， 1、分子结构 中同时具有阴阳非三种基团，是阴阳非三元共聚物，如图所示。 2、选择性机理 与部分水解聚丙烯酰胺相同，它的阳离子链节可与带负电的砂岩表面产生牢固的化学吸附，阴离子、非离子链节除有一定数量吸附外，主要是伸展到水中增加水的流动阻力，阻止水的流动。在油层由于砂岩表面为油所覆盖，不发生吸附，因此对油层影响甚小。 3、应用 该化学剂常和HPAM复配使用，其效果如图： 通过表中的数据可知，该类聚合物的封堵能力优于部分水解聚丙烯酰胺。 三、阳离子型聚合物 1、分子结构 阳离子型聚合物是指可在水中解离出阳离子链节的聚合物。分子结构如图所示： 2、选择性机理 该类聚合物可优先进入出水层，并优先吸附在被水冲刷而暴露出来的带负电的岩石（例如砂岩和一些碳酸盐岩）表面上，被吸附聚合物中未被吸附的链节可向水中伸展，抑制水的产出，起堵水作用。在油层由于砂岩表面为油所覆盖，不发生吸附。 四、泡沫 选择性机理：泡沫是我们日常生活中常见的分散体系，它也可以用来堵水。在水层时，以水作分散介质的泡沫可优先进入出水