聚合物驱和复合文献综述.doc

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1、文献综述1前言1.1国内外研究现状聚合物驱和复合驱作为一项重要的三次采油方法近年来引起了国内外石油工程技术人员的广泛重视。尽管文献中可以找到许多种聚合物，但事实上在石油行业的聚合物注入中用于流度控制的主要有二种：合成聚合物族(部分水解聚丙烯酰胺)和生物聚合物(黄原胶)。然而，这二种聚合物具有许多限制性。黄原胶易受细菌降解作用的影响而且很贵，聚丙烯酰胺容易发生热降解且它们的羧基易被阳离子屏蔽，导致其粘度降低，限制了它在高温高矿化度井中应用。因而，探索适合这些油田特点的新型驱油剂成为提高采收率研究工作者的

2、热门课题。目前国内外新型水溶性聚合物的研制方向有：1、两性聚合物；2、耐温耐盐单体共聚物；3、疏水缔合聚合物；4、复合型复合物；5、梳形聚合物；6、共混聚合物。这些类型的聚合物各具特点。例如：梳形聚合物具有较高的耐温耐盐能力，可用于高矿化度油藏的化学驱和调剖堵水，在用污水配制的相同条件下，增粘能力比超高分子量聚丙烯酰胺提高40%以上；疏水缔合聚合物则在分子链上带有少量疏水基团,当溶液中聚合物浓度达到一定值（临界缔合浓度）之后,聚合物链上的疏水基团趋向于发生分子间的缔合，在溶液中形成空间网络结构，从而提

3、高溶液粘度。1.2存在的问题虽然以上新型聚合物的增粘效果、抗剪切性以及耐盐耐温性得到了提高，但是在实际油田应用中有时并不能达到很好的驱油效率。针对此次毕业设计将涉及的疏水缔合型聚合物以及梳形聚合物，研究它们的渗流特性以及其与驱油效率的关系，查找并阅读文献。2不同聚合物类型的表观粘度2.1疏水缔合聚合物疏水缔合水溶性聚合物(HAPAM)是指在亲水聚合物的链段上引入少量疏水基团(<2%，摩尔分数)的水溶性聚合物。在水溶液中，因疏水基团与水的极度不相容性，疏水基团间发生聚集或缔合，使大分子线团在水溶液中形成

4、可逆的物理网状结构。这种溶液结构使其水溶液对温度、盐及剪切力的影响显示出独特的流变性。根据疏水基团位置的不同，疏水缔合型水溶性聚合物的结构可以分为两种类型。一种是疏水基团位于水溶性聚合物链末端的嵌段型或遥爪型聚合物。另一种是疏水基团以侧基的形式无规悬挂在亲水主链上的梳型或接枝型聚合物。不同构造的疏水改性水溶性聚合物在水中呈现不同的缔合结构和性能。嵌段型或遥爪型聚合物易于形成分子间缔合，形成聚合物胶束，聚合物囊泡或物理交联网络。这种聚集体结构常受热力学控制，缔合体的结构具有较好的重现性、规整性和可控性，

5、一般要求嵌段部分具有较窄的分子量分布。为保证聚合物具有良好的水溶性或水分散性，这类聚合物的分子量一般较低，被用于聚合物表面活性剂、分散剂和增溶剂等，近年来更是生物医用材料、药物控释及物理水凝胶方面的研究热点。梳型或接枝型疏水缔合水溶性聚合物，因疏水侧基的无规分布，导致其疏水缔合既可发生在分子内，也可发生在分子间。聚合物浓度低时，疏水缔合以分子内为主，而在聚合浓度高时，分子间缔合概率增大，分子间缔合形成的多分子链聚集体增大了聚合物链的分子力学体积，或形成暂时性物理交联网络，使水溶液的粘度大增。随着疏水缔

6、合型水溶性聚合物分子量的增高，其交盖浓度降低，可在较低浓度下产生强大的增稠作用。因此，高分子量梳型或接枝型疏水改性水溶性聚合物被广泛用作增稠剂。疏水缔合水溶性聚合物的疏水缔合程度和增稠效果强烈的依赖于分子量、疏水侧基结构、疏水侧基含量和疏水基团的序列分布。图1表观粘度与浓度的关系(PAM：普通聚合物，P142：疏水缔合型)由图1中可以看出疏水缔合型聚合物的粘度是普通聚合物的许多倍，研究中还发现有些疏水缔合型聚合物的粘度是普通聚合物粘度几百倍，甚至几千倍。有研究表明，疏水改性聚丙烯酰胺的增粘机理可描述为

7、：疏水改性聚丙烯酰胺是因为其疏水效应，在极稀溶液中通过疏水缔合形成超分子聚集体，比如形成二聚体、三聚体、多聚体等；超分子聚集体的形成增加了聚合物的表观分子量，使得聚合物溶液的表观粘度增加；溶液浓度继续增加，使得聚集体数量增多且结构加强，最后导致溶液空间网络结构的出现，溶液的粘度也因此快速增加。2.2梳形聚合物及共混型聚合物针对梳形聚合物、疏水缔合型聚合物、共混型聚合物与普通聚合物在增粘作用方面的差别，查找文献如下：图2不同聚合物溶液的粘浓关系(56℃)1—KYPAM-2；2—DH-XN；3—GH-YH

8、S；4—MO-4000在以上聚合物中，梳形聚合物KYPAM-2的特征是分子主链上带有短侧链，短铡链含极性基团。侧链的体积排斥和电性排斥作用使聚合物的主链不易卷缩，舒展程度好，从而改善聚合物的增粘能力和耐盐耐温能力。在测定的浓度范围内，梳形聚合物KYPAM-2的增粘能力比普通聚合物MO-4000(下同)提高了约1.6～1.8倍。疏水缔合型聚合物DH-XN溶液在浓度达到一定值之后，聚合物链上的疏水基团趋向于缔合，在溶液中形成空间网络结构，从而较大幅度的提高溶