微冻胶堵剂的制备、性能评价及应用研究

《微冻胶堵剂的制备、性能评价及应用研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、微冻胶堵剂的制备、性能评价及应用研究(申请中国石油大学工学博士学位论文)华东学科专业：研究方向：博士生：指导教师：油气田开发工程提高采收率与采油化学陈凯赵福麟(教授)摘要本文选择73种制备方法——剪切交联方法、乳液聚合方法和沉淀聚合方法制备微冻胶。其中，剪切交联方法是以聚合物(大分子)为原料的制各方法；乳液聚合方法和沉淀聚合方法则是以单体(小分子)为原料的制备方法。本文主要以剪切交联产品为主要研究对象。为确定剪切交联反应时间，利用HAAKERSl50旋转流变仪研究了DF500与CrCl3在稳定剪切流动下的交联反应动力学．得到了其交联反应动力学方程为：1／,。oCY。”

2、．[Cr”】o“．i-coo一】2”．【H+】“68式中，g为初始成冻时

3、’日J，T为剪切速率，fc，+】为铬离子浓度，【--COO‘】为成冻体系中的羧基浓度，【H+]为氢离子浓度。通过改变体系交联反应温度，得到稳定剪切条件下交联反应的表观活化能为60．56kJ，mol一。提出了用管流剪切方式制备微冻胶的方法，并通过理论分析了这种方式的可行性。本试验中选用BT-100B蠕动泵作为剪切设备，使成冻体系在蠕动泵软管中流动，利用蠕动泵的啮合作用和管流的剪切作用制备微冻胶。研究了微冻胶分散体的一些性质，主要包括：粒径、微观形貌、体系粘度、特性粘数和Huggins常数等。用动态

4、光敝射仪测定了剪切交联微冻胶产品的粒径分布。通过改变剪切速率y以及成冻体系中聚合物质量浓度邝、配制水矿化度,oN。C·可以得到平均流体力学直径d与它们之间的指数关系为：d“y—o’“2．P。o71”·pN《l。‘677用原子力显微镜研究了剪切交联微冻胶产品的微观形貌。试验发现，微冻胶在溶液中的形状主要以柱状或条状为主，长短轴的比例在2：1～3：1之间，微冻胶颗粒的这种形貌主要是由制备条件决定的。通过岩心流动试验考察了微冻胶分散体在岩心中的注入能力、封堵能力、以及驱油能力。用多点测压填砂岩心考察了聚合物驱一水驱、微冻胶驱一水驱过程中阻力系数与注入孔隙体积倍数的关系。试验

5、发现，聚合物驱一水驱过程中阻力系数增加不多，恢复水驱后阻力系数降低；而在微冻胶驱一水驱过程中，注入ll倍孔隙体积微冻胶时阻力系数可保持稳定，恢复水驱时阻力系数升高，这个现象为调剖堵水提供了新的思路。关键词：微冻胶；堵剂：调剖：制备：性能评价；流动试验AbstractThemicrogelshadbeenpreparedbythreemethodsincludingcrosslinkinginshearflow,emulsionpolymerizationandprecipitaitonpolymerization．Inthesemethods，crosslinking

6、inshearflowmethodusepolymerasrescourcestopreparemicrogel；emulsionpolymerizationandprecipitaitonpolymerizationusemonomertOpreparemicrogel．Inthispaper,themainstudyobjectisthemicrogelproducedbycrosslinkinginshearflow．KineticsofcrosslinkingreactionbetweenDF500andCrCl3solutionwerestudiedbyHA

7、AKERSI50rheometertOdeterminethecrosslinkingtime．Thekineticequationofcrosslinkingreactionundersteadyflowconditionsobtainedcanbedescribeasfollows：l／～acr”·【cr“r“·[--coo一12”_【H+】4“，where名wascrosslinkingtime'【c，+】waschromiumionconcentration，【一coo-]wasthecarboxylconcentration，【H+】washydrogeni

8、onconcentration，whichapparentactivationenergyofwhichis60．56kJ．mol一‘ThepreparationmethodofmicrogelbyshearofpipeflowwasfirstlysuggestedandthefeasibilityofthismethodWastheoreticallyanalyzed．Intheexperiments，theBT-100peristalticpumpwasusedasshearequipmenttomakethegellingsystemtoflo