三次采油用耐温耐盐丙烯酰胺共聚物的研究

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1、中国石油大学（华东）博士学位论文三次采油用耐温耐盐丙烯酰胺共聚物的研究姓名：冯志强申请学位级别：博士专业：化学工程与技术指导教师：孔瑛20060401摘要聚合物驱油技术是提高石油采收率的有效手段，能在高温、高矿化度油藏应用的耐温耐盐聚合物驱油剂是当前研究开发的热点。疏水缔合型聚合物以其独特的盐增稠溶液性质引起了人们极大的兴趣，对该类聚合物的研究已成为开发三次采油用耐温耐盐聚合物的一个重要方向．本论文旨在针对高温、高矿化度油藏三次采油的需要，利用疏水单体与丙烯酰胺进行共聚，制备综合性能良好的耐温耐盐聚合物驱油剂。论文首先进行了疏

2、水改性单体的合成与选择。合成出了三种含氟丙烯酸酯(FCA，FS0^和FSNA)和N，N二丁基丙烯酰胺(DBA)。利用所合成的4种疏水改性单体和另外1种市售有机硅改性单体(sc)分别与丙烯酰胺进行共聚，制备出相应的共聚改性聚丙烯酰胺驱油剂。通过对所得5种共聚改性聚丙烯酰胺驱油剂综合性能的比较，确定N,N--?丁基丙烯酰胺(DBA)为最佳的改性单体．之后，论文以N,N．二丁基丙烯酰胺(DBA)作为疏水改性单体，采用胶束聚合方式与丙烯酰胺进行共聚，系统研究了聚合配方和聚合工艺条件对所得聚合物驱油剂性能的影响。通过对引发体系、引发剂量

3、、引发温度，各种助剂量进行优化，使聚合物的分子量有了较大提高，所得聚合物的特性粘度大于22dUg。通过优化疏水单体配比、表面活性剂用量和水解度的控制，使所得聚合物驱油剂的综合性能达到最佳。对DBA一丙烯酰胺共聚物驱油剂的性能评价研究结果表明，该共聚改性聚丙烯酰胺驱油剂耐温、耐盐性能均优于目前应用超高分子量的部分水解聚丙烯酰胺。DBA改性聚丙烯酰胺驱油剂的溶解速度小于2小时、过滤比小于1．5，完全达到聚合物驱油现场应用的要求。在温度为8512、矿化度为40500mg／l的条件下，浓度为1500mg／1的DBA共聚改性聚丙烯酰胺驱

4、油剂溶液的表观粘度达到47mPa，s以上，完全能够满足油田三类油藏开发的需要．模拟驱替物理实验结果表明：DBA-AM共聚物比HPAM有更高的阻力系数和有效祜度；如果提高溶液矿化度，DBA--AM共聚物溶液的残余阻力系数、阻力系数和有效粘度都增大，而对于分子量为2000万HI)AM溶液，除残余阻力系数增加外，阻力系数和有效粘度都降低。模拟孤岛油田高盐油藏的驱油实验结果表明，在1500mg／1的DBA-AM共聚物溶液驱油可比水驱提高采收率15％左右。可见，本论文制各的DBA--AM共聚物是一种性能优良的耐温耐盐聚合物驱油剂，具有良

5、好的工业应用前景。关键词：丙烯酰胺，共聚物，耐温耐盐，三次采油，驱油剂StudyOilTheratal—resistantandSalt—tolerantAeryIaatideCopoIyaterforEnhanced0iIRecoveryAbstractAsaneffectivemethodofoildisplacement,polymerfloodingisadoptedwidelyinEnhancedOilRecovery(EOR)atpresent．Overthepasttwodecades，extensivestud

6、ieshavefocusedOnwater-solublehydrophobicallyassociatingpolymers，owingtotheiruniquesolutionbehaviorofsalt-thickening．Andithasbecomeoneofthemostimportantresearchdirectionsinthedevelopmentofthermal··resistantandsalt--tolerantpolymersusedinEOR．TomeettheEORrequirementofo

7、ilreservoirsofhightemperatureandhighsalinity,thisdissertationfocusesonthedevelopmentofthermal—resistantandsalt-tolerantoildisplacementagent．whichisthehydrophobicallymodifiedwater-solublepolymersynthesizedbycopolymerizingacrylamidewithhydrophobicmonomers．Inthisdisser

8、tation,thesynthesisandchoiceofhydropbobicallymodifyingmonomerswerecarriedoutatfirst．Fourhydrophobicallymodifyingmonomersincluding3kindsofF