聚合物驱后活性高分子提高采收率技术研究

论文摘要

针对聚合物驱后剩余油饱和度低、剩余油分布零散的特点,根据聚合物驱后进一步提高采收率的要求,设计了活性高分子的基本结构。以分子量为指标优化了活性高分子的合成条件,并以优化的实验条件制得的活性高分子样品,其分子量为355万。通过红外光谱、核磁共振等分析测试方法对合成的活性高分子样品进行了表征。室内实验结果表明:活性高分子在水中27分钟基本完全溶解,水溶性好于普通HPAM。活性高分子质量浓度为1500mg/L时的水溶液黏度达26.9mPa.s,增黏效果略逊于HPAM;同HPAM相比较,活性高分子水溶液的黏度受温度、矿化度、剪切的影响更小些。1500mg/L活性高分子水溶液表面张力为46.03 mN/m,界面活性优于普通HPAM。活性高分子的耐温性能优于HPAM,其水溶液在70℃放置98d,黏度降低10.1%,油水界面张力变化不大。通过耗散颗粒动力学模拟、原子力显微镜、冷冻刻蚀透射电子显微镜、扫描电镜等方法研究,表明活性高分子浓度逐渐增加时分别形成球状胶束、管状胶束、以及由管状胶束形成的立体网络结构聚集体。通过显微镜观察表明活性高分子溶液通过将原油从孔喉表面剥离下来,进而通过所形成胶束的毛细管作用、增溶作用将原油分散在活性高分子溶液中。物理模拟驱油实验表明,HPAM驱后活性高分子水溶液的最佳注入量为0.3PV,活性高分子的质量浓度为1500mg/L。室内实验条件下,聚合物驱后注活性高分子水溶液可提高采收率10%以上,高于聚驱后二次聚合物驱的效果。聚驱后,产出液中HPAM的浓度低于注入浓度,部分HPAM在底下滞留,地下残留HPAM的分子量降低、水解度增加。活性高分子水溶液与地下滞留HPAM溶液混合后,黏度有所降低,但幅度不大,说明活性高分子与HPAM存在相互作用。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 引言
• 1.1 研究背景
• 1.2 聚合物驱后提高采收率技术现状
• 1.2.1 聚驱后残余聚合物的利用
• 1.2.2 聚合物驱后调驱技术
• 1.2.3 聚合物驱后化学驱技术
• 1.3 活性高分子研究现状
• 1.4 研究目的与研究意义
• 1.5 研究内容
• 1.6 技术路线
• 1.7 预期创新点
• 1.8 小结
• 2 活性高分子的制备及表征
• 2.1 活性高分子的分子结构设计
• 2.1.1 结构形态
• 2.1.2 相对分子质量控制
• 2.1.3 官能团的选择
• 2.2 活性高分子的制备
• 2.2.1 实验方案
• 2.2.2 实验仪器与药品
• 2.2.3 单体2-丙烯酰胺基辛烷基磺酸的合成
• 2.2.4 活性高分子合成
• 2.3 活性高分子的表征
• 2.4 小结
• 3 活性高分子溶液的性能研究
• 3.1 仪器药品
• 3.2 实验方法
• 3.3 结果与讨论
• 3.3.1 溶解性能
• 3.3.2 增黏性能
• 3.3.3 界面活性
• 3.3.4 热稳定性
• 3.4 小结
• 4 活性高分子的微观形态及洗油机理
• 4.1 活性高分子的微观聚集形态
• 4.1.1 耗散颗粒动力学模拟
• 4.1.2 原子力显微镜观察
• 4.1.3 冷冻蚀刻透射电镜观察
• 4.1.4 扫描电子显微镜
• 4.2 活性高分子洗油机理
• 4.2.1 理论分析
• 4.2.2 计算机模拟研究
• 4.2.3 实验结果
• 4.3 小结
• 5 活性高分子水溶液提高采收率实验研究
• 5.1 实验部分
• 5.1.1 仪器与试剂
• 5.1.2 物理模拟实验
• 5.2 结果与讨论
• 5.2.1 活性高分子水溶液注入参数优化
• 5.2.2 非均质条件下活性高分子提高采收率性能
• 5.3 小结
• 6 活性高分子与地下聚合物相互作用研究
• 6.1 聚合物驱后地下滞留聚合物分析
• 6.1.1 仪器、试剂
• 6.1.2 实验方法
• 6.2 结果与讨论
• 6.2.1 聚驱产出液聚合物测量
• 6.2.2 长岩心模拟储层中聚合物
• 6.2.3 残留聚合物与活性高分子相互作用
• 6.3 小结
• 7 结论
• 致谢
• 参考文献
• 附录
• 魏娟明个人简历
• 在学期间发表论文