低度交聯(lián)深部調(diào)剖體系成膠影響因素分析

摘 要：通過室內(nèi)試驗(yàn)評價各種因素對低度交聯(lián)深部調(diào)剖體系的成膠時間與成膠強(qiáng)度的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：隨著聚合物、交聯(lián)劑質(zhì)量濃度和溫度的增加，調(diào)剖體系成膠時間縮短，成膠強(qiáng)度增大；同時隨著礦化度的增大，體系成膠時間先縮短后增加，成膠強(qiáng)度先增強(qiáng)后變?nèi)酰嬖谝粋€礦化度（co=40000mg/L），使得凝膠的強(qiáng)度最高。

關(guān)鍵詞：低度交聯(lián)深部調(diào)剖體系；成膠時間；成膠強(qiáng)度；影響因素

引言

交聯(lián)聚合物調(diào)剖是國內(nèi)外廣泛使用的調(diào)整注入劑注入剖面的方法[1-2]。常規(guī)的調(diào)剖方法僅能封堵近井地帶，封堵半徑小。存在繞流問題。調(diào)剖有效期短[3]。應(yīng)用延緩交聯(lián)調(diào)剖[4]技術(shù)，可大大減少輸送過程中的黏度損耗，有利于大劑量的處理地層，有效的提高封堵效果。傳統(tǒng)有機(jī)延緩交聯(lián)體系易受到溫度、稀釋、吸附等地下不利因素的影響[5]。本文對一種試用海上油田的AMPS為主劑的低度交聯(lián)深部調(diào)剖體系性能進(jìn)行研究，探討各種因素對此調(diào)剖體系成膠時間及成膠強(qiáng)度的影響。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 主要試劑及儀器

AMPS（相對分子質(zhì)量為1.7-2.0×108，水解度約為35%），成都科龍有限公司；交聯(lián)劑A，實(shí)驗(yàn)室自制；NDJ-8S型數(shù)字顯示黏度計，上海精密科學(xué)儀器有限公司；凝膠強(qiáng)度測定儀，泉州萬達(dá)實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備；HH-2電熱恒溫水浴鍋，北京科偉永興儀器有限公司。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 調(diào)剖劑配制

在室溫下配制AMPS溶液，并依次將交聯(lián)劑按配方設(shè)計加入50ml試劑瓶中，攪拌形成調(diào)剖體系。

1.2.2 成膠時間和成膠強(qiáng)度測定方法

參照文獻(xiàn)[6]的方法，使用美國專家Sydansk提出的強(qiáng)度代碼GSC法測定成膠時間。通過觀測調(diào)剖體系狀態(tài)確定成膠時間，一般指凝膠由強(qiáng)度A變成強(qiáng)度C所經(jīng)歷的時間稱為成膠時間。凝膠強(qiáng)度采用凝膠強(qiáng)度測定儀測定。

2 結(jié)果分析

2.1 聚合物濃度的影響

在65℃條件下，用K油田污水配質(zhì)配制不同質(zhì)量濃度的聚合物溶液，加入0.6%的交聯(lián)劑，體系成膠時間可控制在2-4天之內(nèi)；同時隨著主劑濃度的增大，成膠時間減小，成膠強(qiáng)度增大；在主劑濃度小于0.3%時，隨著主劑濃度的增加，成膠時間急劇減小，在主劑濃度大于0.3%時，成膠時間隨著主劑濃度的增加趨于平穩(wěn)。

2.2 交聯(lián)劑濃度的影響

在65℃條件下，用K平臺污水配制質(zhì)量濃度為0.4%的聚合物AMPS溶液，加入不同質(zhì)量濃度的交聯(lián)劑A時，隨著交聯(lián)劑A質(zhì)量濃度的增加，成膠時間縮短，成膠強(qiáng)度變大。原因是隨著交聯(lián)劑A增多，隨之形成的可供凝膠體系網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)需要的結(jié)點(diǎn)增多，因此形成穩(wěn)固網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的速度加快，成膠時間縮短，成膠強(qiáng)度變大。

2.3 pH的影響

在65℃條件下，用K平臺污水配制聚合物濃度為0.3%、0.5%，交聯(lián)劑濃度為0.3%的調(diào)剖體系，并用HCl、NaOH調(diào)節(jié)pH值。其成膠時間和成膠強(qiáng)度如圖1所示。由圖1可知，隨著pH值的增加，調(diào)剖體系的成膠時間逐步縮短；成膠時間在pH=7和pH=9附近有存在突變。

2.4 礦化度的影響

在65℃下，用蒸餾水及NaCl分別調(diào)節(jié)配水的礦化度30000～55000mg/L，聚合物質(zhì)量濃度均為0.4%、交聯(lián)劑濃度為0.3%時，隨著礦化度的增加，凝膠成膠時間先迅速減小后緩慢增加，成膠強(qiáng)度先增加后呈減小的趨勢。存在一個礦化度（co=40000mg/L），使得凝膠的強(qiáng)度最高。

2.5 溫度的影響

用K平臺污水配制聚合物濃度為0.5%，交聯(lián)劑濃度為0.3%的調(diào)剖體系，放在不同溫度恒溫箱中。隨著溫度的升高，成膠時間迅速縮短，成膠強(qiáng)度增大。這是由于溫度升高分子熱運(yùn)動加快，碰撞機(jī)會增加，反應(yīng)速度提高，能迅速形成穩(wěn)固的凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。

3 結(jié)束語

本文對低度交聯(lián)深部調(diào)剖體系成膠影響因素進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究，結(jié)論如下：

3.1 隨著溫度、聚合物AMPS濃度、交聯(lián)劑濃度及溫度的增加，調(diào)剖體系的成膠時間縮短，成膠強(qiáng)度增大。

3.2 存在使成膠強(qiáng)度最大的礦化度co，當(dāng)?shù)V化度小于co時，隨著礦化度的增大成膠時間縮短，成膠強(qiáng)度變強(qiáng)，當(dāng)?shù)V化度大于co時，隨著礦化度的增大，成膠時間延長，成膠強(qiáng)度變?nèi)酢?/p>

通過對影響調(diào)剖劑成膠性能影響因素的分析，可對凝膠體系的研制與現(xiàn)場應(yīng)用提供一定理論指導(dǎo)。

參考文獻(xiàn)

[1]陳智宇，師樹義，李玉娟，等.應(yīng)用延緩交聯(lián)體系進(jìn)行深部調(diào)剖[J].油氣采收率技術(shù)，1995，2（2）：21-24.

[2]新型延緩交聯(lián)體系[J].石油大學(xué)學(xué)報：自然科學(xué)版，1994，18（6）：4-49.

[3]葉波，熊煒，徐進(jìn)，等.深部調(diào)剖用延遲交聯(lián)體系研究[J].鉆采工藝， 1995，2（2）：21-24.

[4]武海燕，羅憲波，張廷山，等.深部調(diào)剖劑研究新進(jìn)展[J].種油氣藏，005，2（3）：1-3.

[5]DILIP Natarajan，CCOOL C S，REEN D W， et a Control of in-situ gelation time for HPAM-chromium acetate systems[J]. SPE 39696，1998：409-411.

[6]SYDANSK R D.elayed in-situ crosslinking of acry-lamide polymer for oil recovery application in high tem-perature formation： US， 4844168[P].1989-04-07.

作者簡介：宋文禮，中海石油烏干達(dá)有限公司員工，1999年大慶石油學(xué)院石油工程系畢業(yè)。