高温体系下有机铬-聚丙烯酰胺交联实验影响因素

有机铬-聚丙烯酰胺在油田进入高含水期提高采收率方面有很广泛的应用, 但是每个油田储层高压物性各不相同, 应用时需要考虑有机铬-聚丙烯酰胺在油田配伍性。因此本实验观察在高温条件下分析影响有机铬-聚丙烯酰胺交联躯体的效果。

一、实验药品

主要实验药品:恒温烘箱, 流变仪, 烧杯等;阴离子聚丙烯酰胺 (北京恒聚) , 有机铬交联剂 (胜利油田) , HCL, Na OH等。

二、实验仪器

(1) 小型恒温箱

(2) HAAKE RS150型流变仪

(3) 恒速搅拌器

(4) 试管若干根

三、实验方法

在实验室条件下配置不同浓度下的有机铬-聚丙烯酰胺, 并选取在120℃的实验条件, 将不同的浓度的有机铬-聚丙烯酰胺加入不同PH值后, 采用单因素变化法安排实验工作, 通过控制PH值, 矿化度等实验因素观察现象。

四、结果与讨论

1. 矿化度对成胶的影响

分别取蒸馏水, 5000ppm, 10000ppm及20000ppm加入相同量的HPAM和交联剂放入120℃恒温箱中, 实验结果见表1。

如表格1所示:随着溶液体系的矿化度浓度增加, 阴离子型聚丙烯酰胺成胶时间缩短;溶液体系的粘度降低。这是由于阴离子型聚丙烯酰胺随矿化度升高其大分子从舒展状态逐渐卷曲。因而矿化度升高, 溶液的粘度随之降低。

2. PH值对成胶的影响

PH值也是影响交联的一个重要因素。在120℃下, 将PH值分别调为3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10观察体系成胶时间。实验发现当PH值小于4是体系始终无法成胶而当PH值大于9时体系会产生沉淀。所以在高温体系下PH的取值范围为5~8。且在碱性条件下成胶速度快于酸性条件。这是由于聚丙烯酰胺在水解时, 部分酰胺基转化为羧基, 这些羧基并不全部呈离子状态, 它为一弱电解质, 在溶液中部分电离。当聚丙烯酰胺浓度一定时, 在碱性条件下氢氧根离子的浓度高从而是反应加速。但提高加碱比, 增加了溶液中的电解质含量, 过多盐离子的存在, 使电离作用受到抑制影响反应进行。

3. 浓度对成胶的影响

实验采用的是有机铬交联剂, 该交联剂稳定性高, 在高温条件下才能释放出三价铬离子与聚丙烯酰胺进行交联。取不同浓度的聚丙烯酰胺溶液加入相同量的交联剂比较其成胶时间, 可以选取合理浓度进行现场操作, 结果见表2。

如表格2所示:随着聚丙烯酰胺浓度的增加, 溶液粘度增加, 阴离子型聚丙烯酰胺成胶时间缩短。聚丙烯酰胺溶液浓度的增加其大分子之间的接触力增加, 造成溶液之间的内摩擦力增加, 因此溶液的粘度增加。

小结

1.随着溶液体系的矿化度浓度增加, 阴离子型聚丙烯酰胺成胶时间缩短;溶液体系的粘度降低。

2.实验发现当PH值小于4是体系始终无法成胶而当PH值大于9时体系会产生沉淀。所以在高温体系下PH的取值范围为5~8。

3.随着聚丙烯酰胺浓度的增加, 溶液粘度增加, 阴离子型聚丙烯酰胺成胶时间缩短。

摘要：聚丙烯酰胺在油田中应用广泛, 如用作钻井液、压裂液、及聚合物驱油以提高石油采收率等。本文研究在120℃高温条件下, 通过在实验过程中控制PH值, 矿化度, 浓度等因素, 观察在高温条件下阴离子聚丙烯酰胺成胶性能的变化。

关键词：聚丙烯酰胺,提高石油采收率,高温

参考文献

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