环保型聚丙烯酰胺交联体系的优化及性能评价研究

来源 :山东科技大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:tangjun6422443
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在众多的三次采油技术中,聚合物驱油技术占据重要地位,而其中用到的弱凝胶以其优良的理化性质、独特的渗流能力表现出巨大的应用潜力,引起世界各国的重视。本文以弱凝胶为主要的研究对象,对其制备条件展开了全面的研究分析,并对弱凝胶的抗温耐盐能力、抗剪切能力及粘弹性做了评价。  在实验的前期准备中,根据能否制得弱凝胶对药品进行了筛选。购买市场上的多种HPAM与多种AlCit,通过互配实验以体系粘度的升高为检测指标,选择出性能较好的产品。研究发现在较低的HPAM浓度下,对HPAM的分子链有一定的要求。聚合物分子链越长越利于弱凝胶的形成,分子链较短可能无法形成弱凝胶。市场上多种AlCit无法在实验室得到弱凝胶。与市场上多种AlCit相比,实验室自制柠檬酸铝成胶能力强。所以本实验中选择了分子量为1600万的HPAM和实验室自制的柠檬酸铝。  利用已选择的药品,从影响因素入手对合成弱凝胶的条件开展了优化实验,最后得到合成性质较好的弱凝胶的条件为:c(HPAM)≥600mg/L,聚铝比20∶1,pH在6~8之间,温度在40℃左右,盐的浓度越低越好。分析实验现象得到以下的结论:弱凝胶的形成对HPAM浓度有一定的要求,只有浓度高于某一值才能形成弱凝胶。对于特定的HPAM溶液,存在最佳的聚铝比并在该条件下可以形成性质最好的弱凝胶,不同HPAM溶液有不同的最佳聚铝比。高温和高盐对弱凝胶的形成都有消极的影响。弱凝胶可以在较广的pH范围内生成,在6~8之间弱凝胶粘度最大,保存时间最长。  根据流体流变学理论,利用高级流变仪对生成的弱凝胶做性能的评价,结果发现:该弱凝胶是以弹性为主的粘弹性流体,其耐温抗剪切能力较好,耐盐能力一般。在一定的范围内,HPAM分子量越大、浓度越高、聚铝比越大生成的弱凝胶的粘弹性性质越稳定,储能模量G与耗能模量G"越大。弱凝胶的网状结构可以提高抗温耐盐及抗剪切的能力,其中,矿化度不应超过20000mg/L。对HPAM分子链较短的弱凝胶,剪切力的梳理作用显著;对HPAM较长分子链的弱凝胶,剪切力的断链的作用显著。适当的提高聚铝比,可以重新加强HPAM分子间的作用,有一定的抗剪切效果。
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