CO2增稠剂的合成及其增稠CO2的可视化微通道驱油应用研究

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随着经济的发展,世界原油消费量与日俱增,传统的驱油技术已无法满足开采的需求,而CO2驱油技术通过萃取原油中轻烃组分、使原油体积膨胀、黏度降低等作用可有效提高原油采收率,近年来逐渐被人们所关注。但是CO2的低黏度特性引发的粘性指进、气窜、过早突破等问题亟需解决,因此使用增稠剂增大CO2的黏度,降低其流度,增加其流动阻力,是提高CO2驱油技术波及效率的有效方法。本文通过自由基聚合的方式合成了五种不同组成的CO2增稠剂P(NNFA-co-St),其中含氟丙烯酸酯作为亲CO2链段、苯乙烯作为憎CO2链段。通过核磁共振波谱及凝胶渗透色谱表征了 CO2增稠剂的具体结构及分子量。通过浊点压力测试及相对黏度测试评估了增稠剂在高压CO2中的溶解性能和增稠性能,以此筛选出性能最优的增稠剂-CO2溶液,将其作为驱替相在可视化微通道内进行驱替模拟油实验。通过增稠剂的质量浓度调控驱替相的黏度研究了CO2黏度对驱替效果的影响,并与相近黏度的C/W乳液进行对比。结果表明,当增稠剂中苯乙烯链段含量为28.5%时,增稠剂的增稠性能最佳,其CO2溶液相较于纯CO2黏度增大233倍;使用增稠后CO2驱替模拟油的采收率显著高于纯CO2驱替,添加增稠剂后可以明显改善纯CO2驱替时的粘性指进现象,且能够将支路中的模拟油驱替出来,表现出更高的波及效率,其中质量浓度为5 wt%的增稠剂-CO2溶液其驱油采收率可达80%,波及效率可达99%;相较于C/W乳液驱替,增稠后的CO2有着更稳定的驱替效率,为实际应用中增稠剂的设计提供了理论依据,并为其工业应用提供了指导。
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