驱油聚合物的降解与稳定性研究

驱油聚合物的降解与稳定性研究

论文摘要

目前,由于在三次采油中聚合物驱技术的油藏温度高以及矿化度高等特点,驱油剂要达到理想的效果,必须具有很好的增粘能力和很强的耐温、抗盐及抗剪切能力。而在这一技术中,驱油聚合物溶液的粘度及长期稳定性是衡量聚合物驱油效果的重要指标之一,也是影响聚合物驱油效率的关键因素。本论文模拟研究驱油聚合物在不同油藏条件下的降解规律的影响因素,通过化学方法来研究驱油聚合物在海上三次采油过程中的热降解、化学降解和剪切降解规律,为改善驱油聚合物在不同油藏条件下的溶液性能提供理论依据,从而达到粘度改善的效果和稳定性。本论文的工作是基于上述研究背景以及发展趋势展开的,主要研究具有驱油聚合物的评价、粘度改善剂的合成、表征以及其实际应用性能等。主要工作和实验结果分为以下几方面:(1)结合目标油田的实际油藏状况,在实验室条件下模拟聚合物溶液的配注,研究在不同油藏下的热降解、化学降解、剪切降解对驱油聚合物(SNF和AP-P4)溶液粘度和稳定性的影响,并通过测试水解度、降解过程中的结构变化、热分析、降解前后的粘度变化和分子量变化、聚集体的流体力学半径等化学分析手段进行了表征。结果表明,三种降解方式都对驱油聚合物(SNF和AP-P4)体系起到了降粘作用,剪切降解的降粘作用最快。红外和热重分析表明在降解过程中驱油聚合物AP-P4和SNF的结构基本不发生变化。(2)合成了甘脲和四羟甲基甘脲两种物质,该类物质可以作为粘度稳定剂,并通过HNMR、粘度、动态光散射和粘弹性等方法进了表征。甘脲和四羟甲基甘脲可以作为驱油聚合物AP-P4的粘度稳定剂,结果显示可以明显提高体系的粘度,其中甘脲的增粘效果要好于四羟甲基甘脲;甘脲也可以作为驱油聚合物SNF的粘度稳定剂,结果显示可以较好地提高体系的粘度。(3)采用阳离子开环聚合法合成了一种新型的高分子表面活性剂(PQ),并使用三氟化硼乙醚作为阳离子开环的催化剂,高分子表面活性剂PQ的化学结构、表面活性和聚集性质通过核磁共振、静态光散射、动态光散射、表面张力、电导率和荧光测量等手段来表征。另外,该新型表面活剂可以作为粘度稳定剂,可与驱油聚合物(SNF)进行复配,稳定性结果表明,混合体系可以大大提高耐盐性和热稳定性,并具有较高的实际应用价值。

论文目录

  • 摘要
  • ABSTRACT
  • 第一章 绪论
  • 1.1 聚合物驱技术的应用
  • 1.1.1 驱替液的性能要求
  • 1.1.2 影响驱替液性能的主要因素
  • 1.2 驱油聚合物
  • 1.2.1 驱油聚合物的设计要求及发展现状
  • 1.2.2 驱油聚合物的类型
  • 1.3 驱油聚合物溶液粘度的影响因素与降解机理的研究
  • 1.3.1 聚合物溶液粘度的影响因素
  • 1.3.2 驱油聚合物降解机理研究
  • 1.4 改善驱油聚合物溶液稳定性的研究
  • 1.4.1 化学添加剂
  • 1.4.2 分子复合型粘度稳定剂
  • 1.5 论文的提出及研究内容
  • 参考文献
  • 第二章 驱油聚合物AP-P4降解规律研究
  • 2.1 引言
  • 2.2 实验部分
  • 2.2.1 实验药品
  • 2.2.2 实验方法
  • 2.3 结果与讨论
  • 2.3.1 热降解
  • 2.3.2 化学降解
  • 2.3.3 剪切降解
  • 2.4 本章小结
  • 参考文献
  • 第三章 驱油聚合物SNF降解规律研究
  • 3.1 引言
  • 3.2 实验部分
  • 3.2.1 实验药品
  • 3.2.2 实验方法
  • 3.3 结果与讨论
  • 3.3.1 热降解
  • 3.3.2 化学降解
  • 3.3.3 剪切降解
  • 3.4 本章小结
  • 参考文献
  • 第四章 甘脲及其衍生物的合成与粘度改善研究
  • 4.1 引言
  • 4.2 实验部分
  • 4.2.1 实验药品
  • 4.2.2 甘脲的合成
  • 4.2.3 四羟甲基甘脲的合成
  • 4.2.4 混合体系AP-P4与甘脲和四羟甲基甘脲的配制
  • 4.2.5 混合体系SNF与甘脲的配制
  • 4.2.6 表征方法
  • 4.3 结果与讨论
  • 1HNMR'>4.3.1 甘脲的1HNMR
  • 1HNMR'>4.3.2 四羟甲基甘脲的1HNMR
  • 4.3.3 混合体系AP-P4与甘脲和四羟甲基甘脲
  • 4.3.4 混合体系SNF与甘脲
  • 4.4 本章小结
  • 参考文献
  • 第五章 含有季铵盐的高分子表面活性剂的合成、性能和应用
  • 5.1 引言
  • 5.2 实验内容
  • 5.2.1 实验药品
  • 5.2.2 N,N-二甲基十六烷基-1,2-环氧己基溴化铵的制备
  • 5.2.3 高分子表面活性剂的合成
  • 5.2.4 高分子表面活性剂(PQ)与部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)的稳定性评价
  • 5.2.5 表征方法
  • 5.3 结果与讨论
  • 5.3.1 结构表征
  • 5.3.2 表面张力
  • 5.3.3 动态光散射
  • 5.3.4 荧光测定
  • 5.3.5 电导测定
  • 5.3.6 HPAM和PQ混合体系稳定性的影响
  • 5.4 本章小结
  • 参考文献
  • 第六章 全文总结
  • 致谢
  • 攻读硕士学位期间发表的学术论文
  • 学位论文评阅及答辩情况表
  • 相关论文文献

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