油田用聚丙烯酰胺的制備與實驗

李佳(中油遼河油田公司鉆采工藝研究院， 遼寧 盤錦 124010)

油田用聚丙烯酰胺的制備與實驗

李佳(中油遼河油田公司鉆采工藝研究院， 遼寧 盤錦 124010)

聚丙烯酰胺(PAM)作為油田生產開發后期堵水調剖劑和三次采油驅油劑，其性能直接影響封堵和驅油效果。它的性能取決于其聚合度、分子量、聚合類型等。文章介紹了油田用PAM的制備與實驗，并分析了聚丙烯酰胺的濃度、交聯劑的濃度、酸堿度等因素對成膠時間和凝膠年度的影響。對最優配方進行了模擬巖層封堵實驗。

聚丙烯酰胺;制備;測試;影響因素

PAM類[1]驅油劑大規模應用于油田開發后期生產井聚合物驅提高采收率，部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)是PAM類驅油劑中應用最廣泛的一種[2]。PAM是丙烯酰胺(AM)及其衍生的均聚物和共聚物的統稱[3]。下面介紹了PAM的制備方法及其室內實驗，對實驗效果進行了詳細分析。

1 主要實驗原料

采用部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)為原料，其分子量1100-1300萬，水解度25-30%；樹脂交聯劑(J-1)；PH調節劑；以及穩定劑。

2 PAM制備方法

按實驗所設計濃度準確稱定量HPAM，攪拌并緩慢加至清水中，低速均勻攪拌2h，使HPAM充分地溶解，配制好不同的濃度的HPAM溶液，調節酸堿度到5-5.5，依次加入樹脂交聯劑和穩定劑，分散均勻后，放進設定溫度的恒溫水浴箱中。

3 實驗內容

3.1 聚丙烯酰胺濃度的影響

量取定量濃度為0.2%的J-1，改變HPAM的濃度，在55℃下，使用RV-12型的粘度計，在剪切速率為6S-1的條件下，測定HPAM/J-1的成膠體系在不同時間情況下的粘度，具體數據見表1：

表1 不同濃度的HPAM的HPAM/LH-1的成膠體系的粘度值

從表1數據可以得出，在配制后72-144h的粘度達到最大數值，隨后變化較小，隨著HPAM的濃度增大，粘度也隨之增大，而交聯延續時間有縮短傾向。

3.2 交聯劑濃度的影響

以往的室內實驗結果說明，交聯劑濃度過低時形不成穩定的可流動聚合物，濃度過高時形成的凝膠粘彈性弱，不穩定，易脫水。在適宜的交聯劑濃度范圍內改變交聯劑濃度，取HPAM濃度為0.2%，在55℃下測定了HPAM/J-1成膠體系的粘度，結果見表2：

從表2可以得出，在HPAM的濃度一定時，隨交聯劑的濃度的增加，交聯延緩時間縮短，而粘度則隨交聯劑濃度增加而增大。

3.3 酸堿度的影響

酸堿度是HPAM/J-1成膠體系中非常敏感的影響因素之一，酸堿度過高，即為堿性環境時體系不能發生交聯反應，不能成膠。當酸堿度過低，即為酸性環境時,交聯反應過快，時間過短，會產生過度交聯的現象，形成了凍膠脆，并且會脫水。以往室內大量實驗充分證明，酸堿度的最佳范圍在4.5-5.5之間。

表2 不同濃度的LH-1的HPAM/LH-1的成膠體系粘度值

3.4 模擬巖層的封堵實驗

使用最優配方進行模擬巖層封堵實驗，按照標準進行實驗數據記錄。具體配方如下：聚丙烯酰胺0.3%，交聯劑0.25%，促凝劑0.1%，穩定劑0.05%。

表3 調剖、調驅劑在模擬巖層中的測定數據

從表3可以看出，優選研制的聚丙烯酰胺調剖、調驅劑，具有良好的封堵效果，封堵率能夠達到90%以上，完全可以滿足油田調剖、調驅的需要。

4 結論

①使用HPAM作為原料制備堵水調剖劑或者調驅劑時，要控制樹脂交聯劑的比例大約在0.2%～0.25%。②在進行實際應用時，要控制好凝膠時間和酸堿度，配制后的最佳時間在72～144h，酸堿度要調在5～5.5。③利用此配方進行封堵和調驅，能大幅度降低油井出水率，提高油井的采收率，帶來巨大的經濟效益和社會效益。

[1]周寶良.應用空間廣闊，我國聚丙烯酰胺將進入黃金發展期[J].中國石油和化工，2009,(11)：25.

[2]王愛國，周瑤琪等.適于油田污水的聚丙烯酰胺合成及配制工藝研究[J].2007,(5)：31.

[3]劉建平，王雪芳，楊小敏.高分子量聚丙烯酰胺的合成與應用進展[J].化學工程師，2010,(8)：26.

李佳(1970- )，女，畢業于中國石油大學(山東)，本科學位，石油工程專業，工程師，主要從事壓裂液、酸化液、鉆井液和完井液等入井流體的檢測。