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2004年9月范振中等．HPAM／有机锆弱凝胶调驱剂的研究13

HPAM／有机锆弱凝胶调驱剂的研究

范振中万家瑰王丙奎刘庆旺
(大庆石油学院石油工程系，大庆163318)

摘要室内研制了一种低温HPAM／有机锆弱凝胶调驱剂，考察了HPAM和有机锆交联剂浓
度以及温度对弱凝胶粘度的影响。结果表明，在HPAM浓度700mg／L，有机锆交联剂浓度200—
300mg／L，延缓交联剂浓度20mg／L，20℃养F'6d条件下，形成的弱凝胶粘度大于1000mPa·s，在
5000mg／L的NaCI溶液中有较好的稳定性。
关键词HPAM／有机锆水基弱凝胶调驱剂

弱凝胶调驱是近几年发展起来的一种化学驱(1)HPAM中的一C0NH2与zr4的多核羟桥
新技术¨J，由于所用聚合物的浓度较低，在加入少络离子的交联，形成弱凝胶；
量交联剂和其他助剂的情况下，聚合物的粘度显(2)HPAM中的一CO0一与zr4的多核羟桥络
著提高，因此，弱凝胶调驱技术是一项综合调剖与离子的交联，形成弱凝胶；
驱油的新技术，介于高强度凝胶调剖与聚合物驱(3)HPAM中的一C0NH2和一C00一与zr4的
油技术之间，近年来受到人们的关注。目前国内多核羟桥络离子的交联，形成弱凝胶。
外油田常用的两大类弱凝胶调驱剂是水解聚丙烯弱凝胶的高粘度是以上几种混合物共同作用
酰胺(HPAM)／有机酸铬体系和HPAM／酚醛体的结果。
系J，两类体系性能相近，但由于有机酸铬具有一1．3HPAM／有机锆弱凝胶稳定性评价
定的毒性，存在环境污染问题，其应用受到一定的将HPAM／有机锆弱凝胶分别用自来水和高
限制；HPAM／酚醛体系必须在一定的温度下使用，矿化度溶液浸泡，在旋转粘度计上测凝胶粘度的
对于低温油层，HPAM与酚醛树脂不能很好成胶。变化。

而HPAM／有机锆弱凝胶调驱剂可以在10～30℃2结果与讨论
成胶，能满足低温油层的需求。通过大量的室内实验，考察了HPAM浓度、有

1实验部分机锆交联剂浓度和实验温度对弱凝胶粘度的影
1．1实验药品及仪器响。
实验药品：部分水解聚丙烯酰胺HPAM，相对2．1HPAM浓度对弱凝胶粘度的影响
固定有机锆交联剂浓度为200～300mg／L，延
分子质量12×10，水解度25％，大庆油田助剂厂
生产；有机锆交联剂，无色水溶液，有效浓度缓交联剂浓度20mg／L，水浴反应温度20c【=不变，
HPAM浓度分别为300，500，700，1000mg／L，隔一
50％，实验室合成。
定时间取出，在旋转粘度计上测凝胶的粘度，考察
实验仪器：NDJ一1旋转粘度计，低温超级恒
HPAM浓度对弱凝胶粘度的影响，实验结果见表1。
温水浴，万分之一分析天平。
由表1可见，HPAM聚合物的浓度对凝胶的
1．2HPAM／有机锆弱凝胶的形成
粘度有很大的影响，聚合物浓度越高，弱凝胶体系
HPAM／有机锆弱凝胶的形成过程如下：首先，
的粘度越大，当HPAM浓度大于1000mg／L时，
有机锆在催化剂的作用下水解，产生zr4，Zr4在
48h后粘度大于500mPa·s，体系粘度过大，流动性
一定pH值的水溶液中经过络合、水解、羟桥作用
形成多核羟桥络离子；多核羟桥络离子与HPAM
收稿日期：2(D4-06．1l。
中的一C0NH，，一C00一产生交联，形成HPAM／有作者简介：范振中．1992年毕业于大庆石油学院开发系．
获学士学位．1995年在该系获工学硕士，现为浙江大学在
机锆弱凝胶。HPAM／有机锆弱凝胶是以下3种弱
读博士．大庆石油学院石油工程系副教授．主要从事油田
凝胶的混合物：化学方面的研究。

精细石油化工进展第
5卷第9期
14ADVANCESIN兀NEPETR0CHEMICAI5

变差，当HPAM浓度为700mg／L，养护时间6天表3温度对弱凝胶粘度的影响
时，弱凝胶体系的粘度大于1000mPa·S，可以满足
大剂量调驱的现场使用。养护时间a—{墅垦壁笔
O
表1HPAM浓度对弱凝胶粘度的影响2
6
养护不同HPAM浓度下弱凝胶粘度／mPa·S
1O

时间／d300mg·L一500mg·L一700mg·L一1000mg·L一l5

由表3可见，随温度的升高，凝胶强度增大，
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成胶时间缩短，在10～30℃=三；时，可用藿；于栅油层的深

部调驱，当温度大于40℃，可用．于1浅2层2调3剖。

9
3弱凝胶稳定性的评价口瑚=0m
2．2有机锆浓度对弱凝胶粘度的影响将养护好的弱凝胶分别放入自来水和高矿化
固定HPAM浓度为700mg／L，延缓交联剂浓度(NaC1浓度5000mg／L)中浸泡，浸泡温度30℃，
度20mg／L，水浴反应温度20℃不变，有机锆浓度隔一定时间取出，倒出上部溶液，测弱凝胶的粘
分别为100，200，300，40