聚合物动态剪切实验研究

为了研究聚合物KYPAM-6A溶液在油藏条件下的黏弹性情况,根据SY5523-2000配置聚合物溶液进行实验,研究质量浓度、矿化度、角频率的变化对溶液损耗模量、储存模量的影响.结果表明:①随着质量浓度的增大、矿化度的减小、频率的升高,聚合物溶液的储存模量、损耗模量均有不同程度的升高.②聚合物溶液在低频率下,以黏性流动为主,在中高频率下,以弹性流动为主.③随质量浓度的升高、矿化度的降低,聚合物溶液黏弹主导转化点频率,即储存模量、损耗模量交点频率随之升高.     

纤维素/壳聚糖/ZnCl2·4H2O溶液的制备及其流变性能

采用ZnCl2·4H2O溶液作为纤维素和壳聚糖的共同溶剂,制备纤维素/壳聚糖/ZnCl2·4H2O溶液,研究温度、原料组分和剪切频率等对纤维素/壳聚糖/ZnCl2·4H2O溶液流变性能的影响.研究结果表明：溶液中大分子链间缠结点在高温下更易打开,流动阻力下降;CS/BC分数增加时缠结作用强,流动阻力升高.故溶液的表观黏度、结构黏度指数、零切黏度、储能模量和损耗模量随着温度的升高而减小,随着壳聚糖/纤维素(CS/BC)分数的增加而增大;剪切频率增加,溶液的表观黏度减小,储能模量和损耗模量增大.     

污水配制污水稀释聚合物溶液黏度影响实验研究

为了研究渤海油田聚合物驱中产出污水对配制新鲜聚合物溶液性能的影响,通过室内模拟方法,研究了高温高盐条件下(82℃、矿化度为10×10~4mg/L),产出污水中残留聚合物浓度、乳化油含量及固体悬浮物含量等因素对聚合物干粉溶解及目标液性能的影响。实验结果表明:随着污水中残聚浓度的升高,所配制的聚合物母液及溶液的表观黏度增大、抗剪切作用增强;当残聚浓度大于600 mg/L时,母液黏度提高率在10%以上;随产出污水中含油及悬浮物浓度的增加,聚合物溶液抗剪切作用增强,而溶液黏度先呈缓慢降低的趋势。当污水含油量与悬浮物浓度超过100 mg/L时,所配制的聚合物母液和目标液黏度都快速下降。"污配"对母液和目标液的溶解、黏度及抗剪切作用产生了较大的影响,因此,在利用保聚污水配聚回注地层时,应尽可能保留残留聚合物而严格控制污水中含油和悬浮物的含量。     

聚合物溶液的水动力学尺寸研究

聚合物在溶液中的性质及形态与所用溶剂有着很大的关系,溶剂的性质不同(如溶液的矿化度不同、溶液中表活剂的浓度不同等),聚合物分子形态伸展程度都会不一样,其在溶液中分子尺寸(水动力学半径)也会发生很大改变。运用微孔滤膜过滤法,通过对抗温抗盐聚合物(KYHPAM系列)在不同矿化度以及不同浓度表活剂的水中配成溶液,让其在恒定压力(0.2 MPa)下经过不同孔径滤膜后测定其滤液浓度、黏度等性质,结果发现聚合物的分子量和浓度、表活剂的浓度、矿化度等因素都会对聚合物的水动力尺寸产生不同程度的影响。     

聚驱高矿化度采出污水配制聚合物溶液方法研究

针对大庆油田采油四厂的污水矿化度高等问题,通过模拟污水中各种离子和矿化度来研究聚合物溶液黏度的影响因素,得出水的矿化度越高,聚合溶液的黏度越低;Ca2+、Mg2+和Na+含量越高聚合物溶液的黏度越低.破乳剂、防垢剂、防蜡剂对聚合物溶液黏度无影响,絮凝剂和杀菌剂使聚合物溶液黏度降低.对于采油四厂的高矿化度污水应用电渗析法研究矿化度降低的情况.研究表明,电渗析方法可以大幅度地降低水的矿化度,并且可以有效地去除所有离子.电渗析方法处理后的淡水所配制的聚合物溶液的黏度远高于处理前的污水所配制的聚合物溶液的黏度,故处理后的淡水可以用于配制聚合物溶液.     

聚合物凝胶调剖剂配方优选及性能评价

 聚合物凝胶调剖技术是油田改善后期注水开发效果、保持稳产的有效手段。本文通过一系列单因素变量实验研究了多个因素对聚合物凝胶调剖剂的影响,从而确定了适合石南4井区头屯河组油藏的调剖剂配方并进行了性能评价。结果表明：在单因素变化情况下,聚合物凝胶调剖剂成胶强度随着聚合物、交联剂、稳定剂的浓度的增大而增大,随着水质矿化度的浓度增大而减小;成胶时间随着聚合物、交联剂、水质矿化度的浓度增大而减小,随着稳定剂浓度的增大而基本无变化。成胶强度随着老化时间、温度、剪切强度的增大而减小。随着调剖剂注入量的增大,阻力系数和残余阻力系数而逐渐增大,而且二者差距幅度加大;封堵率先缓慢上升,后快速上升,最后趋于平缓。针对石南4井区头屯河组油藏,建议采用的调剖剂配方为：聚合物（2500万相对分子量）浓度1500 mg/L、交联剂0.3%、稳定剂0.1%、水质矿化度26 g/L;注入方式为：前置段塞0.15 PV（孔隙体积）+主体段塞0.25 PV+保护段塞0.1 PV。     

含聚污水配制稀释聚合物体系性能研究

为研究大庆油田聚合物驱油过程中含聚污水配制聚合物体系对聚合物性能的影响,通过配制等浓度的驱油体系,对体系的黏度和抗剪切性能、黏弹性、稳定性、分子线团尺寸的测定,确定了含聚污水对聚合物性能的影响。结果表明:在配制浓度相同的条件下,聚合物溶液体系储能模量、损耗模量、黏度稳定性、分子线团尺寸和抗剪切性随污水含聚浓度增加而增加,清水体系性能优于污水体系性能,物化污水体系性能优于生化污水体系性能,污水中的残余聚合物具有良好的增黏性。因此含聚污水对聚合物体系性能具有一定的提升,可以作为配制聚合物的用水。     

PAN溶液极性对相分离后聚合物晶态结构的影响

利用紫外光谱、流变、XRD等分析方法,研究了溶液极性对PAN晶态结构形成的影响。研究结果发现,PAN溶液中溶剂的极性能够通过影响溶液中PAN分子链的存在状态,导致相分离后聚合物晶态结构产生差异。随着溶剂极性的增大,溶剂分子与PAN大分子链间的相互作用力增强,溶液特性黏度、表观黏度等依次增大,PAN分子链段逐渐舒展,在相同凝固条件下得到的聚合物结晶度逐渐减小,晶粒尺寸依次增大。     

不同分子量级苹果果胶的流变性评价

采用5种不同截流分子量(MWCO)的超滤膜分离苹果果胶,系统考察了浓度、温度、pH值、剪切速率、糖和盐对不同分子量苹果果胶流变学性能的影响.结果表明:苹果果胶溶液表观黏度随剪切速率的增高而逐渐降低,随浓度增大而增大,表现为典型的剪切稀化型非牛顿流体;果胶液表观黏度与其分子量成正比,与溶液温度成反比;pH值对果胶液黏度影响很大;蔗糖对苹果果胶液的黏度起促进作用,而盐会明显降低胶体溶液的表观黏度.     

酚醛树脂冻胶流变性及粘弹性研究

由疏水缔合聚合物AP–P4和酚醛树脂预聚体YG103交联得到了酚醛树脂冻胶,研究了酚醛树脂冻胶的流变性和粘弹性,并对疏水缔合聚合物和酚醛树脂冻胶的粘弹性进行了对比。研究表明,酚醛树脂冻胶成胶过程可分为缓慢诱导阶段、快速增长阶段和稳定阶段。酚醛树脂冻胶的剪切应力具有时间依赖性和滞后特性,在外力作用一段时间后冻胶的应变可较好地恢复。与聚合物溶液相比,酚醛树脂冻胶具有更宽的线性粘弹性区域和更高的储能模量和损耗模量。在低频率下该冻胶的储能模量比损耗模量大,随着频率的增加,储能模量和损耗模量均增加;随着聚合物和交联剂质量分数的增加,冻胶体系的储能模量和损耗模量均增加;随着矿化度的增加,冻胶体系的储能模量和损耗模量出现先降低—增加—降低的过程。     

海藻酸钠溶液流变性的浓度依赖性

采用AR—1500ex流变仪对不同质量分数海藻酸钠溶液的流变性能进行研究,探讨了溶液流变性的浓度依赖性问题。结果表明,非牛顿指数随海藻酸钠溶液质量浓度的增加而下降,表观黏度、动态黏度、稠度系数、结构黏度指数、黏流活化能随其质量浓度的增加而呈上升的趋势;损耗模量和贮能模量随频率的增加而增加,随温度的升高而下降;损耗因子和动态黏度随频率的增加而呈下降的趋势。     

剪切作用及矿化度对弱凝胶性能影响实验

通过吴茵搅拌器模拟剪切作用,研究了不同聚合物浓度、不同矿化度条件下聚合物视黏度与剪切作用间的关系;并加入交联剂进行成胶实验。研究结果表明,聚合物浓度越高,视黏度降低幅度相对小;矿化度低于5 029 mg/L时,聚合物视黏度保留率分布范围广;而高于该矿化度,视黏度保留率分布范围集中;剪切作用减小聚合物弱凝胶成胶后的视黏度,但胶体短期稳定性好;矿化度的增加会出现脱水现象,胶体短期稳定性差。     

高吸水冻胶调剖堵水剂的流变性能

研究了高吸水冻胶调剖堵水剂HSG成胶前溶胶体系的流变性能。通过考察主剂共聚物含量对溶胶体系表观粘度的影响,以及粘温特性、触变性、蠕变-回复、小幅振荡剪切应力扫描和频率扫描实验,确定了溶胶体系的流变性参数。结果表明:HSG溶胶体系的表观粘度随主剂共聚物含量增加而增大,随温度升高明显下降。HSG溶胶体系表现出正触变性,主剂共聚物含量越大,溶胶体系触变性越强。蠕变-回复实验表明:随共聚物含量的增加,溶胶体系弹性增强。通过小幅振荡剪切应力扫描、频率扫描实验得出随主剂共聚物含量增加,线性粘弹性区域变宽,储能模量、耗能模量和复合动态粘度变大。     

聚合物老化降解的组分模型建立与应用

 聚合物老化降解是影响油藏中聚合物驱效果的重要因素.聚合老化降解表观上是其特征黏度和黏度降低的过程,实质是聚合物分子量断裂引起的大分子向小分子降解的过程,聚合物降解过程中分子量分布发生变化,但其总质量浓度不变.假设聚合物由多个不同分子量的纯组分构成,建立的多组分模型可以描述聚合物老化降解过程中各组分质量浓度变化的过程.基于组分模型的构建思想,将多组分模型进行简化处理,构建了聚合物降解的两组分模型.假设聚合物老化降解发生在两组分之间,平均分子量较大的高组分聚合物向分子量较小的低组分聚合物降解.通过拟合具体的实验数据得到两组分模型的两个参数:低组分聚合物特征黏度和降解系数,进而通过两组分模型描述聚合物降解过程中特征黏度的变化过程,再结合特征黏度与黏度的半经验公式表征聚合物降解过程中黏度的变化.相对于多组分模型,两组分模型的参数更易获取,也不失对聚合物降解机制的体现,可以通过两组分模型描述聚合物的老化降解过程.     

两性瓜尔胶水溶液浓度对其动态黏弹和触变性能的影响

采用ARES先进流变扩展系统,考察了两性瓜尔胶溶液浓度对其动态黏弹及触变性能的影响。随两性瓜尔胶溶液浓度的提高,体系的储能模量(G′)、损耗模量(G″)及动态复数黏度(η*)随之增大,而有关动态损耗角(tanδ)则随之减少;相比之下,体系的弹性响应随浓度增强程度强于黏性响应。基于ARES瞬态操作模式,考察了不同浓度两性瓜尔胶溶液的触变性能,发现随浓度增加体系的触变性能增强。     

Rheology Behavior of Cellulose/NMMO/Water Solution

Rheology properties of cellulose/NMMO/water solution are important parameters for spinning. The storage and loss modulus and viscosity of the solution decrease with increasing water concentration of solvent in certain range. Flow-activation energy of two kinds of cellulose solution is quite different in view of their molecular weight. The molecular weigh distribution of cellulose samples can be characterized by the value of Gc. Since the different cellulose samples have different MWD and DP, the relations of the first normal stress difference N1 vs. shear rate are different. Moreover, the rheology properties of cellulose solution produced by twin-screw extruder process are also investigated.     

二元复合体系稳定性室内研究

针对二元复合体系黏度及界面张力稳定性开展室内实验研究,实验结果表明:2 500万分子量聚合物和3 500万分子量聚合物,在前7天黏度均降低较快,15天之后体系黏度渐趋稳定,但是后者抗老化能力明显比前者强;体系界面张力值随时间变化呈现出先降低,然后再升高,逐渐平稳的趋势,15天之后体系界面张力渐趋稳定;老化时间和表活剂浓度一定时,聚合物浓度越高,体系黏度越大,体系的界面张力越大;当老化时间和聚合物浓度一定时,二元体系表面活性剂浓度增大黏度略微增大,界面张力值随表面活性剂浓度增加而降低。     

速生杨木动态黏弹性与初始含水率的关系

对初始含水率分别为0%、12%、18%、30%、50%、80%、100%和水饱和8种速生杨木试件进行动态黏弹性分析,采用动态热机械分析仪(DMA)进行测定,其操作参数为:温度范围35～350℃,升温速度5℃/min,测量频率1、10、50 Hz。储能模量的变化趋势表明:含水率为0%的试件在95℃附近其储能模量出现极大值;含水率为12%、18%、30%试样的储能模量在75℃之前下降缓慢,在温度75～130℃之间迅速下降,含水率为12%试样的降幅最小;含水率为50%、80%、100%和水饱和试件的储能模量变化点在135℃之后,随含水率的增大储能模量转变点的温度增加,并在转变点处出现储能模量最小值。损耗模量的变化表明:在试验温度范围内含水率为0%的试件不发生玻璃化转变;在所有含水试件中,含水率为12%试件的初始损耗模量和发生次转变时的损耗模量均为最低,同含水率为18%和30%试件相比,发生次转变时温度最高,含水率为30%试样在所有含水试样中具有最大的黏性。损耗因子的变化表明:所有含水试样均发生玻璃化转变过程,含水率为30%试样的玻璃化转变温度最低。在1～50 Hz之间,不同频率对储能模量、损耗模量及损耗因子影响较小,随着测量频率的升高,各力学松弛过程的描述曲线向高温方向有微小移动。