HPAM／AlCit交联聚合物溶液微孔膜过滤行为研究

分别采用孔径为1．2μm醋酸纤维素树脂核微孔滤膜及2μm混合纤维素树脂热压滤膜,考察了HPAM／AlGit交联聚合物溶液在恒压并流微过滤条件下的微孔膜过滤行为。结果表明,随反应时间的延长,该交联聚合物溶液中交联聚合物线团的数目逐渐增加,对于核微孔滤膜,其封堵作用遵循表面过滤机理,侧重反映封堵过程中交联聚合物线团的粒子特性;而对于网络型热压滤膜,过滤实验中交联聚合物线团对滤膜的封堵作用逐步由深度过滤过渡到表面过滤,侧重反映交联聚合物线团封堵非均—孔径滤膜所具有的非均匀封堵特征,即遵循大孔到中孔到小孔的封堵过程。     

用不同类型粘度计测定交联聚合物溶液流变性质

用奥氏毛细管粘度计、落球粘度计和HAAKE RS150型流变仪分别测定了高相对分子质量、低浓度的部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)与柠檬酸铝(A1Cit)交联体系在交联反应过程中的粘度值,研究了在不同反应时间下HPAM-Al-Cit交联体系的粘度与剪切速率的关系.结果表明,在低剪切速率时,HPAM-AlCit交联体系的粘度随反应时间增加呈下降趋势;在剪切速率较高时交联体系具有剪切稠化现象;HPAM与A1Cit发生分子内交联反应形成交联聚合物线团在水中的分散体系,这是交联体系粘度随反应时间增加而降低和剪切变稠的主要原因.     

用不同类型粘度计测定交联聚合物溶液流变性质

用奥氏毛细管粘度计、落球粘度计和HAAKE RS150型流变仪分别测定了高相对分子质量、低浓度的部分水解聚丙烯酰胺（HPAM）与柠檬酸铝（AlCit）交联体系在交联反应过程中的粘度值，研究了在不同反应时间下HPAM—Al-Cit交联体系的粘度与剪切速率的关系。结果表明，在低剪切速率时，HPAM—AlCit交联体系的粘度随反应时间增加呈下降趋势；在剪切速率较高时交联体系具有剪切稠化现象；HPAM与AlCit发生分子内交联反应形成交联聚合物线团在水中的分散体系，这是交联体系粘度随反应时间增加而降低和剪切变稠的主要原因。     

交联聚合物溶液驱油效果的实验研究

采用岩心驱替实验方法研究了部分水解聚丙烯酰胺与柠檬酸铝形成的交联聚合物溶液在均质岩心和非均质岩心中的驱油效果。在气测渗透率为1．5μm2的均质岩心中，利用交联聚合物溶液驱油，可以在水驱的基础上提高采收率15．5％，在聚合物驱的基础上提高采收率4．4个百分点；在渗透率变异系数为0．72的非均质岩心中，交联聚合物溶液驱油可以在水驱的基础上提高采收率12．7％，在聚合物驱后再利用交联聚合物驱油，还能提高采收率3．7个百分点。在非均质岩心中，交联聚合物溶液的驱油机理是：该溶液先在大孔道中吸附和滞留，以提高流动阻力，然后逐步发生液流改向，使后续注入流体转向低渗透层，从而提高采收率。     

低浓度部分水解聚丙烯酰胺与柠檬酸铝交联体系流变性研究

用HAAKERS150流变仪对低浓度部分水解聚丙烯酰胺与柠檬酸铝交联反应所形成的交联聚合物溶液流变性及其时间效应进行了分析。结果表明,聚合物质量浓度为0.1g/L及NaCl质量浓度为2.0g/L的交联聚合物溶液与同条件的低浓度部分水解聚丙烯酰胺溶液的流变性不同,交联聚合物溶液在中等剪切速率范围内(400～1000s-1)表现为胀流性,低剪切速率(43～400s-1)时为假塑性,高剪切速率(1000～1500s-1)时表现为牛顿性;而相应的低浓度部分水解聚丙烯酰胺溶液只表现轻微的假塑性(5～900s-1)。交联聚合物溶液具有时间效应,表现为负触变性(震凝性),而低浓度部分水解聚丙烯酰胺溶液流变性不产生时间效应。     

低浓度部分水解聚丙烯酰胺与柠檬酸铝交联体系流变性研究

用HAAKE RS 150流变仪对低浓度部分水解聚丙烯酰胺与柠檬酸铝交联反应所形成的交联聚合物溶液流变性及其时间效应进行了分析。结果表明，聚合物质量浓度为0．1g／L及NaCl质量浓度为2．0g／L的交联聚合物溶液与同条件的低浓度部分水解聚丙烯酰胺溶液的流变性不同，交联聚合物溶液在中等剪切速率范围内(400～1000s^-1)表现为胀流性，低剪切速率(43～400s^-1)时为假塑性，高剪切速率(1000～1500^-1)时表现为牛顿性；而相应的低浓度部分水解聚丙烯酰胺溶液只表现轻微的假塑性(5～900s^-1)。交联聚合物溶液具有时间效应，表现为负触变性(震凝性)，而低浓度部分水解聚丙烯酰胺溶液流变性不产生时间效应。     

柠檬酸铝结构形态及其对部分水解聚丙烯酰胺-柠檬酸铝体系交联性质的影响

通过分析^27Al核磁共振波谱、自旋-晶格弛豫时间，结合数字拟合方法、渗析法和原子吸收分光光度法，对柠檬酸铝的形态结构及其影响因素进行了研究；利用转变压法研究了pH值对部分水解聚丙烯酰胺与柠檬酸铝体系交联过程的影响。结果表明，柠檬酸铝溶液中pH值增加时，Al(1)化学位移减少；pH值降低时，Al(2)化学位移减少。在柠檬酸铝溶液中存在两种形态的铝，一种是分子态，另一种是胶态。pH值增加时，分子态铝的量减少，而胶态铝的量增加。对部分水解聚丙烯酰胺与柠檬酸铝形成低聚合物浓度体系交联过程的研究表明，该反应所需柠檬酸铝为最佳形态结构时，溶液的pH值为5．0～7.0。     

交联聚合物溶液驱油效果的实验研究

采用岩心驱替实验方法研究了部分水解聚丙烯酰胺与柠檬酸铝形成的交联聚合物溶液在均质岩心和非均质岩心中的驱油效果。在气测渗透率为 1.5 μm2 的均质岩心中 ,利用交联聚合物溶液驱油 ,可以在水驱的基础上提高采收率 15 .5 % ,在聚合物驱的基础上提高采收率 4 .4个百分点 ;在渗透率变异系数为 0 .72的非均质岩心中 ,交联聚合物溶液驱油可以在水驱的基础上提高采收率 12 .7% ,在聚合物驱后再利用交联聚合物驱油 ,还能提高采收率 3.7个百分点。在非均质岩心中 ,交联聚合物溶液的驱油机理是 :该溶液先在大孔道中吸附和滞留 ,以提高流动阻力 ,然后逐步发生液流改向 ,使后续注入流体转向低渗透层 ,从而提高采收率。     

交联聚合物溶液封堵岩心性能研究

交联聚合物溶液是由低浓度的部分水解聚丙烯酰胺（HPAM）和柠檬酸铝（交联剂）配制成的,聚丙烯酰胺和交联剂中铝的质量配比为20：1。在封堵人造岩心时,矿化度、聚合物浓度、岩心渗透率三者之间具有一定的匹配关系时才能达到好的封堵效果。聚合物浓度及渗透率一定时。矿化度有一个上限值;提高聚合物浓度可以弥补矿化度对交联聚合物溶液封堵岩心性能的不到影响。对于低渗透率岩心,可以用提高交联聚合物溶液矿化度的方法来达到封堵岩心的目的,同时也避免出现滤饼。     

交联聚合物溶液封堵岩心性能研究

交联聚合物溶液是由低浓度的部分水解聚丙烯酰胺 (HPAM )和柠檬酸铝 (交联剂 )配制成的 ,聚丙烯酰胺和交联剂中铝的质量配比为 2 0∶1。在封堵人造岩心时 ,矿化度、聚合物浓度、岩心渗透率三者之间具有一定的匹配关系时才能达到好的封堵效果。聚合物浓度及渗透率一定时 ,矿化度有一个上限值 ;提高聚合物浓度可以弥补矿化度对交联聚合物溶液封堵岩心性能的不利影响。对于低渗透率岩心 ,可以用提高交联聚合物溶液矿化度的方法来达到封堵岩心的目的 ,同时也避免出现滤饼     

交联聚合物溶液封堵性能影响因素分析

采用核微孔滤膜过滤法研究了部分水解聚丙烯酰胺 (HPAM )浓度、相对分子质量以及HPAM与交联剂柠檬酸铝 (AlCit)的交联比 (HPAM与Al的质量比 )对交联聚合物溶液 (LPS)封堵性能的影响。试验结果表明 ,随着HPAM浓度和相对分子质量的增加 ,HPAM与AlCit反应形成的LPS通过 1.2 μm核孔膜的过滤时间延长 ,对核孔膜的封堵程度增大。但是 ,相对分子质量为 1.5 7× 10 7的HPAM形成的LPS通过核孔膜时易发生剪切 ,达到封堵平衡时对核孔膜的封堵程度低于 7.70× 10 6的HPAM形成的LPS。对LPS来说存在一个最佳交联比值 ,在此交联比值时LPS对核孔膜的封堵程度最高。同时 ,从机理上阐述了产生这些结果的原因     

交联聚合物溶液的粒度分析

应用动态光散射 (DLS)原理 ,采用高灵敏度纳米粒度分析仪 ,对低浓度部分水解聚丙烯酰胺 (HPAM )与交联剂柠檬酸铝 (AlCit)形成的交联聚合物溶液 (LPS)中的交联聚合物线团 (LPC)粒径分布进行了研究。结果表明 ,LPC的平均流体力学半径随着HPAM相对分子质量的增加而增大 ;随着交联反应时盐浓度的提高先减小而后增大。交联反应后 ,改变体系的盐浓度可影响LPC的大小 ,LPC的平均流体力学半径随体系盐浓度的提高而减小 ,随体系盐浓度的降低而增大。这说明水化的LPC内外的水可自由进出LPC ,线团具有良好的变形性。部分水解聚丙烯酰胺和交联剂柠檬酸铝浓度的改变可影响LPC的大小。采用DLS技术测得的LPC的大小基本与由SEM观测出的尺寸相符 ,说明DLS粒度分析可真实地反映体系中LPC的粒径分布     

疏水缔合型和非疏水缔合型驱油聚合物的结构与溶液特征

考察三次采油过程中所用的部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)和疏水缔合型部分水解聚丙烯酰胺(AHPAM)结构与性质的差异,通过对其结构表征以及对其增黏性、耐温性和抗盐性的测试,结合扫描电镜(SEM)对两种聚合物溶液微观结构形态的观察,讨论疏水基团的存在对聚合物溶液性质的影响。结果表明,相对于HPAM,AHPAM溶液因结构中含有的疏水基之间的相互作用使高分子间进一步形成缔合的网络结构而具有良好的增黏性、耐温性和抗盐性。     

部分水解聚丙烯酰胺/柠檬酸铝交联体系粘度在反应过程中的变化规律

利用奥氏粘度计研究了部分水解聚丙烯酰胺 /柠檬酸铝交联体系在反应过程中的粘度变化规律 ,结果表明 ,不同浓度的部分水解聚丙烯酰胺与柠檬酸铝在交联反应过程中的粘度主要呈现 3种形式的变化规律 ,对应形成3种形式的交联体系。低聚合物浓度 (低于 10 0mg/L)的交联体系 ,发生形成交联聚合物线团的反应 ,形成交联聚合物溶液 ,是交联聚合物线团在水中的分散体系 ;高聚合物浓度 (高于或等于 10 0 0mg/L)交联体系发生网状交联反应 ,生成网络结构整体凝胶 ;弱凝胶体系 (10 0～ 70 0mg/L)是上述两种体系的过渡状态 ,可同时发生交联聚合物线团反应和局部网状交联反应。对于一定聚合物浓度范围的交联体系 ,当反应过程中生成浓度较大、但仍有一定独立性的交联聚合物线团时 ,该体系出现明显的剪切稠化现象。考察了该交联体系出现剪切稠化现象的程度和浓度范围 ,并利用粒子簇理论对剪切稠化现象进行了初步探讨。交联体系在反应过程中的剪切稠化现象初步验证了不同聚合物浓度交联体系的反应机理。     

Characterization of viscoelastic properties of hydrolyzed polyacrylamide using the stress recovery experiment

Polymer solutions have very important applications in the enhanced oil recovery due to their unique viscoelastic properties increasing microscale displacement efficiency. In this paper, the viscoelastic properties of partially hydrolyzed polyacrylamide (HPAM) solution have been investigated. Results show that the viscoelastic properties of HPAM increase with HPAM concentration increasing, and decrease with the increase of sodium dodecyl sulfate (SDS).Meanwhile, adding NaCI can destroy the viscoelastic properties.     

柠檬酸铝结构形态及其对部分水解聚丙烯酰胺-柠檬酸铝体系交联性质的影响

通过分析27Al核磁共振波谱、自旋晶格弛豫时间,结合数字拟合方法、渗析法和原子吸收分光光度法,对柠檬酸铝的形态结构及其影响因素进行了研究;利用转变压法研究了pH值对部分水解聚丙烯酰胺与柠檬酸铝体系交联过程的影响。结果表明,柠檬酸铝溶液中pH值增加时,Al(1)化学位移减少;pH值降低时,Al(2)化学位移减少。在柠檬酸铝溶液中存在两种形态的铝,一种是分子态,另一种是胶态。pH值增加时,分子态铝的量减少,而胶态铝的量增加。对部分水解聚丙烯酰胺与柠檬酸铝形成低聚合物浓度体系交联过程的研究表明,该反应所需柠檬酸铝为最佳形态结构时,溶液的pH值为5.0～7.0。