2019年12月韦雪.高弹性T型聚合物的性能评价29
高弹性T型聚合物的性能评价
韦雪
中国石化胜利油田分公司石油工程技术研究院三采所，山东东营257000
摘要针对中髙渗透水驱油藏特高含水阶段剩余油赋存方式的变化情况，室内研制了具有选择 性的聚合物体系，该体系具有T型稳定结构，因此称为T型聚合物。在实验室对T型聚合物进行 了性能评价研究，研究结果表明：随着聚合物浓度升高，T型聚合物黏度呈上升趋势,聚合物的质量 浓度为1 500 mg/L时黏度达到125 mPa • s;高弹性T型聚合物溶液具有较弱的盐敏效应;85 <€恒 温箱放置90 d黏度保留率达到82.4% ,体系具有良好的热稳定性。关键词聚合物性能耐温耐盐弹性
目前中高渗透水驱油藏剩余油普遍分布区饱 和度相对较低，赋存方式以多孔型为主，水驱效率 低，特高含水期宏观剖面调整对改善水驱效果的 作用逐渐减少在宏观剖面调整的基础上， 实现特高含水期微观油水是今后深部调驱的 重要研究方向。针对特高含水期特点，研究了一 种可形成高弹性胶束聚集体的化学剂，实现了选
择性入孔，同时为适应高温（>80 1)油藏的需 求，在分子结构设计上引入了特殊官能团，使得化 学剂兼顾耐温性、耐盐性、热稳定性等特性。为增 强体系承压能力，设计了 T型结构，增加了化学 剂的剪切应力。在完成分子结构设计的基础上， 在实验室开展了相关性能评价研究，以更好地推 广应用该化学剂。1
实验部分
T型聚合物，胜利油田石油工程技术研究院
测试85丈下的黏弹性。1.2.3结构测定
用胜利采油厂地层水配制1 500 mg/L的T 型聚合物母液,用胶头滴管取3 ~5滴，滴在载玻 片上，在没有气泡产生情况下，将盖玻片置于载玻 片上，制成样本，用扫描电镜观察其结构。
1.2.4耐温性能测定
用胜利采油厂地层水配制5 000 mg/L的高 弹性T型聚合物母液，并稀释到1 500 mg/L,用
MCR101流变仪的旋转模式测试在不同温度下7 时的黏度。1.2.5耐盐性能测定
设置温度85
用胜利采油厂地层水配制不
时
同矿化度的高弹性T型聚合物溶液，用MCR101 流变仪的旋转模式测试在不同矿化度下7 的黏度。
1.2.6热稳定性能测定
用胜利采油厂地层水配制5 000 mg/L的高 弹性T型聚合物母液，并稀释到1 500 mg/L,置于 安瓿瓶中，充氮除氧后置于85尤恒温箱，用安东 帕MCR101流变仪的旋转模式测试在85丈及7 时的黏度变化。2
结果与讨论
黏浓关系是指高分子溶液的黏度随着溶液浓 度变化的关系。在相对分子质量相同条件下，高 分子溶液浓度越高，溶液的黏度越大，且增幅也越
1.1原料及仪器
自制;地层水，胜利采油厂，矿化度30 000 mg/L, 其中Ca2+和Mg2+的矿化度为600 mg/L。
MCR101流变仪,安东帕公司。
1.2实验方法[3_5]1.2.1增黏性能测定
用胜利采油厂地层水分别配制5 000 mg/L 的聚合物母液，并用模拟地层水稀释到不同浓度，
用MCR101流变仪旋转模式测试85丈，7 s — 1下 的黏度值。
1.2.2黏弹性测定
用胜利采油厂地层水分别配制5 000 mg/L 的聚合物母液，并稀释到1 500 mg/L，用MCR101 流变仪的振荡模式（应力〇. 1 Pa,频率0.42 Hz),
2.1增黏性能
收稿日期:2019-11 -06。
作者简介:韦雪，助理研究员，主要从事油田开发方面的工作。
精细石油化工进展
30
ADVANCES IN FINE PETROCHEMICALS
第20卷第6期
来越大。因为高分子之间互相缠绕会随着浓度的 升高而明显地增多，从而引起流动阻力增加，因此 溶液黏度增加。通过聚合物增黏性能的测定，可 以了解高分子的增黏能力。
为了进一步表征高弹性T型聚合物性能，在相 同实验条件下，测试温度为85 T ,将疏水缔合聚合 物、恒聚聚合物进行了对比，测试结果见图1。
(sdsvj/線
900
1200
1500
1800 2100 2400 2700
质量浓度/(mg. L-1)
图1 85 T下不同聚合物黏浓度变化
由图1可以看出，随着聚合物浓度的升高，黏 度呈上升趋势;T型聚合物浓度为1 500 mg/L时 黏度达到125 mPa • s。相同浓度下T型聚合物 的黏度高于疏水缔合聚合物,远高于常规聚合物。 2.2黏弹性
分别将高弹性T型聚合物、疏水缔合聚合 物、恒聚聚合物配制成质量浓度为1 500 mg/L的 溶液，测试85 t下的黏弹性，结果见表1。
表1
不同聚合物体系黏弹性
聚合物
弹性模量，C7mPa
相位角,s/(°)
T型聚合物
316.928.6疏水缔合聚合物73.9545.2恒聚聚合物
12.0
83.0
相位角90°时为纯黏性流体,相位角0°时为
纯弹性流体,相位角45°时为纯黏弹性流体，相位 角越小，体系的弹性越强。由表1可以看出，T型 聚合物体系弹性模量高，相位角小。可见T型聚 合物表现出良好的弹性特征，这种弹性特征增强 了体系的耐水冲刷能力，同时可起到微观入孔、进 行油水的作用,利于深部液流转向。2.3结构特性
高弹性T型聚合物的扫描电镜照片见图2。 该高弹性T型聚合物在溶液中以T型长链结构 为基本单元，形成了结构紧密的疏水缔合聚集体, 该聚集体在溶液中相互交联，形成了三维的空间
网络结构，弹性增强。
图2高弹性T型聚合物的扫描电镜照片
2.4耐温性
在1 500 mg/L矿化度条件下，测试了 T型聚 合物的耐温性能，结果见图3。
图3高弹性T型聚合物黏温曲线
由图3可以看出，T型聚合物体系黏度受温 度影响不敏感，在一定温度范围内高弹性T型聚 合物随着温度增加黏度略有下降，瞬时耐温可达
90弋，说明T型聚合物耐温性能较好，能满足高 温高盐油藏条件要求。2.5耐盐性
浓度为1 500 m&/L的高弹性T型聚合物和 均聚部分水解聚丙烯酰胺的黏度保留率随盐度的 变化曲线见图4。
图4高弹性和均聚聚丙烯酰胺
黏度保留率随盐度的变化
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由图4可以看出，当矿化度较低时，聚合物部 分阴离子受到阳离子的屏蔽作用，离子间产生的 静电排斥作用减弱[6],这导致了聚合物分子链收 缩，使溶液黏度下降。但与线型的均聚的聚丙烯 酰胺相比,高弹性T型聚合物溶液具有较弱的盐 敏效应，这主要是因为高弹性聚合物中含有亲水 基团氧乙烯醚的长支链结构和苯环结构,具有体 积排斥和电性排斥作用，使整个分子链的刚性增 加，在溶液中大分子主链呈现舒展状态，不易卷 曲。同时，随着矿化度的增加，溶液的极性增大, 又会使得分子链间的疏水缔合作用增强，溶液表 现出一定的盐增稠现象。2.6热稳定性
在隔绝氧气的条件下进行了 T型聚合物体 系的热稳定性测试，结果见图5。
保留率达到82. 4%。说明T型聚合物体系具有 良好的热稳定性。3
结论1)
研制的T型聚合物能够适应中高渗透高
温高盐水驱油藏堵调要求，其瞬时耐温可以达到 90 1，对矿化度敏感性低。
2)
研制的T型聚合物与疏水缔合聚合物结
构有相似之处，能够形成三维网状结构，增强了抗 剪切等性能。
3) 要求。
参考文献
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研制的T型聚合物可以进一步优化，提升
体系的耐温需求，形成系列产品适应不同阶段的
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图5高弹性T型聚合物热稳定性曲线
t
由图5可以看出，85 恒温箱放置90 d黏度
Evaluation of Properties of High Elastic T - Polymer
WEI Xue
No. 3 Oil Production Plant of Research Institute of Petroleum Engineering and Technology of Sinopec Shengli Oilfield Company, Dongying, Shandong 257000
Abstract
In consideration of the change of remaining oil occurrence in super high water cut stage of high
permeability water flooding reservoir, a selective polymer system was developed in laboratory test. This system is called T - polymer because it has T type stable structure. The performance of this T - polymer was studied in laboratory, and the results of study have shown that the viscosity of T - polymer increases as the
concentration of polymer increases and that the viscosity of polymer reaches 125 mPa. s when its concentration is 1 500 mg/L. The solution of high elasticity T - polymer has weak salt sensitivity effect, and the viscosity retention rate of polymer reaches 82.4% after it has been placed in a constant temperature oven for 90 d showing that this system has good thermal stability.
Key words
polymer； performance； heat resistance； salinity tolerance； elasticity
