微凍膠堵劑的制備、性能評(píng)價(jià)及應(yīng)用研究.pdf

1、本文選擇了3種制備方法——剪切交聯(lián)方法、乳液聚合方法和沉淀聚合方法制備微凍膠。其中，剪切交聯(lián)方法是以聚合物(大分子)為原料的制備方法；乳液聚合方法和沉淀聚合方法則是以單體(小分子)為原料的制備方法。本文主要以剪切交聯(lián)產(chǎn)品為主要研究對(duì)象。 為確定剪切交聯(lián)反應(yīng)時(shí)間，利用HAAKE RS150旋轉(zhuǎn)流變儀研究了DF500與CrCl<,3>在穩(wěn)定剪切流動(dòng)下的交聯(lián)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)，得到了其交聯(lián)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)方程為： l/<,t<,g>>∝γ<'0.3

2、1>·[Cr<'3+>]<'0.62>·[-COO<'->]<'2.90>·[H<'+>]<'-0.68>式中t<,g>為初始成凍時(shí)間，γ為剪切速率，[Cr<'3+>]為鉻離子濃度，[-COO<'->]為成凍體系中的羧基濃度，[H<'+>]為氫離子濃度。通過(guò)改變體系交聯(lián)反應(yīng)溫度，得到穩(wěn)定剪切條件下交聯(lián)反應(yīng)的表觀活化能為60.56 kJ·mol<'-1>。 提出了用管流剪切方式制備微凍膠的方法，并通過(guò)理論分析了這種方式的可行性。本

3、試驗(yàn)中選用BT-100B蠕動(dòng)泵作為剪切設(shè)備，使成凍體系在蠕動(dòng)泵軟管中流動(dòng)，利用蠕動(dòng)泵的嚙合作用和管流的剪切作用制備微凍膠。 研究了微凍膠分散體的一些性質(zhì)，主要包括：粒徑、微觀形貌、體系粘度、特性粘數(shù)和Huggins常數(shù)等。 用動(dòng)態(tài)光散射儀測(cè)定了剪切交聯(lián)微凍膠產(chǎn)品的粒徑分布。通過(guò)改變剪切速率γ以及成凍體系中聚合物質(zhì)量濃度ρ<,p>、配制水礦化度ρ<,NaCl>可以得到平均流體力學(xué)直徑d與它們之間的指數(shù)關(guān)系為： d∝γ<'-

4、0.1062>·ρ<,p><'0.7174>·ρ<, NaCl><'-0.1677>用原子力顯微鏡研究了剪切交聯(lián)微凍膠產(chǎn)品的微觀形貌。試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，微凍膠在溶液中的形狀主要以柱狀或條狀為主，長(zhǎng)短軸的比例在2：1～3：1之間，微凍膠顆粒的這種形貌主要是由制備條件決定的。 通過(guò)巖心流動(dòng)試驗(yàn)考察了微凍膠分散體在巖心中的注入能力、封堵能力、以及驅(qū)油能力。 用多點(diǎn)測(cè)壓填砂巖心考察了聚合物驅(qū)-水驅(qū)、微凍膠驅(qū)-水驅(qū)過(guò)程中阻力系數(shù)與注入孔隙