油田用聚丙烯酰胺的制备与实验

李佳(中油辽河油田公司钻采工艺研究院， 辽宁 盘锦 124010)

油田用聚丙烯酰胺的制备与实验

李佳(中油辽河油田公司钻采工艺研究院， 辽宁 盘锦 124010)

聚丙烯酰胺(PAM)作为油田生产开发后期堵水调剖剂和三次采油驱油剂，其性能直接影响封堵和驱油效果。它的性能取决于其聚合度、分子量、聚合类型等。文章介绍了油田用PAM的制备与实验，并分析了聚丙烯酰胺的浓度、交联剂的浓度、酸碱度等因素对成胶时间和凝胶年度的影响。对最优配方进行了模拟岩层封堵实验。

聚丙烯酰胺;制备;测试;影响因素

PAM类[1]驱油剂大规模应用于油田开发后期生产井聚合物驱提高采收率，部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)是PAM类驱油剂中应用最广泛的一种[2]。PAM是丙烯酰胺(AM)及其衍生的均聚物和共聚物的统称[3]。下面介绍了PAM的制备方法及其室内实验，对实验效果进行了详细分析。

1 主要实验原料

采用部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)为原料，其分子量1100-1300万，水解度25-30%；树脂交联剂(J-1)；PH调节剂；以及稳定剂。

2 PAM制备方法

按实验所设计浓度准确称定量HPAM，搅拌并缓慢加至清水中，低速均匀搅拌2h，使HPAM充分地溶解，配制好不同的浓度的HPAM溶液，调节酸碱度到5-5.5，依次加入树脂交联剂和稳定剂，分散均匀后，放进设定温度的恒温水浴箱中。

3 实验内容

3.1 聚丙烯酰胺浓度的影响

量取定量浓度为0.2%的J-1，改变HPAM的浓度，在55℃下，使用RV-12型的粘度计，在剪切速率为6S-1的条件下，测定HPAM/J-1的成胶体系在不同时间情况下的粘度，具体数据见表1：

表1 不同浓度的HPAM的HPAM/LH-1的成胶体系的粘度值

从表1数据可以得出，在配制后72-144h的粘度达到最大数值，随后变化较小，随着HPAM的浓度增大，粘度也随之增大，而交联延续时间有缩短倾向。

3.2 交联剂浓度的影响

以往的室内实验结果说明，交联剂浓度过低时形不成稳定的可流动聚合物，浓度过高时形成的凝胶粘弹性弱，不稳定，易脱水。在适宜的交联剂浓度范围内改变交联剂浓度，取HPAM浓度为0.2%，在55℃下测定了HPAM/J-1成胶体系的粘度，结果见表2：

从表2可以得出，在HPAM的浓度一定时，随交联剂的浓度的增加，交联延缓时间缩短，而粘度则随交联剂浓度增加而增大。

3.3 酸碱度的影响

酸碱度是HPAM/J-1成胶体系中非常敏感的影响因素之一，酸碱度过高，即为碱性环境时体系不能发生交联反应，不能成胶。当酸碱度过低，即为酸性环境时,交联反应过快，时间过短，会产生过度交联的现象，形成了冻胶脆，并且会脱水。以往室内大量实验充分证明，酸碱度的最佳范围在4.5-5.5之间。

表2 不同浓度的LH-1的HPAM/LH-1的成胶体系粘度值

3.4 模拟岩层的封堵实验

使用最优配方进行模拟岩层封堵实验，按照标准进行实验数据记录。具体配方如下：聚丙烯酰胺0.3%，交联剂0.25%，促凝剂0.1%，稳定剂0.05%。

表3 调剖、调驱剂在模拟岩层中的测定数据

从表3可以看出，优选研制的聚丙烯酰胺调剖、调驱剂，具有良好的封堵效果，封堵率能够达到90%以上，完全可以满足油田调剖、调驱的需要。

4 结论

①使用HPAM作为原料制备堵水调剖剂或者调驱剂时，要控制树脂交联剂的比例大约在0.2%～0.25%。②在进行实际应用时，要控制好凝胶时间和酸碱度，配制后的最佳时间在72～144h，酸碱度要调在5～5.5。③利用此配方进行封堵和调驱，能大幅度降低油井出水率，提高油井的采收率，带来巨大的经济效益和社会效益。

[1]周宝良.应用空间广阔，我国聚丙烯酰胺将进入黄金发展期[J].中国石油和化工，2009,(11)：25.

[2]王爱国，周瑶琪等.适于油田污水的聚丙烯酰胺合成及配制工艺研究[J].2007,(5)：31.

[3]刘建平，王雪芳，杨小敏.高分子量聚丙烯酰胺的合成与应用进展[J].化学工程师，2010,(8)：26.

李佳(1970- )，女，毕业于中国石油大学(山东)，本科学位，石油工程专业，工程师，主要从事压裂液、酸化液、钻井液和完井液等入井流体的检测。