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《中国海洋大学》 2009年
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纳滤膜软化海水配制聚合物驱油溶液的研究

郑雅梅  
【摘要】: 海上油田聚合物驱油最方便的用水来源应是海水;但直接采用海水配制聚合物溶液,由于海水矿化度很高,导致溶液粘度很低,不能满足聚驱要求。纳滤(NF)膜能够脱除水中的中、低分子量有机物及盐分,并且具有选择性分离二价及高价离子的特性,非常适于去除水中的钙、镁、硫酸根等离子,较石灰软化法、离子交换法等其他软化水工艺具有设备占地省、出水水质稳定等优点。在海上平台有限的空间内,采用纳滤软化海水进行注水配聚具有显著的实用价值。 本文基于某海上油田聚合物驱油的粘度要求,对几种纳滤软化海水及驱油聚合物进行了筛选,并在此基础上开展了聚合物与软化海水配伍性、增粘性的研究,为实际软化海水用于聚驱采油的工程应用提供了一定的参考。 针对两种编号为PAM-D和PAM-S油田聚驱用聚丙烯酰胺,本文研究了其溶液体系的粘度特性,探讨了聚合物溶液粘度的影响因素,其中包括溶解和使用温度、搅拌和剪切速率、溶液的pH值及矿化度等。结果表明聚丙烯酰胺溶液随着温度升高和剪切速率增大,粘度呈下降趋势。在强酸或强碱环境下,聚丙烯酰胺溶液的粘度衰减剧烈,甚至形成聚合物的橡胶状沉淀,适宜使用的pH范围为4-10。矿化度严重影响聚丙烯酰胺的粘度,矿化度每升高1000mg/L,粘度平均下降幅度达到16.9%;其中又以高价阳离子最为显著,如Al3+和Fe3+在很低浓度下(浓度50mg/L)就会明显地引起聚合物溶液的沉淀。同样,天然海水中浓度较高的Ca2+和Mg2+也会导致聚合物溶液粘度的显著下降,因此用于配聚的海水应予以软化处理,使两种离子的总含量控制在200mg/L以下。 在掌握了聚丙烯酰胺粘度的影响因素后,本文开展了软化海水配制聚驱溶液的研究,包括聚合物在软化海水中的溶解实验、粘度实验以及驱替实验,筛选出了适于聚驱的编号为NFI的软化海水及编号为PAM-D的聚丙烯酰胺。实验结果表明经过纳滤处理后的NFI软化海水,钙镁离子显著降低,在油藏高温环境下增粘效果显著,90天内粘度保留率在70%以上。NFI软化海水和PAM-D聚丙烯酰胺进行配聚时,显示出了良好的水溶性和增粘性,岩心驱替实验也验证了该聚合物溶液与岩心的良好配伍性。
【学位授予单位】:中国海洋大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2009
【分类号】:P734.5

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