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疏水缔合聚合物溶液的流变性及粘弹性研究

周长静  
【摘要】:疏水缔合聚合物是目前理想的抗盐抗温和抗剪切的新型聚合物。由于其独特的耐温抗盐及其抗剪切性,疏水缔合聚合物成为目前世界石油工业,特别是三次采油领域聚合物未来发展的趋势和方向。 目前,大多数研究发现,在宏观条件下,疏水缔合聚合物溶液浓度在低于临界缔合浓度(CAC)时,其溶液主要发生分子内缔合;在高于CAC时,聚合物溶液中主要发生分子间缔合,使得疏水缔合聚合物溶液中产生“结构”,形成“动态物理交联网络结构”,增加了流体力学体积,大大提高了聚合物溶液的粘度。 正是由于缔合聚合物这种网络结构的存在,使得这种聚合物在大规模推广应用之前,还有许多问题需要进一步认识和解决,主要包括:缔合聚合物在溶液中形成的网状结构对溶液的流变性、粘弹性的影响以及与高分子量聚丙烯酰胺溶液在相同条件下的流变性、粘弹性的区别;缔合聚合物结构溶液与高分子量聚丙烯酰胺溶液在多孔介质中的流变特性、粘弹性的区别以及缔合聚合物溶液的粘弹性对驱油效率的贡献大小等。 为了解决和认识上述问题,本文从缔合聚合物结构溶液特点出发,研究了以下几个方面: 1、研究了两种不同分子结构的缔合聚合物和高分子量聚丙烯酰胺溶液在不同浓度、矿化度以及温度时对溶液的流变性以及粘弹效应的影响: 2、研究了不同分子结构的缔合聚合物和高分子量聚丙烯酰胺溶液在多孔介质中渗流时的流变性及粘弹性; 3、研究了具有相同表观粘度的缔合聚合物和黄原胶在多孔介质中的驱油效率,验证了缔合聚合物溶液的粘弹性对驱油效率的贡献。 通过上述研究工作,进一步证实了缔合聚合物结构溶液驱油的有效性;初步获得缔合聚合物分子结构与其溶液流变特性及粘弹性的关系,溶液流变特性与孔隙渗流、驱替特性的关系以及与驱油效率的关系,为设计适合油田驱油工作液良好流变性能的缔合聚合物分子结构提供理论依据和实验基础,同时也为油田筛选合适分子结构的缔合聚合物提供理论指导。


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