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聚表剂组分分离方法及驱油性能评价

张向峰  
【摘要】:聚表剂驱是提高采收率的一项新驱油技术,在具备较强的增粘调剖性能的同时,也具有乳化和驱洗原油的双重作用。受聚合工艺的影响,现场采用的聚表剂分子量存在一个较宽的分布范围,其中不同分子量组分上接枝点密度、接枝率、接枝活性基团类型和数量存在较大差异,进而影响其驱油性能。因此,有必要对其进行分子量分离,研究不同分子量组分的增粘、乳化、驱洗原油能力及其作用机理。采用双梯度淋洗法和沉淀法,将聚表剂按相对分子质量大小进行分级,得到聚表剂的分子质量分布,快速高效地分离出了聚表剂大、小分子组分。对不同分子量组分进行的红外光谱表征和核磁共振(1HNMR)分析,结果表明分离前后大、小分子组分分子结构相似,区别在于相对分子质量的大小和单位质量疏水基团含量。对比分析了组分分离后的大、小分子聚表剂的溶液特性。分离后相同浓度下大、小分子的粘度均有所降低,小分子粘度降低更为显著;扫描电镜(SEM)分析直观展现了不同分子量组分在溶液中的聚集体形态,解释了其增粘性能存在差异的微观机理;BI型聚表剂耐盐性能略优于BIII型聚表剂,分离后在相同盐浓度下,大、小分子聚表剂的粘度均低于分离前的粘度。BI型聚表剂溶液有较强的粘度稳定性能,粘度保留率高,分离后稳定性能下降。在相同温度、浓度、矿化度条件下,BI型聚表剂具有更好的粘弹性能。不同聚表剂浓度和水油比条件下,聚表剂乳状液均为水包油型,乳状液粒径随着乳状液浓度的提高而减小;分离后的大分子聚表剂乳状液粒径有一定的增大,小分子乳状液粒径有一定的减小。乳状液稳定性随着聚表剂浓度的提高有所提高,随着水油比的提高,稳定性有所下降。分离之后的大分子乳状液稳定性下降,而小分子乳状液的稳定性有所提高,表明小分子的加入更利于乳状液体系的稳定。聚表剂小分子体系中含有更多的活性基团,其乳状液粘弹性能优于大分子组分乳状液。岩心驱替实验结果表明:BI型聚表剂流度控制性能更好;BⅢ型聚表剂洗油效率更高。不同组分的驱油效果关系为:未分离聚表剂小分子组分大分子组分。通过岩心CT扫描成像及微观驱油模型实验研究了不同分离聚表剂组分驱替的油水分布状态和流动规律,揭示了各分离组分的EOR机理。


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