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KYPAM聚合物的降解和成胶性质的研究及现场应用

王家印  
【摘要】:根据中原油田濮城沙二上~(2+3)油藏性质、污水状况及控水稳油技术要求,选择了KYPAM聚合物(抗盐性梳型丙烯酰胺类聚合物,分子量1700~1900万,水解度25~30%)和3630s聚合物进行了抗盐实验的对比分析,并采用抗盐性较好的KYPAM进行了降解、成胶性质和现场应用的大量实验研究。 本文研究了盐度和盐类型、pH值、剪切速率对KYPAM的影响,考察了KYPAM的热氧降解和Fe~(2+)、Fe~(3+)、H_2S降解,综合研究了现场新鲜污水导致聚合物的粘度降低问题,对每一种降解因素进行了机理分析并给出了相应的处理方法。 实验结果表明KYPAM具有较好的抗一价阳离子性质,而二价阳离子对其降解依然严重,80℃条件下,2000mg/L二价盐可使粘度下降到5mPa.s;随剪切速率增加粘度下降,特别是含盐条件下,剪切作用后粘度仅5~10mPa.s,在较高温度和存在氧气条件下也会导致聚合物粘度损失;当过渡金属铁离子存在时,聚合物降解十分严重,3~5mg/L的Fe~(2+)离子能在1小时内使聚合物溶液(35.9mPa.s)粘度降至1.63mPa.s,Fe~(3+)浓度达到40mg/L后才能使KYPAM产生降解,H_2S也能使聚合物产生降解,当H_2S浓度为10mg/L左右时,2小时内使聚合物溶液粘度丧失(5mg/L=,H_2S还是一种强还原剂,它能把注入液中的Fe~(3+)还原成Fe~(2+),使地层中聚合物降解,采用濮二联新鲜污水(含H_2S和Fe~(2+)、Fe~(3+))配制的聚合物溶液几乎没有粘度,说明聚合物很快降解。针对聚合物的降解问题,本论文研究了相应的控制方法,盐浓度过高时可进行清污水混配,硫脲是有效的除氧剂(仅需100mg/L),Fe~(2+)和H_2S可采取暴氧方式去除水中溶解的H_2S及地层中H_2S可采用实验室研制的AS H_2S吸收剂,吸收效果非常明显,同时碱式碳酸盐和醛都具有H_2S吸收作用。实验表明除去H_2S和Fe~(2+)、Fe~(3+)非常重要,否则将导致聚合物不成胶的严重后果。 针对濮城高温高盐油藏(81℃,含盐6~10×10~4mg/L)特点,在保证聚合物最大限度减小降解作用的基础上,研究不同交联剂(有机铬、活性酚醛CR-1、酚醛及铬+酚醛复合体系)与KYPAM的成胶性质,考察聚合物浓度、交联剂浓度、pH值、盐度和温度的影响。


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