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污水配注聚合物驱油实验研究

作　者: 李霞
导　师: 于洪江
学　校: 西安石油大学
专　业: 应用化学
关键词: 聚合物驱油剂污水耐温抗盐驱油效果
分类号: TE357.46
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

在聚合物驱油过程中,聚合物的性能对提高驱油效率起到了至关重要的作用。为保证聚驱效果,聚合物驱油过程中一般采用低矿化度清水配制聚合物溶液。但随着聚合物驱工业化的推广,油田消耗清水量越来越多,同时也造成污水过剩而大量外排的问题。直接导致了水资源的浪费和严重污染环境。为了解决这一矛盾,使油田污水得以循环利用,污水配注聚合物驱油是近年来三次采油领域的研究热点之一,此方法具有高效、环保、节能等特性,可提高原油采收率、节约水资源、减少环境污染等,其应用前景比较广泛。但是,国内外当前对污水配注聚合物驱油的应用研究主要集中在清水配制污水稀释方面,直接用污水配注在油田领域的应用不多。因此寻找一类适用于大规模油田领域的具有高效性能污水配注的聚合物具有重要的意义。本文分析了污水中各因素对聚合物产品表观粘度的影响,提出了采取提高聚合物产品性能的方法来解决污水配注聚合物驱油的问题。以丙烯酰胺、AMPS、功能试剂为主要原料,采用胶束聚合工艺合成了具有疏水性基团的缔合聚合物,通过正交因素分析优化了反应条件,提高了产率。并通过红外光谱对其结构进行了进一步的确认。在此基础上,将所合成的新型聚合物进行了基本物理化学性能研究,如溶解性、耐温性、抗盐性及抗剪切性等性能的测定,确保了合成的新型聚合物具有一定的耐温抗盐抗剪切性能。着重对所合成的新型聚合物进行污水配注在油田驱油方面的应用进行了评价。作为污水配注聚合物驱油方面的应用评价中,对污水配注聚合物进行了粘弹性、流变性和驱油性试验,发现溶液质量浓度、临界缔合浓度、矿化度、温度等是影响污水配注溶液流变特性和粘弹性的重要因素；岩心流动实验表明,相同流速条件下,聚合物溶液浓度越高、分子量越大或矿化度越小,压差越高,驱油效果越好。实验结果表明：新型聚合物用污水配制后与油层配伍性好,在油层中有更高的粘度,驱油效果好,相对于二次采油采收率提高了7.25%。

全文目录

摘要  3-4
ABSTRACT  4-9
第一章绪论  9-16
  1.1 三次采油的重要性  9-10
    1.1.1 三次采油的方法  9
    1.1.2 影响三次采油的因素  9-10
  1.2 聚合物驱油  10-13
    1.2.1 聚合物驱油剂  11
    1.2.2 聚合物驱油机理及存在问题  11-13
  1.3 污水配注聚合物驱  13-15
    1.3.1 污水配注聚合物驱油国内现状  13-14
    1.3.2 污水配注聚合物驱存在的问题  14-15
  1.4 本论文研究思路、目的及意义  15
  1.5 本文的研究内容  15-16
第二章污水对聚合物粘度的影响因素及处理方法  16-29
  2.1 实验部分  16-18
    2.1.1 实验药品仪器与设备  16-17
    2.1.2 实验内容  17-18
  2.2 结果与讨论  18-28
    2.2.1 钠、钾离子对聚合物粘度的影响  18-19
    2.2.2 钙、镁离子对聚合物粘度的影响  19
    2.2.3 铁离子对聚合物粘度的影响  19-20
    2.2.4 pH值对聚合物粘度的影响  20-21
    2.2.5 温度对聚合物粘度的影响  21-22
    2.2.6 矿化度对聚合物溶液粘度的影响  22-23
    2.2.7 不同暴氧时间对污水配聚合物粘度的影响  23
    2.2.8 污水配聚合物改性剂对聚合物粘度的影响  23-25
    2.2.9 水质稳定剂对污水配聚合物粘度的影响  25
    2.2.10 有机交联剂对污水配聚合物粘度的影响  25-26
    2.2.11 表面活性剂对污水配聚合物粘度的影响  26-28
  2.3 本章小结  28-29
第三章新型聚合物的合成及性能评价  29-42
  3.1 聚合物分子合成  29-30
    3.1.1 聚合物分子设计思路  29-30
    3.1.2 聚合物合成路线  30
  3.2 实验部分  30-31
    3.2.1 实验试剂及仪器  30-31
    3.2.2 实验内容  31
  3.3 结果与讨论  31-41
    3.3.1 新型聚合物的合成工艺选择  31-37
    3.3.2 正交实验设计  37-38
    3.3.3 合成产物结构表征  38-39
    3.3.4 新型聚合物的临界浓度  39-40
    3.3.5 新型聚合物耐温抗盐性能分析  40-41
  3.4 本章小结  41-42
第四章污水配新型聚合物的性质  42-51
  4.1 污水配新型聚合物的临界缔合浓度  42-43
  4.2 污水配聚合物溶液的抗盐性  43-44
  4.3 污水配聚合物溶液的耐温性  44-45
  4.4 污水配聚合物溶液的抗剪切性  45-46
  4.5 污水配聚合物溶液的长期稳定性  46-47
  4.6 污水配聚合物溶液的粘弹特征  47-50
    4.6.1 污水配初始粘度相近流体的粘弹性  48-49
    4.6.2 污水配初始制粘度相近流体的剪切稀释性  49-50
  4.7 本章小结  50-51
第五章污水配注聚合物驱油  51-58
  5.1 实验材料和仪器  51-52
    5.1.1 实验材料  51-52
    5.1.2 实验仪器  52
  5.2 实验过程  52-53
    5.2.1 确定岩心参数  52
    5.2.2 实验步骤  52-53
    5.2.3 岩心驱替装置及流程  53
  5.3 结果与讨论  53-57
    5.3.1 污水配注聚合物溶液浓度与驱油效率的关系  53-54
    5.3.2 污水配注聚合物粘度与驱油效率的关系  54-55
    5.3.3 岩心渗透率与污水配注新型聚合物溶液提高驱油效率的关系  55
    5.3.4 不同驱替速度下的采收率  55-56
    5.3.5 相同初始粘度下污水配注聚合物溶液的采收率  56-57
  5.4 本章小结  57-58
结论  58-59
致谢  59-60
参考文献  60-63
攻读硕士学位期间发表的论文  63-64
详细摘要  64-74

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中图分类: > 工业技术 > 石油、天然气工业 > 油气田开发与开采 > 采油工程 > 提高采收率与维持油层压力（二次、三次采油） > 热力、混相、化学驱油(EOR,三次采油) > 化学驱油
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