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聚丙烯酰胺类堵水剂

发布日期:2021-01-13 09:23:30

在整个引进过程中,低矿化度地层水慢慢取代了高矿化度引入盐水,使聚合物分子结构伸展开来,在合理堵塞地层水流动性的情况下,气体仍然可以从孔洞中伸展开来;非无机化合物聚丙烯酰胺的选择,以及用屈伸剂(SA)对吸气聚合物进行有机化学处理,使之伸展开来。

  pam是近几年在油气田应用较为普遍的一种专用型堵水剂,说白了,就是用来堵水的,这种水,就是油气田的灌水。堵塞剂一般指用于生产井堵水的改性剂,而调剖剂指用于注深水井调整吸湿模型的改性剂,通称为“堵塞剂”或“堵剂”。长期以来,油气田一般采用的堵水方式有机械法和化学法两种,机械法堵水是用隔离器卡开出隔水层位在井室内,阻止水进入管井。化学堵塞是利用有机化学堵塞剂的物理作用堵塞出水层。根据现阶段应用与发展的趋势来看,主要是化学堵水。
  根据白边填料堵剂与原来堵剂原理不同,有机化学堵剂可以分为非选择性堵剂和选择性堵剂两种。不能选择的堵水就是指堵剂堵漏白边填料和隔水层;不能选择的堵水就是指堵剂只与水有效,不与油有效,因此只对谁造成白边填料的堵塞危害很小。此外,根据堵水工程施工规范的不同,还可分为永堵剂和暂堵;按加工工艺标准划分为双液法和双组份法两种堵水剂;按堵水形状划分为冻胶型、疑胶型、沉定型和胶体溶液分散等;按堵水性质划分为高温型、大孔洞型、低渗型、高矿化度等。
  前期使用聚合物聚丙烯酰胺为主,引入地层后水分有限,不会对产气造成伤害,是一种廉价的解决方案。
  荷兰ZaitounA等人根据PAM堵水技术的基本原理,明确提出了两种改进方法:采用正丁酸/丙烯酸预聚物部分水解反应,在高矿化度的水中形成分子结构,在低矿化度的水中拉伸,首先将正丁酸/丙烯酸预聚物加入高矿化度高于地层水的盐水中,再将其注入地层。在整个引进过程中,低矿化度地层水慢慢取代了高矿化度引入盐水,使聚合物分子结构伸展开来,在合理堵塞地层水流动性的情况下,气体仍然可以从孔洞中伸展开来;非无机化合物聚丙烯酰胺的选择,以及用屈伸剂(SA)对吸气聚合物进行有机化学处理,使之伸展开来。例如选择1%K2CO3作为屈伸剂,就可以使PAM引起适当的偏碱水解反应,使其就地屈伸。
  罗ogozaZI研制了一种阻水剂,其组成如下:聚丙烯酰胺的水解反应0.3%~1.42%(与摩尔质量相当)、铬钾钒的阻水剂0.41%~0.09%、亚硝酸钠0.41%~3.00%、氯铵0.32%~2.35%、水。配好后,每组分均按顺序加入,搅拌均匀,组分在地层间隙内加温至60℃以上,氯铵和亚硝酸钠反应产生N2,使原组分在间隙内体积增大,在间隙内保持牢固,具有良好的防水防火效果
  Malocco等利用聚丙烯酰胺在低温下与Ca2+、Fe3+、Al3+、Cr3+等离子体交联,实现聚合物堵水。根据加工工艺,聚丙烯酰胺和Cr3+或Al3+阳离子部分水解,导致地下聚合物和疑似胶的稳定化学交联。
  利用聚丙烯酰胺进行堵水,是油气田最经典、最常用的技术方法。基础模式是根据单个聚丙烯酰胺的高含量的吸气特性。吸气聚合物分子结构会在孔内壁形成一层几乎不透水的层状结构,合理地限定流动(湿相),同时安全孔隙度通道的管理中心保持气体流动(非湿相)。这种方法的实际效果立即与吸收层的厚度有关(与孔隙度尺寸相比)。对于占有较高比例的油气藏或裂缝性油气藏,流动安全通道比较高分子大小大一个量级,从而促使该模式基本失效。为了解决这一问题,早就研制开发出了几种新型偶联剂。耦合剂一般为鞭毛抗原金属离子,能在安全的孔隙性通道中生成聚合物网络。尽管这样解决可以堵住水源,但也有失去选择性的风险。实际上,由于气孔安全通道管理中心被聚合物-因特网所占据,非湿相——气体的流动性和水一样受到管制。
  其中一个方法是利用正丁酸-丙烯酸酯预聚物的环形分子结构,在盐水中聚集,在谈水中澎涨,具有独特的性质。在无盐条件下,同一分子结构的丙烯酸酯官能团异构所需要的负电荷相互冲突,导致环状分子结构的“涨”;当存在盐条件下,小的正离子遮蔽聚合物的负电荷,导致“收”。这种水动力能力的变化使得HPAM聚丙烯酰胺聚合物在低盐盐水中具有高粘度,但在高盐盐水中粘度要小得多。
  这种方法是采用HPAM聚丙烯酰胺水溶液,其含水量比油气藏盐水含盐量高,在此条件下,聚合物分子结构的朔朔性较小,使得该水溶液在引入期具有较高的粘度,而且在此条件下,Hpam聚丙烯酰胺对HPAM聚丙烯酰胺的吸附能力要强于澎涨情况。因此,在孔壁上产生了高密度的吸光层。石油和天然气开采过程中,低矿化度盐水缓慢稀释,高矿化度盐水缓慢冲淡,使吸水层层澎涨。这样,就合理地限定了地层的盐水产量,另外,气体的流动性还可以再一次通过孔洞管理中心。
  PAM是最常用的堵剂,其他堵剂也以其改性物质产品或化合物为基础。

 
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