耐盐型聚合物调剖剂的影响因素研究

于欣，李磊，郭继香

（1.天津渤海职业技术学院，天津300402；2.中国石油大学（北京），北京102249）

耐盐型聚合物调剖剂的影响因素研究

于欣1，李磊1，郭继香2

（1.天津渤海职业技术学院，天津300402；2.中国石油大学（北京），北京102249）

针对耐盐型聚合物GY-5调剖剂，分别考察地层水矿化度、聚合物浓度、交联剂浓度以及pH值等因素对聚合物成胶情况的影响，确定最佳使用条件，并着重分析了各种因素的影响。

耐盐聚合物；调剖剂；影响因素

本文针对实验室研制的耐盐型聚合物GY-5调剖剂进行性能评价，分别考察地层水矿化度、聚合物浓度、交联剂浓度以及pH值等因素对聚合物成胶情况的影响。

1　实验部分

1.1实验材料与仪器

1.1.1实验材料

药品：耐盐型聚合物GY-5，相对分子质量1800万，北京博瑞泵克科技发展公司；交联剂SC-100；固化剂。

1.1.2实验仪器

实验仪器：黏度计，DV-II，美国BROOKFIELD；电子天平，FA2004C，上海越平科学仪器有限公司；磁子搅拌器，JB-1，上海雷磁新仪器有限公司；干燥箱，电热鼓风，上海一恒科学仪器有限公司；压力容弹；烧杯，200mL容量。

1.2实验方法

1.2.1模拟水的配制

配制500mL不同矿化度模拟地层水，配方如表1：

表1　不同矿化度模拟地层水的配方

1.2.2矿化度对成胶性能的影响

分别用不同矿化度的模拟地层水配制浓度为0、2000、5000、8000、10000、12000、15000、18000mg/ L的耐盐型聚合物GY-5溶液，取200g耐盐型聚合物GY-5溶液，加入0.60g交联剂SC-100和0.50g固化剂，搅拌均匀，用塑料薄膜密封，40℃下测其黏度。考察矿化度对其成胶性能和成胶时间的影响。在40℃烘箱中每隔2h测一次聚合物黏度，直至黏度不再增大为止。此时记录其成胶时间分别为: 7、22、23、25、26、28、30、32h。

1.2.3聚合物浓度对成胶性能的影响

蒸馏水配制不同浓度的聚合物溶液，分别为500 mg/L、1000 mg/L、1500 mg/L、2000 mg/L、2500 mg/L。取溶液200g，加交联剂0.50g和0.50g固化剂，搅拌均匀，用塑料薄膜密封，于40℃烘箱中每隔2h测一次聚合物黏度，直至黏度不再增大为止。此时记录其成胶时间分别为：20、15、10、9、7h。

1.2.4交联剂SC-100对聚合物成胶性能的影响

配制浓度为1000mg/L的耐盐型聚合物溶液，加入1.00g固化剂（20%），改变交联剂SC-100用量，分别为0.50g，0.75g，1.00g，1.25和1.50g。在40℃烘箱中每隔2h测一次聚合物黏度，直至黏度不再增大为止。此时记录其成胶时间为:26、22、20、18、7h。

1.2.5pH值对聚合物成胶性能的影响

配制浓度为1000mg/L的耐盐型聚合物溶液，加入0.30g交联剂SC-100和0.20g固化剂，调节溶液的pH值分别为pH=5、pH=6、pH=7、pH=8、pH=9，分别测其成胶后黏度，考察pH对其成胶后黏度的影响。

2　结果与讨论

2.1矿化度对不同聚合物成胶性能的影响

不同矿化度下耐盐型聚合物溶液在40℃下成胶前后的黏度变化如图1所示。

图1　不同矿化度下耐盐型聚合物成胶后的黏度变化

从图1中可以看出，受所加交联剂SC-100和固化剂的影响，成胶后黏度较大。随着矿化度增加，黏度下降幅度较小，表现出较好的耐盐性。可适当改变浓度、交联剂SC-100和固化剂的用量做进一步的高温高盐性实验。

2.2聚合物浓度对成胶性能的影响

不同浓度下耐盐型聚合物溶液成胶前后的黏度变化如图2所示。

图2　不同浓度下耐盐型聚合物成胶后的黏度变化

从图2和1.2.3中所记录的成胶时间表中可以看出，聚合物浓度对耐盐型聚合物溶液成胶后的黏度的影响显著，聚合物浓度增大，黏度显著增大，成交时间缩短。考虑到成交时间太快或初始黏度太大影响注入性能，所以耐盐型聚合物的最佳检测用浓度为1000mg/L。

2.3交联剂SC-100对聚合物成胶性能的影响

浓度为1000mg/L耐盐型聚合物溶液在固化剂用量为20%时，不同交联剂用量下成胶后黏度变化如图3所示。

图3　不同交联剂用量下的耐盐型聚合物溶液成胶后黏度的变化

从图3和1.2.4中所记录的成胶时间可以看出，随交联剂用量的增加，成胶时间缩短，成胶后黏度先增大后降低。在低用量时，聚合物的成胶黏度随着交联剂SC-100用量的增加而减小，但当交联剂SC-100用量超过一定的量时聚合物成胶后的黏度会明显下降。交联剂SC-100的最佳用量为1.00g。

2.4pH值对耐盐型聚合物成胶性能的影响

pH值对耐盐型聚合物溶液在40℃下的成胶后黏度的影响如图4所示。

图4　pH值对耐盐型聚合物溶液成胶后黏度

由图4可看出，pH=8时，成胶黏度远远大于其它，所以可得出适宜的pH为8，酸性条件下成胶明显加快，但黏度较低。pH大于10时，耐盐型聚合物很可能发生了水解。

3　结论

3.1地层水矿化度的影响

体系的抗盐性是决定调剖剂性能的重要指标，因为大分子聚合物在高离子度的环境下会发生卷曲，影响交联，因此对配方抗盐性进行考察是现场试验成功的关键。从中可看出矿化度越高，体系成胶时间越长，成胶速度越慢。

3.2聚合物浓度的影响

实验结果显示，聚合物浓度对成胶行为有较大的影响，随着聚合物用量的增大，成胶时间缩短，形成的胶体强度增大。当聚合物浓度偏低时，体系黏度低且增加很慢，成胶时间过长而聚合物浓度偏高时，虽然体系黏度大且增加很快，但成胶时间又太快，所以要选择合适的成胶时间，在合适的成胶时间下黏度越大越好。而且还要考虑初始黏度小于100mPa·s，否则现场注入压力太大，会导致注入困难。

3.3交联剂浓度的影响

实验结果表明，交联剂浓度偏低时，体系黏度低且增加很慢，成胶时间增长，交联剂浓度偏高时，黏度增大但成胶时间缩短。这是由于交联剂质量分数增大，可提供更多的交联点，与聚合物交联的机率增大，因此成冻时间短。交联剂浓度过大时，黏度反而降低，这是由于聚合物溶液交联过度生成的凝胶发生脱水所致。

在交联剂浓度一定时，提高聚合物浓度可以缩短体系的交联时间，但缩减的幅度不大。由于聚合物价格高，不宜采用改变聚合物浓度浓度的方法控制体系交联时间。

3.4pH值对体系黏度的影响

体系的pH值也是决定交联条件和影响交联速度的一个重要因素。pH值对成胶时间的影响很敏感，pH降低，成胶时间显著缩短，最佳pH基本为中性，无需专门调节pH，对于pH较低的地层，可适当加大延缓剂用量，来维持较长的成胶时间。在成胶条件下，pH值增大有利于胶体的形成和稳定性的增加，通过实验，适合本体系的最佳的pH为8.0。

10.3969/j.issn.1008-1267.2016.04.007

TE254+.4

A

1008-1267（2016）04-0020-03

2016-03-20

于欣（1987～），女，教师，硕士研究生，主要研究方向：石油化工。