小粒径聚合物暂堵剂

毕业设计（论文）

小粒径聚合物暂堵剂

学 生 姓 名 王湉 学 号 08080709 专 业 班 级 高分子材料科学与工程 指 导 教 师 张定军 副教授 提 交 日 期

材料科学与工程学院

兰州理工大学本科毕业论文

摘 要

蒙脱土与聚丙烯酰胺形成纳米复合体系的研究引起了人们的极大关注。PAM 类聚合物/黏土纳米复合材料是把纳米尺寸的黏土片层分散在PAM 聚合物基体中形成的复合材料。它吸水能力大,保水性好,凝胶强度高,不仅具有纳米材料的表面效应、量子尺寸效应等性质,而且将黏土的刚性、尺寸稳定性和热稳定性与PAM 聚合物的韧性、加工性及介电性能揉合在一起,从而明显改善了PAM 类高分子材料的物理机械性能、热稳定性、气体阻隔性和光学等性能, 提高了耐温、抗剪切、抗污染等综合性能,能更好地应用于石油钻采等领域。关于采用聚丙烯酰胺类聚合物/蒙脱土纳米复合材料制备暂堵剂,本文采用原位插层聚合法制备了聚丙烯酰胺/蒙脱土纳米复合材料类暂堵剂，并对制备工艺条件进行了优化。着重探讨了单体配比、中和度、蒙脱土含量、引发剂量、溶剂量等对复合材料溶解性能的影响。

关键词：丙烯酰胺，丙烯酸，蒙脱土，复合材料，水溶性高分子

兰州理工大学本科毕业论文

ABSTRACT

Montmorillonite nanocomposites has aroused great concern to the formation of polyacrylamide. The PAM polymer / clay nanocomposites is the nano-size clay layers dispersed in the PAM polymer matrix composites. It absorbent capacity, water retention, gel strength, not only has the surface effect of nano-materials, the nature of the quantum size effect, etc. and the rigidity of the clay, dimensional stability and thermal stability of PAM polymer toughness, workability and dielectric properties of blend together, which significantly improved the physical and mechanical properties of the PAM class of polymer materials, thermal stability, gas barrier and optical properties, improved heat resistance, shear, anti-pollution and other performance can be better used in oil drilling and other fields. Temporary blocking agent, on the use of polyacrylamide polymer / montmorillonite nano-composites using in situ intercalative polymerization preparation of PAM / MMT nanocomposites class temporary blocking agent, and the preparation conditions were optimized. Focused on the influence of the monomer ratio, and the degree of MMT content, initiator, solvent volume on the solubility of the composite.

KEYWORDS:acrylamide,acrylicacid,montmorillonite,composites,water-soluble polymer

兰州理工大学本科毕业论文

第一章 文献综述

随着油价高涨，油源资源的日益紧张，人们把开采的目光逐渐转向低渗透油井，各国油田经过注水开发后，单井含水量逐渐上升，有时候可以达到98%，但经过注水后，又能采出30%左右的原油，说明地下仍有大量尚未流动的原油或运动度低的油层存在，为了提高产量，采用各种方法对油井进行处理。

随着注水油田不断长期开发，进入开发中后期阶段以后，出现油田综合含水上升，油田开采效益逐年变差。特别是对于高孔高渗非均质砂岩油藏，由于油层的非均质性和油水粘度比的不同，随着油水界面的前进，注入水、边水等沿高渗透层不均匀前进，横向上形成注水指进，导致主力高渗透层内部开采矛盾加剧；纵向上由于层间差异，形行单层突进，油田进入开发中后期后，普遍存在油藏开采层间矛盾加剧，相当一部分主力油层已完全水淹，而含油饱和度较高的相对低渗透油层仍不到动用，从而导致油田开发难度加大、综合含水迅速上升[1]。

长庆油田所属油井地层属于低渗透油藏，为了提高采收率，绝大多数油井都进行过压裂改造，随着油田开采的不断深入，高产稳产的难度越来越大，随着油井开发年限和措施次数的增加，老井原有人工裂缝的生产潜能越来越小，单一的加大规模等重复压裂技术已不能满足油田开发增产稳油的发展需要。因此，为了提高油井产量，我们必须做一下两个方面的工作：一、针对性的选择有开发前景的油井进行二次或多次压裂改造以提高油井的产量；二、由于我们在注水开发过程中，注入水总是沿着老裂缝方向水窜，导致大部分进行过压裂改造过的老井含水率不断上升。针对这部分老井，如果还是采用常规的重复压裂方法进行延伸老裂缝，难以达到提高采收率的目的。通过现场试验表明：在压裂施工前加入暂堵剂后，封堵老裂缝，压开新缝，部分油井经过暂堵剂施工后，产油量大幅提高。暂堵剂是老井增产的有效方法之一。而油溶性暂堵剂具有优良的油溶性，能够随着原油的采出而带出地层，故对底层伤害比较小，故近年来受到研究者的广泛关注。因此开发研究新型的低伤害的暂堵剂成为重点研究方向之一。

常规的采油工艺只能采出一个油藏中原始储量的三分之一，剩余的三分之二成为提高石油采收率（EOR）研究的目标，EOR工艺中的一个主要问题是在一个注水开发“完全水淹”的油藏中如何推动渗透层带中的那些残余油，Meehan等[2]