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深部调驱颗粒是一种高吸水性材料,吸水膨胀后具有一定的粘弹性、强度和保水性,具有耐温抗盐性能、配制简单、施工方便、对非目的层污染少等优点。亲水特性使其在不同油藏条件下能显著改变其体积大小;三维骨架结构能在地层深部形成堵塞,改变流体流向;在外力作用下,吸水膨胀后能发生可逆形变。利用这些特性,结合油藏压力场的变化,就能实现深部流体转向的目的。本文通过反相悬浮聚合法制备了两种深部调驱颗粒,研究了合成工艺,并对其作了表征及评价,主要研究内容及成果如下: 以Span60为分散剂,环己烷为连续相,N,N’—亚甲基双丙烯酰胺为交联剂、过硫酸钾为引发剂,合成了深部调驱有机颗粒和深部调驱复合颗粒,以凝胶的膨胀倍率和粘弹性为指标,考察了反相悬浮聚合体系稳定性的影响因素和深部调驱颗粒基本性能的影响因素,结果表明:当油水比为5:1、中和度大于80%、分散剂用量大于4.5%(相对油相)、助分散剂用量大于1%(相对油相)、聚合初期温度低于60℃,搅拌速度为350rpm时,体系稳定性好,产物成粒性好;合成深部调驱有机颗粒的最佳配比:分散剂5.5%、引发剂1.01‰、交联剂0.146‰、AMPS 8%、丙烯腈5%、丙烯酸11.2%、中和度81%,制得的产物在15×10~4mg/L氯化钠水溶液中膨胀倍率为63g/g、4.5×10~3mg/L氯化镁溶液中膨胀倍率为62g/g、1.5×10~3mg/L氯化铁溶液中膨胀倍率为74g/g,粘弹性级数为Ⅳ(中弹性变形胶);含30%粘土的深部调驱复合颗粒比深部调驱有机颗粒的膨胀倍率、强度有所提高。 IR、DTA的结果表明,两种颗粒均有很好的耐温性能,起始降解温度分别为135℃、165℃,即使在500℃时,仍有41.88%和54.93%的存在量,而常规吸水材料只有37.10%的存在量:SEM、XRD结果表明,在深部调驱复合颗粒中,粘土以微小的状态分散于聚合物中,达到了微米级而非纳米级的相互作用。 应用评价表明:深部调驱颗粒的平均直径d_a为77.76μm,标准偏差为2.16%;在20×104mg/L的矿化度以内,两种颗粒都均有很好的膨胀性能:80℃下,150天内,仍有90%以上的保水率;温度的升高,两种颗粒粘弹性均提高,当温度高于120℃,两者的粘弹性无明显差异:两种颗粒的韧性指数都接近1;在原油中有一定收缩能力;具有良好的注入能力;两种颗粒对渗透率级差分别为4.05、15.0的地层的剖面改善能力分别为85.7%、98.7%、86.1%、98.1%;平均提高采收率15%。