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部分水解聚丙烯酰胺作为三次采油驱油剂用于各大油田已取得较好效果,但常规聚丙烯酰胺分子尺寸较大,形态难以控制,不能满足渗透率低或非均质性严重油藏的采油要求。因此必须设计一种形态可调控的材料匹配低渗油藏的纳米-微米孔道即纳-微孔道。
本文首先将有机蒙脱土与丙烯酰胺通过水溶液原位聚合,制备部分水解聚丙烯酰胺纳米复合材料(HPAM/MMT)样品。优化最佳聚合条件为:单体质量分数25wt%,及氧化剂(NH4)2S2O8与还原剂NaHSO3各占单体的0.08wt%。该复合材料样品中,蒙脱土剥离成20~25nm高表面活性颗粒,而聚合时间相对缩短;其分子量随无机中间相含量的增大先增加后降低。测试HPAM/MMT复合材料溶液性能表明,蒙脱土无机相可提高HPAM/MMT复合材料的耐温、抗盐性能。
然后,将该复合材料与铬交联剂反应形成弱凝胶,研究表明,弱凝胶的成胶性能受聚合物浓度、交联剂浓度、温度、Ph值等多种因素影响。扫描电镜结果显示,无机相颗粒包埋在弱凝胶中,平均颗粒尺寸为150~200nm。动态激光光散射表明,弱凝胶颗粒尺寸在300~500nm分布。岩心驱替实验表明,在渗透率分别为1.8μm2和0.4μm2的高、低渗并联填砂管中,采收率可在水驱基础上分别提高34.4%和46.2%,该复合材料弱凝胶调驱效果显著。