關于交聯(lián)聚合物微球分散體系性能的分析

嚴祥威

摘? 要：以反相懸浮聚合的方法，制作出了交聯(lián)聚合物微球，就其分散體系的性能進行了分析，并借助相應的透射電鏡和掃描電鏡來觀察微球形態(tài)。結果表明，在分散微球體系中，微球粒徑會對其封堵性能產(chǎn)生直接影響。

關鍵詞：交聯(lián)聚合物微球;分散體系;性能的分析

前言：

我國很多油田都是陸相沉積，層間滲透率存在較大的差異性，給原油的開采帶來的一定難度。在對油藏流體內(nèi)的孔隙介質(zhì)以及流動分布進行控制的過程中，非均質(zhì)性是非常關鍵的因素，一般情況下，可以通過注水的方式對其進行調(diào)節(jié)，但是不同地層有著不同的吸水性，無法保證開采效果。針對這樣的問題，必須借助深部調(diào)撥技術來改善油田的非均質(zhì)性，促進原油采收率的提高。

1 實驗與方法

1.1材料設備

在實驗中需要用到的材料包括去離子水、無水乙醇（分析純）和氯化鈉（分析純），使用的儀器設備有掃描電鏡（SIRION200）、光學顯微鏡（BX-41）以及激光粒度儀（Mastersizer2000），交聯(lián)聚合物微球由實驗室自主制作。

1.2實驗方法

1.2.1溶液配制

一是氯化鈉溶液的配置，需要準確稱量氯化鈉，加入去離子水，配置相應的氯化鈉溶液，質(zhì)量分數(shù)為0.5%;二是微球母液的配置，以天平城區(qū)少量交聯(lián)聚合物微球粉末，加入到配置好的氯化鈉溶液中，得到微球母液（8000mg/L）。

1.2.2分散體系配置

取微量微球母液，加入到0.5%的氯化鈉溶液中稀釋，保證攪拌的均勻性，然后將其放入安倍瓶內(nèi)，抽真空封口，置于恒溫箱。

1.2.3試驗測定

（1）光學顯微鏡實驗：光學顯微鏡其本身能夠對微小物體進行放大，方便觀察，這里借助光學顯微鏡進行直接拍照觀察，通過與標準刻度的對比，準確測量微球粒徑。

（2）掃描電鏡實驗：需將樣本均等分，對具備區(qū)域進行放大并拍照，借助照片來對微球的分散形態(tài)和尺寸進行觀察。在實際操作中，首先，需要利用洗液對蓋玻片侵漬12h，然后以自來水和去離子水進行反復清洗，在保證清潔效果的情況下，將蓋玻片放在平臺上自然干燥;其次，取少量微球粉末進行干片的制作;然后，利用光學顯微鏡進行大面積觀測，選擇具備明顯特征的樣品;最后，對選擇的樣品進行噴金處理，放入SEM樣品室進行抽真空，冷卻30min后，進行SEM觀測，并對觀測區(qū)域進行拍照。

（3）激光粒度儀測定：借助激光粒度儀，選擇與樣品需求匹配的循環(huán)相，將液體倒入后確保其能夠充滿循環(huán)系統(tǒng)，然后開始循環(huán)。需要設置相應的測量參數(shù)同時做好校領工作，檢測過程中如果發(fā)現(xiàn)少量測量樣品的信號值較允許進入量低，需要進行粒徑檢測。測量結合后，必須利用去離子水或者自來水對循環(huán)系統(tǒng)進行全面清洗。

（4）微孔膜過濾實驗：借助低壓差微孔膜過濾的的方法，可以在0.1MPa的壓力下，實現(xiàn)對微球分散體系的過濾工作，當微孔膜量筒中的濾液為5mL時，利用秒表進行計時，記錄的間隔以濾液每多5mL作為標準，直到濾液總量達到40mL，可以停止過濾。

（5）填砂管封堵實驗：通過對油田開采環(huán)境的模擬，將交聯(lián)聚合物微球分散體系的質(zhì)量分數(shù)設置為0.04%，然后將之放入到60℃的恒溫箱內(nèi)進行溶脹，溶脹時間為10d，再依照0.4mL/min的流速，將分散體系注入到填砂管中，填砂管的水滲透率為1.18。伴隨著交聯(lián)聚合物微球分散體系注入量的變化，填砂管不同位置的流動壓差同樣會出現(xiàn)變化，需要做好記錄工作。

（6）人造巖心驅油實驗：實驗環(huán)節(jié)，需要參照油田的相關參數(shù)來設置人造巖心，將氣側滲透率設置為0.5和2.0，并聯(lián)后，開展飽和模擬水和抽真空，然后就水側滲透率進行測定分析。設置溫度為65℃，將原油按照0.4mL/min的速度，注入到巖心中，達到飽和并對巖心含油飽和度進行測量和記錄。同樣在65℃的溫度下，按照0.4mL/min的速度，在巖心中注入模擬水，通過驅替的方式達到壓力穩(wěn)定，這樣得到的采出液含水量會達到98%，然后進行水驅采收率的測定。

2 結果與討論

2.1形態(tài)表征

借助SEM觀測，微球在溶脹5d后，呈現(xiàn)出圓球和塊狀形態(tài)，粒徑在數(shù)百納米左右，溶脹10d后，聚合物呈現(xiàn)出粘連的分散填充，尺寸約為100納米。利用石油醚和模擬水對定量微球乳液進行分散，石油醚分散能夠防止微球顆粒溶脹，進行尺寸還原，并就分散后的特征進行拍照，模擬水分散則可以對溶脹后的尺寸進行測量，分散處理后，微球成規(guī)則球形，尺寸在30納米左右。

2.2實驗結果

一是微孔膜過濾實驗。配置質(zhì)量分數(shù)為0.02%的交聯(lián)聚合物微球溶液，于陰涼區(qū)域放置3d，對得到的微球樣品進行封堵實驗，伴隨著注入體積的增加，溶液中微球的數(shù)量會隨之增長，濾餅層厚度增加，濾液通過濾膜的時間延長。在溶液中，微球的溶脹時間和濾過時間于一定范圍內(nèi)呈正比;二是填砂管封堵實驗。先注入的水中壓力平衡，微球溶液進入后，前端壓力升高封堵填砂管，微球呈現(xiàn)為可變球形結構，而當壓力達到一定限度后，會進行深部轉移以及下一次的封堵;三是人造巖心驅油實驗。水驅達到壓力平衡時，低滲透率巖心采收率為0，經(jīng)高滲透率巖心后，會形成水道，采收率61.2%，注入微球體系后，低滲透率巖心的分水率升高，高滲透率巖心分水率下降，表明微球分散體系具備較高的封堵性。后續(xù)進行水驅，壓力并沒有進行明顯下降，表明微球分散體系具有一定的滯留性。

3 結論

總而言之，交聯(lián)聚合物微球可以在水溶液中分散，對于微孔膜的封堵性良好，將其分散體系應用到油田開采中，能夠與實現(xiàn)對非均質(zhì)油藏的深度調(diào)驅以及水剖面調(diào)整，增加波及體積的同時，降低非均質(zhì)性，促進原油采收率的提高。

參考文獻

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