郭錦棠，王美玉，張克明，陳?頔，于永金，張?華，田?晶

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高溫油藏暫堵劑的制備與性能研究

郭錦棠1，王美玉1，張克明2，陳?頔1，于永金1，張?華1，田?晶3

(1. 天津大學(xué)化工學(xué)院，天津 300350；2. 中國石油集團(tuán)西部鉆探工程有限公司，烏魯木齊 830011；3. 天津職業(yè)大學(xué)生物與環(huán)境工程學(xué)院，天津 300410)

針對現(xiàn)有油田暫堵劑耐鹽性差、在高溫地層條件下凝膠時(shí)間較短的問題，設(shè)計(jì)研發(fā)了以丙烯酰胺(AM)、丙烯酸(AA)、功能單體2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)為主要原料，N，N-亞甲基雙丙烯酰胺(BIS)為交聯(lián)劑，高溫引發(fā)劑過氧化二異丙苯為引發(fā)體系，利用溶液聚合法合成了一種耐溫耐鹽性化學(xué)膠塞暫堵劑．研究了引發(fā)劑加量、交聯(lián)劑加量、固含量以及增韌劑加量對聚合物凝膠的成膠時(shí)間、溶脹度及壓縮強(qiáng)度的影響．結(jié)果表明：該體系的凝膠時(shí)間大于2,h，在礦化度為2.2×105,mg/L的模擬地層水中溶脹度可以達(dá)到9,g/g，壓縮量為80%,條件下強(qiáng)度大于0.4,MPa，在330,℃下沒有明顯的熱分解，適用于高溫高鹽油藏的堵漏工作．

暫堵劑；高溫引發(fā)劑；聚合物凝膠；成膠時(shí)間

隨著石油不斷開采，油井出水已經(jīng)成為油田開發(fā)過程當(dāng)中普遍存在的問題，造成產(chǎn)油量降低，環(huán)境污染嚴(yán)重，使油田開發(fā)的經(jīng)濟(jì)效益受到嚴(yán)重影響[1-2]，因此，油田堵水在石油開發(fā)領(lǐng)域顯得尤為重要．目前，國內(nèi)外針對井漏采取的常規(guī)的方法是在漏失部位加入堵漏劑進(jìn)行封堵工作[3-4]．常見的堵漏材料有水泥堵漏材料、暫堵材料、橋接堵漏材料、化學(xué)堵漏材料等[5-6]．化學(xué)堵漏材料受到石油領(lǐng)域工作者的廣泛關(guān)注，尤其是聚合物凝膠暫堵劑已成為堵漏材料研究的熱點(diǎn)[7-8]．

目前所研究的聚合物凝膠暫堵劑主要以聚丙烯酰胺類為主．一種是以部分水解聚丙烯酰胺作為原料，加入交聯(lián)劑制得的凍膠[9-11]，自身的含水量較高，強(qiáng)度不好，耐鹽性能差，使用過程中易脫水收縮，影響封堵效果．另一種則是將丙烯酰胺單體進(jìn)行交聯(lián)制得，但現(xiàn)有的報(bào)道中，都是在較低溫度下(90,℃以下)進(jìn)行聚合[12]，若在較高溫度下進(jìn)行聚合，凝膠時(shí)間很短，不適用于高溫油藏的堵漏工作．

本文采取水溶液聚合法，以丙烯酰胺(AM)為主要單體，加入2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)和丙烯酸(AA)作為功能性單體，其中AMPS分子中含有—SO3-基團(tuán)，SO3-中3個氧原子都為強(qiáng)負(fù)電性，且與π鍵共用一個負(fù)電荷，致使這個基團(tuán)很穩(wěn)定，不易受到外界陽離子的影響，故引入AMPS可以提高聚合物凝膠的耐鹽性能；AA的水溶液中含有—COO-，可以與水中的氫離子(H＋)發(fā)生絡(luò)合，具有一定的水化能力，有助于提高聚合物凝膠的吸水膨脹能力．以高溫引發(fā)劑過氧化二異丙(DCP)為引發(fā)體系，N，N-亞甲基雙丙烯酰胺(BIS)為交聯(lián)劑，研制了一種在高溫條件下具有較長成膠時(shí)間和良好耐鹽性的化學(xué)膠塞暫堵劑．并對其成膠時(shí)間、壓縮強(qiáng)度以及在模擬地層水中膨脹性能進(jìn)行了評價(jià)．這種聚合物凝膠的初始黏度低，易于泵送，可以在需要封堵的部位進(jìn)行原位成膠，對漏失部位進(jìn)行封堵，減少開采石油中的含水量，提高石油的采收率．

1?實(shí)驗(yàn)部分

1.1?實(shí)驗(yàn)儀器和藥品

藥品：丙烯酰胺(AM，工業(yè)級)，山東寶莫生物化工股份有限公司；黃原膠(XG，工業(yè)級)，任丘燕興化工；丙烯酸(AA，AR)、氫氧化鈉(NaOH，AR)、溴化鈉(NaBr，AR)，天津元立化工有限公司；2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS，工業(yè)級)，北京瑞博龍石油科技發(fā)展有限公司；過氧化二異丙苯(DCP，AR，引發(fā)劑)，上海阿達(dá)瑪斯試劑有限公司；N，N-亞甲基雙丙烯酰胺(BIS，AR，交聯(lián)劑)、氯化鈉(NaCl，工業(yè)級)，天津市光復(fù)精細(xì)化工研究所；無水氯化鈣(CaCl2，AR)，天津博迪化工股份有限公司；碘化鈉(NaI，AR)，上海麥克林生化科技有限公司；無水硫酸鈉(Na2SO4，AR)、無水氯化鎂(MgCl2，AR)、碳酸氫鈉(NaHCO3，AR)，天津市光復(fù)科技發(fā)展有限公司．

儀器：NDJ-5S型數(shù)顯黏度計(jì)；85-1A磁力攪拌器；ZK-1BS型電熱真空干燥箱；電子天平WDW-05L型微機(jī)控制電子萬能試驗(yàn)機(jī)；FTS3000型傅里葉變換紅外光譜儀；TGA-50型熱重分析儀；S-4800場發(fā)射掃描電子顯微鏡．

1.2?實(shí)驗(yàn) 方法

1.2.1?聚合物凝膠的制備

選用水溶液法合成聚合物凝膠堵漏材料．將丙烯酰胺在燒杯中用適量的蒸餾水配成水溶液，加入一定量的丙烯酸(AA)和2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)，室溫下攪拌至溶解后，用氫氧化鈉(NaOH)調(diào)節(jié)pH值在6～7之間；加入交聯(lián)劑(BIS)，攪拌至溶解后加入引發(fā)劑(DCP)，放入125,℃烘箱中，每隔一段時(shí)間取出并記下成膠情況，待體系形成凝膠狀固體，記下成膠時(shí)間．

1.2.2?模擬地層水的配制

根據(jù)地層水各組分含量，稱取適量的無水氯化鈣(CaCl2)和無水氯化鎂(MgCl2)溶于適量蒸餾水中，攪拌至溶解；再稱取適量的無水硫酸鈉(Na2SO4)、氯化鈉(NaCl)、溴化鈉(NaBr)、碘化鈉(NaI)和碳酸氫鈉(NaHCO3)溶于適量的蒸餾水中，攪拌至溶解；將兩種溶液轉(zhuǎn)移至1,000,mL容量瓶中，定容，搖勻，配制成礦化度為2.2×105,mg/L的模擬地層水，待用．

1.2.3?吸水膨脹倍數(shù)測定

由于該堵漏材料是用于礦化度為2.2×105,mg/L、溫度為120,℃以上的地層條件，因此，本實(shí)驗(yàn)中吸水膨脹倍數(shù)是在溫度為125,℃、礦化度為2.2×105,mg/L的模擬地層水條件下進(jìn)行測量．

稱取一定質(zhì)量(1)充分干燥后的聚合物凝膠，置于200,mL的模擬地層水中，放入溫度設(shè)定為125,℃的烘箱中，一定時(shí)間后，取出吸水后的凝膠，并稱其質(zhì)量(m)，按下式計(jì)算聚合物凝膠的溶脹度[13]．

式中：表示聚合物凝膠的溶脹度，g/g；1為吸水前凝膠質(zhì)量，g；m為時(shí)刻聚合物凝膠質(zhì)量，g．

1.2.4?測試與表征

取一定量的聚合物凝膠，純化處理后，放入冷凍干燥機(jī)中進(jìn)行干燥處理，然后用FTS3000型傅里葉變換紅外光譜儀對其結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析；用TGA-50型熱重分析儀測定其熱穩(wěn)定性能；S-4800場發(fā)射掃描電子顯微鏡用于表征聚合物凝膠的形貌結(jié)構(gòu)．

2?結(jié)果與討論

2.1?引發(fā)劑加量的影響

固定固含量為250,g/L，交聯(lián)劑BIS為0.5%(質(zhì)量分?jǐn)?shù)，下同)，體系pH值為7，在125,℃下，考察引發(fā)劑DCP的加量對成膠性能的影響．

由圖1可知，隨著引發(fā)劑加量的增加，成膠時(shí)間逐漸縮短；引發(fā)劑加量為0.10%,時(shí)，成膠時(shí)間最長；當(dāng)引發(fā)劑加量為1.00%,時(shí)，成膠時(shí)間最短．在各組分一定的共聚反應(yīng)中，引發(fā)劑加量較低時(shí)，產(chǎn)生的自由基數(shù)量較少，與單體的碰撞幾率較小，反應(yīng)速率減小，成膠時(shí)間長．隨著引發(fā)劑加量的升高，碰撞幾率變大，反應(yīng)速率加快，成膠時(shí)間縮短．

圖1?引發(fā)劑加量對成膠時(shí)間的影響

由圖2可知，隨著引發(fā)劑加量的增加，聚合物凝膠強(qiáng)度呈現(xiàn)出先增大后減小的趨勢；這是由于引發(fā)劑加量較少時(shí)，形成的自由基數(shù)目較少，不能夠很好地引發(fā)反應(yīng)發(fā)生，聚合物內(nèi)部三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)比較稀疏，形成的凝膠強(qiáng)度較?。浑S著引發(fā)劑加量的增加，三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)逐漸變得緊密，凝膠強(qiáng)度也隨之增加，當(dāng)引發(fā)劑加量大于0.5%,時(shí)，由于產(chǎn)生的自由基較多，加快了鏈轉(zhuǎn)移和鏈終止速率，交聯(lián)度降低，強(qiáng)度下降.

圖2?引發(fā)劑加量對凝膠強(qiáng)度和溶脹度的影響

地層水中的溶脹度呈現(xiàn)出先增大后減小的趨勢；主要原因在于，引發(fā)劑含量較少時(shí)，產(chǎn)生的自由基較少，不能很好地引發(fā)聚合反應(yīng)發(fā)生，不能形成足夠的有效空間網(wǎng)狀吸水結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致在地層水中的吸水倍數(shù)降低；隨著引發(fā)劑的加量逐漸增大，聚合反應(yīng)增加，有效的空間網(wǎng)絡(luò)吸水結(jié)構(gòu)增加，吸水倍數(shù)逐漸增大，當(dāng)加量為0.75%,時(shí)，吸水倍數(shù)最大；繼續(xù)增加引發(fā)劑加量時(shí)，產(chǎn)生的自由基數(shù)量增加，加快了鏈終止的速度，使得聚合物分子質(zhì)量較小[2]，有效空間網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)減少，吸水膨脹能力下降．綜合考慮凝膠時(shí)間、凝膠強(qiáng)度以及在地層水中的溶脹度3個因素，選擇0.5%,作為引發(fā)劑的最佳加量．

2.2?交聯(lián)劑加量的影響

固定固含量為250,g/L，引發(fā)劑DCP加量為0.5%,，體系pH值為7，在125,℃下，考察交聯(lián)劑BIS加量對成膠性能的影響．

由圖3可知，隨著交聯(lián)劑的增加，成膠時(shí)間逐漸縮短；交聯(lián)劑加量為0.10%,時(shí)，成膠時(shí)間最長；交聯(lián)劑加量為1.00%,時(shí)，成膠時(shí)間最短．交聯(lián)劑加量較少時(shí)，形成的交聯(lián)位點(diǎn)較少，反應(yīng)速率小，成膠時(shí)間較長；隨著交聯(lián)劑含量增加，形成的交聯(lián)位點(diǎn)增加，反應(yīng)速率增加，成膠時(shí)間縮短．

圖3?交聯(lián)劑加量對成膠時(shí)間的影響

由圖4可知，隨著交聯(lián)劑加量逐漸增加，聚合物凝膠強(qiáng)度呈現(xiàn)出先增大后減小的趨勢．交聯(lián)劑加量較少，致使凝膠體系交聯(lián)度低，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)稀疏，故強(qiáng)度較小；隨著交聯(lián)劑加量增加，交聯(lián)度逐漸增大，凝膠網(wǎng)絡(luò)逐漸變得緊密，當(dāng)交聯(lián)劑加量為0.25%,時(shí)，強(qiáng)度最大；交聯(lián)劑繼續(xù)增加，體系交聯(lián)程度過大，凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)過于緊密，導(dǎo)致凝膠變脆易碎，強(qiáng)度變小．

地層水中的溶脹度呈現(xiàn)出先增大后減小的趨勢；交聯(lián)劑加量較少時(shí)，凝膠體系交聯(lián)度低，不能形成有效的吸水網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，因此吸水膨脹能力較低；當(dāng)交聯(lián)劑加量逐漸增加時(shí)，體系交聯(lián)程度逐漸增加，有效的吸水網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)逐漸增加，吸水性能增加；當(dāng)交聯(lián)劑加量為0.25%,時(shí)，地層水中的溶脹度最大；交聯(lián)劑加量繼續(xù)增加，交聯(lián)程度過大，形成的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)過于緊密，吸水倍數(shù)減?。C合考慮凝膠時(shí)間、強(qiáng)度以及地層水中的溶脹度3個因素，選擇0.25%,作為交聯(lián)劑的最佳加量．

圖4?交聯(lián)劑加量對凝膠強(qiáng)度和溶脹度的影響

2.3?固含量的影響

固定引發(fā)劑DCP加量為0.5%,，交聯(lián)劑BIS加量為0.25%,，體系pH值為7，在125,℃下，考察固含量對成膠性能的影響．

由圖5可知，隨著固含量的增加，凝膠時(shí)間逐漸縮短；固含量為100,g/L時(shí)，成膠時(shí)間最長，固含量為300,g/L時(shí)，成膠時(shí)間最短；當(dāng)單體含量逐漸增加、在體系內(nèi)含有相同的自由基濃度時(shí)，自由基與單體碰撞的機(jī)會逐漸增加，反應(yīng)速率增加，成膠時(shí)間隨之縮短.

圖5?固含量對成膠時(shí)間的影響

由圖6可知，隨著固含量的增加，聚合物凝膠強(qiáng)度呈現(xiàn)出先增大后減小的趨勢．當(dāng)固含量較小時(shí)，能夠參與反應(yīng)的單體較少，生成的聚合物凝膠的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)稀疏，強(qiáng)度較??；隨著固含量增加，三維空間網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)逐漸變得緊密，聚合物凝膠強(qiáng)度逐漸增加；當(dāng)固含量過大時(shí)，易引起爆聚，交聯(lián)密度過大[14]，致使形成的凝膠變脆易碎，強(qiáng)度下降．

隨著固含量增加，地層水中的溶脹度逐漸減?。@是由于在固含量較小時(shí)，就已經(jīng)形成了理想的吸水網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，吸水倍數(shù)較大，隨著固含量的增加，參與交聯(lián)的單體數(shù)增加，凝膠網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)逐漸變得緊密，理想的吸水網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)被破壞，吸水能力下降．綜合考慮凝膠時(shí)間、凝膠強(qiáng)度以及在地層水中的溶脹度3個因素，選定固含量為200,g/L為最佳含量．

圖6?固含量對凝膠強(qiáng)度和溶脹度的影響

2.4?增稠劑的影響

由于凝膠原液在注入到地層過程中，黏度過高將會導(dǎo)致注入過程困難，而黏度低，則易導(dǎo)致溶液的濾失，因此引入黃原膠作為增稠劑，調(diào)節(jié)體系的黏度．

由表1可知，隨著黃原膠加量的增加，體系的初始黏度隨之增加．由于聚合物凝膠體系的初始黏度不可過大，因此最佳黏度值應(yīng)為表中的140.0mPa·s，對應(yīng)的黃原膠加量為0.35%,．

表1?黃原膠加量對初始黏度的影響

Tab.1?Effect of XG content on initial viscosity

固定引發(fā)劑DCP加量為0.5%,，交聯(lián)劑BIS加量為0.25%,，固含量為200,g/L，體系pH值為7，在125,℃下，考察增稠劑加量對成膠性能的影響．

由圖7可知，隨著黃原膠加量的增加，成膠時(shí)間整體呈現(xiàn)出稍有延長的趨勢．原因在于黃原膠的加入，增加了體系的黏稠度，在一定程度上減少了自由基與單體碰撞的機(jī)會，所以反應(yīng)速率降低，成膠時(shí)間延長．

由圖8可知，黃原膠加量對凝膠強(qiáng)度和在地層水中的溶脹度的影響不大．原因在于，少量黃原膠的加入只是增加了體系的黏度，而對凝膠的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)影響較小，因此，凝膠強(qiáng)度和在地層水中的膨脹倍數(shù)都不會有較大的變化．加入黃原膠的目的是為了調(diào)節(jié)體系初始黏度，且黃原膠對其他性能影響較小，所以根據(jù)初始黏度最佳值，選擇0.35%,為黃原膠的最佳加量．

圖7?XG加量對成膠時(shí)間的影響

圖8?XG加量對凝膠強(qiáng)度和溶脹度的影響

2.5?聚合物凝膠的紅外光譜分析

將純化后的聚合物凝膠進(jìn)行紅外光譜測試，得到的紅外譜圖如圖9所示．從譜圖中可以看出，3,423.05,cm-1、3,190.83,cm-1是AM和AMPS中N—H的不對稱伸縮振動峰及對稱伸縮振動峰；2,931.48,cm-1處的吸收峰為C—H的伸縮振動峰；1,667.5,cm-1為AM、AA、AMPS上C＝O鍵的伸縮振動峰；1,452.8,cm-1為AM中C—N鍵的伸縮振動峰；1,419.28,cm-1代表XG中O—H鍵的面外彎曲振動峰；1,303.57,cm-1為AA中C—O鍵的伸縮振動峰；1,187.87,cm-1是AMPS中—SO3的特征吸收峰，其中1,038.64,cm-1為S＝O的不對稱伸縮振動峰；1,121.63,cm-1代表著C—O—C的不對稱伸縮振動峰．這表明，該聚合物中AM、AA、AMPS均參與聚合物凝膠的形成，為目標(biāo)產(chǎn)物．

圖9?聚合物凝膠紅外譜圖

2.6?聚合物凝膠熱失重性能分析

聚合物凝膠暫堵劑的熱失重曲線如圖10所示．聚合物凝膠在250,℃之前的聚合物凝膠的質(zhì)量損失只有7%,左右，原因在于由于聚合物凝膠中含有親水基團(tuán)，存在分子內(nèi)結(jié)合水，這部分水分受熱揮發(fā)；溫度在250～330,℃之間，有緩慢的熱失重，質(zhì)量損失約有15%,左右，這與樣品中的低聚物有關(guān)；330,℃以后，樣品的失重速率較快，這表明聚合物凝膠開始熱分解．說明該聚合物凝膠有良好的耐熱性能，可用于高溫環(huán)境的油藏．

圖10?聚合物凝膠熱失重曲線

2.7?聚合物凝膠形貌結(jié)構(gòu)分析

由圖11可知，聚合物凝膠中含有大量的空間三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，這些結(jié)構(gòu)的存在，有利于水分子進(jìn)入聚合物凝膠中，使得聚合物具有良好吸水性能．

圖11?聚合物凝膠的掃描電鏡圖

3?結(jié)?論

(1) 通過利用水溶液聚合法，以丙烯酰胺為主要單體，丙烯酸和2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸為功能單體，黃原膠為增稠劑，高溫引發(fā)劑過氧化異丙苯為引發(fā)體系，N，N-亞甲基雙丙烯酰胺為交聯(lián)劑，制備初始黏度適中、在高溫條件下凝膠時(shí)間較長的聚合物凝膠暫堵劑．紅外光譜測試結(jié)果表明所合成的聚合物為目標(biāo)產(chǎn)物．

(2) 聚合物凝膠暫堵劑最佳合成條件為：反應(yīng)溫度為125,℃，引發(fā)劑加量為0.5%，交聯(lián)劑加量為0.25%，固含量為200,g/L，增稠劑黃原膠加量為0.35%．

(3) 聚合物凝膠具有很好的吸水膨脹性、耐鹽性及耐溫性，適用于高溫高礦化度油藏的封堵．

［1］ 陳世軍，趙?康，常?篤. 油井堵水用高強(qiáng)度酚醛樹脂預(yù)聚體封堵劑的合成[J]. 合成樹脂及塑料，2015，32(4)：30-33.Chen Shijun，Zhao Kang，Chang Du. Synthesis of phenolic resin prepolymer plugging agent with high strength for oil well plugging[J]. China Synthetic Resin and Plastics，2015，32(4)：30-33(in Chinese).

［2］ 黃仲堯，魯紅升，全紅平，等. 抗溫抗鹽選擇性堵水劑DSJ實(shí)驗(yàn)研究[J]. 天然氣勘探與開發(fā)，2010，33(2)：64-67.Huang Zhongyao，Lu Hongsheng，Quan Hongping，et al. Experimental study on selective water-shutoff agent DSJ with property of heat resistance and salt tolerance[J]. Natural Gas Exploration and Development，2010，33(2)：64-67(in Chinese).

［3］ 吳軒宇，任曉娟，李?盼，等. 用于裂縫性地層的體膨顆粒鉆井液堵漏劑TP-2的制備與性能研究[J]. 油田化學(xué)，2016，33(2)：191-194.Wu Xuanyu，Ren Xiaojuan，Li Pan，et al. Preparation and properties of body expansion granulation drilling fluid plugging agent TP-2 for fractured strata[J]. Oilfield Chemistr，2016，33(2)：191-194(in Chinese).

［4］ Yu Z，Li Y，Sha O，et al. Synthesis and properties of amphiprotic polyacrylamide microspheres as water shutoff and profile control[J]. Journal of Applied Polymer Science，2016，133(17)：1-9.

［5］ 王中華. 聚合物凝膠堵漏劑的研究與應(yīng)用進(jìn)展[J]. 精細(xì)與專用化學(xué)品，2011，19(4)：16-20. Wang Zhonghua. Research and application progress of the polymer gel plugging agent[J]. Fine and Specialty Chemicals，2011，19(4)：16-20(in Chinese).

［6］ 于?澄. 聚合物凝膠堵漏技術(shù)研究[D]. 北京：中國地質(zhì)大學(xué)工程學(xué)院，2016. Yu Cheng. Polymer Gel Plugging Technology Research [D]. Beijing：Faculty of Engineering，China Univer-sity of Geosciences，2016(in Chinese).

［7］ Kant K. Study of the gelation and rheological behavior of carboxymethyl cellulose-polyacrylamide graft copolymer hydrogel[J]. Journal of Dispersion Science & Technology，2015，36(6)：877-884.

［8］ Singh R，Mahto V. Study of the polymer concentration and polymer/crosslinker ratio effect on gelation time of a novel grafted polymer gel for water shutoff using a central composite design method[J]. Polymers for Advanced Technologies，2016，27(2)：204-212.

［9］ 高玉軍. 耐高溫耐鹽聚丙烯酰胺類調(diào)堵劑的研究[D]. 武漢：武漢工程大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院，2013. Gao Yujun. Study on High Temperature and Salt Tolerance Polyacrylamide Plugging Agents[D]. Wuhan：School of Materials Science and Engineering，Wuhan Institute of Technology，2013(in Chinese).

［10］ Moghadam A M. Gelation time of hexamethylenetetramine polymer gels used in water shutoff treatment[J]. Journal of Petroleum Science and Technology，2012，2(2)：3-11.

［11］ Majid R，Mohsen V S，F(xiàn)arhad S，et al. Investigation of rheological properties of polyacrylamide/chromium triacetate hydrogels performed for water shutoff treatment in oil reservoirs[J]. Journal of Dispersion Science & Technology，2014，35(1)：56-63.

［12］ Zhang L，Pu C，Zheng L，et al. Synthesis and performance evaluation of a new kind of gel used as water shutoff agent[J]. Journal of Petroleum Exploration & Production Technology，2016，6(3)：433-440.

［13］ 王?歡，張?萍，陳佑寧. 氧化石墨烯/聚海藻酸鈉丙烯酸凝膠的制備及溶脹性能研究[J]. 精細(xì)石油化工，2017，34(1)：34-39.Wang Huan，Zhang Ping，Chen Youning. Preparation and swelling properties of grapheme oxide/poly(sodium alginate-co-acrylic acid)absorbent hydrogel nanocomposites[J]. Speciality Petrochemicals，2017，34(1)：34-39(in Chinese).

［14］ 柳明珠，曹麗歆，馬松梅，等. 耐鹽性高吸水樹酯的制備及性能[J]. 高分子材料科學(xué)與工程，2005，21(1)：280-283. Liu Mingzhu，Cao Lixin，Ma Songmei，et al. Preparation of superabsorbent resistant to saline solution and study on its properties[J]. Polymer Materials Science & Engineering，2005，21(1)：280-283(in Chinese).

Synthesis and Performance Evaluation of Temporary Plugging Agent Used in High-Temperature Reservoir

Guo Jintang1，Wang Meiyu1，Zhang Keming2，Chen Di1，Yu Yongjin1，Zhang Hua1，Tian Jing3

(1. School of Chemical Engineering and Technology，Tianjin University，Tianjin 300350，China；2. Xibu Drilling Engineering Company Limited，China National Petroleum Corporation，Urumqi 830011，China；3. School of Biological and Environmental Engineering，Tianjin Vocational Institute，Tianjin 300410，China)

To improve poor salt-tolerance and short gelation time at high-temperature of plugging agents in oilfield，a new salt-toleration and temperature-resistant temporary plugging agent was synthesized by solution copolymerization of acrylamide(AM)，acrylic acid(AA)and 2-acrylamido-2-methyl-propane sulfonic acid(AMPS) with initiator dicumyl peroxide(DCP)and the crosslinking agent N，N-methylenebbisacrylamide．The effects of reactant contents on polymer gel’s gelation time，swelling degree and compressive strength were studied，including the solid content and contents of the initiator，crosslinking agent，and thickening agent．The results show that the gelation time of this system is more than 2,h，the swelling degree can reach 9,g/g in the simulated formation water with the mineralization degree of 2.2×105,mg/L and its strength is more than 0.4,MPa under the compression rate of 80%,．Thermal decomposition was not observed at the temperature of 330,℃．These new polymer materials can be used in plugging work under the condition of high-temperature and salt reservoir.

temporary plugging agent；high-temperature initiator；polymer gel；gelation time

TE358；TE258

A

0493-2137(2019)01-0001-06

2018-01-03；

2018-03-01.

郭錦棠（1968—??），女，博士，教授.

郭錦棠，jtguo@tju．edu．cn.

國家科技重大專項(xiàng)資助項(xiàng)目(2016ZX05014-005-002)；國家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(51874210)；天津市自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(15JCYBJC21100).

the National Science and Technology Major Project of the Ministry of Science and Technology of China(No.2016ZX05014-005-002)，the National Natural Science Foundation of China(No.51874210)，the Natural Science Foundation of Tianjin，China (No.15JCYBJC21100).

10.11784/tdxbz201801037

(責(zé)任編輯：田?軍)