Разработка реагента для селективной водоизоляции нефтяных пластов на основе наноструктурированного полиакриламида

• Автор: Шувалов, Сергей Александрович
• Шифр специальности: 02.00.11
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 142 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

Список принятых обозначений

ВВЕДЕНИЕ
Глава 1. Современное состояние технологий увеличения нефтеотдачи на основе полимеров и пути их совершенствования

1.1. Методы полимерного воздействия на остаточную нефть

1.1.1. Полимерное заводнение

1.1.2. Сшитые полимерные системы

1.1.3. Реагенты на основе водонабухающих полимеров

1.2. Анализ существующих методов синтеза ПАА и выбор оптимального направления синтеза наночастиц водонабухающего ПАА

1.2.1. Полимеризация АА в водном растворе

1.2.2. Суспензионная полимеризация АА

1.2.3. Дисперсионная полимеризация АА
1.2.4. Обратноэмульсионная полимеризация АА
1.3. Выводы по обзору литературы и постановка задач исследования
Глава 2. Материалы и методы исследований
2.1. Реагенты и материалы
2.1.1. Реагенты, используемые для проведения полимеризации
2.1.2. Существующие реагенты для увеличения нефтеотдачи пласта на основе сшитого ПАА
2.2. Методика проведения радиационной (со) полимеризации А А в обратной миниэмульсии
2.3. Методика определения стабильности мономерной миниэмулъсииб
2.4. Методы анализа дисперсии синтезированного полимера
2.4.1. Динамическое рассеяние света (ДРС)

2.4.2. Просвечивающая электронная микроскопия (ПЭМ)
2.5. Методы анализа порошка полимера
2.5.1. Сканирующая электронная микроскопия (СЭМ)
2.5.2. Определение выхода и степени набухания
2.5.3. Реологические измерения
2.6. Методика определения кинетики набухания в статических условиях существующих реагентов для увеличения нефтеотдачи на основе СПАЛ
2.7. Методы фильтрационных испытаний синтезированных дисперсий ПАА и IIГС «РИТИН-10»
2.7А. Методика подготовки насыпных моделей пласта
2.7.2. Методика проведения фильтрационных экспериментов
Глава 3. Результаты исследования радиационного синтеза полимера в обратной миниэмульсии и их обсуждение
3.1. Стабильность мономерной эмульсии
3.2. Зависимость выхода ПАА от времени процесса
3.3. Влияние различных режимов диспергирования на свойства синтезированного полимера
3.4. Влияние различных параметров процесса на свойства синтезированного полимера
3.4.1. Влияние концентрации мономера
3.4.2. Влияние концентрации эмульгатора
3.4.3. Влияние соотношения Вода:Масло
3.4.4. Влияние мощности дозы облучения
3.5. Радиационная сополимеризация АА с АК в обратной миниэмульсии

Глава 4. Результаты и обсуяадение фильтрационных экспериментов синтезированного реагента и существующих промышленных реагентов.
4.1. Исследование существующих промышленных реагентов на основе

4.1.1. Изучение кинетики набухания существующих реагентов
4.1.2. Фильтрационные испытания реагента «РИТИН-10»
4.2. Исследование фильтрационных характеристик синтезированного дисперсионного реагента
4.2.1. Исследование проникающей способности дисперсионного реагента
4.2.2. Изучение влияния состава и типа флюида на свойства дисперсии ПАА в пористой среде
4.2.3. Исследование фильтрационных характеристик дисперсии синтезированного сополимера ПААС
4.2.4. Изучение влияния дисперсии ПАА на проницаемость нефтенасыщенных пористых пород
5. Заключение
6. Благодарности
7.Список литературы

стабильность дисперсии. Проведение процесса дисперсионной полимеризации АА в водно-спиртовых смесях позволяет получить однородные сферические частицы ПАА размером от 0,3 до 20 мкм, что является промежуточным результатом между эмульсионной и суспензионной полимеризацией.
1.2.4. Обратноэмульсионная полимеризация АА
Полимеризация в обратной эмульсии является распространенным методом получения высокомолекулярных полимеров [61,62]. Эффективный теплоотвод за счет низкой вязкости обратной эмульсии является одним из преимуществ проведения процесса данным образом. Полимеризация в обратной эмульсии позволяет получить частицы с заданными характеристиками, такими как размер, морфология, состав и молекулярный вес [63]. Общая скорость процесса полимеризации в эмульсии на несколько порядков выше и средняя молекулярная масса выше, чем при гомофазной полимеризации при аналогичных инициаторах [64]. Это связано с повышенной вязкостью в полимерно-мономерных частицах (ПМЧ), которая снижает скорость диффузии макрорадикалов и затрудняет обрыв цепи.
На начальном этапе ПМЧ представляет собой сферические частицы, с соотношением мономер : полимер гораздо больше единицы [65].
Различают три механизма зарождения ПМЧ: гомогенная, мицеллярная и нуклеация в каплях. Схематичное изображение механизмов инициации показано на рисунке 3 [63].
При гомогенном механизме образование и рост олигорадикалов происходит в непрерывной фазе до достижения длины цепи, при которой полимер перестает быть растворимым в дисперсионной среде.
При мицеллярном механизме зарождение ПМЧ происходит в обратных мицеллах эмульгатора, содержащих растворенный мономер. Рост цепи поддерживается благодаря дальнейшем}' поступлению в ПМЧ мономера из капель. При данном механизме размер синтезированных частиц полимера не зависит от размера исходных капель мономера, которые играют роль сырьевого резервуара.