我國大多數油田采用注水開發，由於油藏非均 質情況嚴重，注人油層的水有80%以上被高滲透 層所吸收，導致注水剖麵不均勻。為了發揮中低滲 透層的作用，提高注人水的波及係數，需要對高滲 透層進行一定程度的堵塞，使後續的注人水進人中 低滲透層，通常向注水井中注人的化學藥劑稱為調 剖劑[1,2].

　　

　　由於地層條件複雜多變，一般調剖劑在取得良 好穩油控水效果的同時，也表現出了一定的缺陷， 如常用的調剖劑在高鹽度高礦化度下易分解，穩定 性較差，因此影響了交聯聚丙烯酰胺效果從而影響到了調剖劑 的作用。弱凝膠作為性能獨特的新一代深部液流轉 向劑，可改善高含水或特高含水期油藏深部非均質 性，提高注水開發效果，近年來在油田獲得成功應 用，越來越受到人們的關注[3 5].

　　

　　弱凝膠調驅體係通常使用略高於聚合物驅濃 度的聚合物，加人少量延緩型交聯劑，使之在地層 內緩慢生成弱凝膠。這種弱凝膠具有一定的粘性， 良好的彈性、韌性，強度較低。采用弱凝膠處理方式 可以提高地層深部波及效率，耐地層水衝刷，穩定 性好。它在地層中的波及效果是動態的，因此能更 大限度地擴大波及體積和提高驅油效率。弱凝膠調 驅體係的上述特點，使其在油田調剖調驅中的應用 規模日益擴大[68].但是，弱凝膠自身存在的缺點又 限製了其進一步應用，即不能用於礦化度太高的油 田。弱凝膠體係中普遍使用的聚合物即聚丙烯酰胺 抗鹽性能較差，即使在低溫高鹽油藏條件下，由於 增稠能力下降，交聯反應受到嚴重影響，甚至出現 不溶物而不交聯[915] ?

　　

　　本論文針對低滲透油藏條件，合成出新型酚醛 樹脂交聯劑製備弱凝膠體係，對弱凝膠體係的配方 進行優選，對弱凝膠的流變性進行實驗研究，探究 了弱凝膠體係成膠時間，耐礦化度，耐溫性，耐剪切 性能，最終確定成膠性能。通過對該弱凝膠體係的 研究，確定其使用條件，為油田提高采收率提供一 項可行技術。

　　

　　1實驗部分1.1實驗原料與儀器聚丙烯酰胺(PAM )，分析純，棗莊市嘉明精細 化工有限公司；間苯二酚，分析純，天津市大茂化學 試劑廠;鄰苯二酚，化學純，天津市紅岩化學試劑 廠;對苯二酚，化學純，成都市金山化學試劑廠；乙 二醛，化學純，天津市福晨化學試劑廠;戊二醛，化 學純，天津市登峰化學試劑廠；甲醛，化學純，天津 市紅岩化學試劑廠;氯化銨，化學純，天津市紅岩化 學試劑廠。

　　

　　AR2000ex型共軸圓筒旋轉式流變儀，美國 TA公司?

　　

　　1.2合成工藝在裝有攪拌器的燒杯中，先加人一定量的去離 子水後再加人計量的聚丙烯酰胺，攪拌至剛出現 “爬杆”現象時終止攪拌，放置1天等待其溶解較完 全後加人一定劑量的酚醛樹脂交聯劑和調節劑氯 化銨，混合均勻後將液體倒人廣口瓶中，貼標簽後 放人恒溫箱中待其成膠。

　　

　　1.3 測試弱凝膠體係成膠後先測試聚合物濃度，交聯 劑，pH值對成膠體係強度的影響，再利用AR2000 流變儀(美國TA公司)對凝膠體係進行耐礦化度， 耐溫性實驗和老化試驗，檢查體係成膠後的各項性 能?

　　

　　2結果與討論1.1聚合物濃度對調剖劑成膠強度和時間的影響配置不同濃度的聚合物溶液，加人適量的交聯 劑和調節劑，放人在55 °C下恒溫箱中待其形成凝 膠體係後，利用流變儀對調剖劑的成膠強度進行測 定，聚合物濃度對調剖劑性能的影響實驗結果如圖 1所示。

　　

　　246810121416成膠時間/h圖1聚合物濃度對調剖劑成膠性能影響 從圖1中可以看出，調剖劑的成膠強度隨著濃 度的增大而增大。濃度為1 500 mg/L時，成膠強度 較低，當聚合物濃度為2 000 mg/L和3 000 mg/L 時，調剖劑成膠強度明顯升高。從成膠時間可以看 出，聚合物濃度較大時，所用成膠時間較短，如聚合 物濃度為3 000 mg/L時，成膠8 h後體係強度達到最大，成膠強度大於300 000 mPa ? s，強度咼， 有利於油層深部的封堵。而濃度為2 000 mg/L和1500 mg/L的聚合物體係成膠達到強度最大，所 需時間變長。

　　

　　2.2交聯劑濃度對調剖劑成膠強度的影響交聯劑濃度是影響調剖劑性能的重要因素，在 不同聚合物濃度下，分別改變交聯劑濃度配製調剖 劑，采用流變儀對調剖劑的成膠強度進行了測定， 以確定最佳的交聯劑濃度，使成膠強度最大。交耳關 劑對調剖劑性能的影響結果如圖2所示。

　　

　　0.050.100.150.200.250.300.35交聯劑濃皮/%圖2交聯劑濃度對調剖劑成膠性能影響從圖2中可以看出，對於不同的聚合物濃度的 凝膠體係，有各自不同的最適宜的交聯劑濃度。對 於1 500 mg/L的聚合物凝膠體係，其成膠強度在 交聯劑濃度為0 .05%?0 .10%時升高明顯，在交 聯劑濃度為0 .10%時達到峰值，隨著交聯劑濃度 的繼續增大，凝膠體係的成膠強度逐漸減小。對於 2 000 mg/L的聚合物凝膠體係，在交聯劑濃度為 0 .15%時達到最大，而對於3 000 mg/L的聚合物 凝膠體係，在交聯劑濃度為0 .25%時達到最大。交 聯劑濃度超過最佳值後，體係的黏度下降，這是因 為此時體係交聯過度而縮水，凝膠強度減小。

　　

　　2.3 pH對調剖劑成膠強度的影響為了確定此耐高溫體係最佳的pH使用範圍， 在pH值為3?8範圍內，55 °C的溫度下，考察了 此凝膠體係的成膠強度變化。pH值對凝膠體係的 成膠強度影響效果如圖 3 所示 ．從圖3可以看出，對於不同濃度的聚合物凝膠 體係，pH值對調剖劑性能的影響具有相似的變化 規律，隻有成膠強度大小有所變化。pH過高或者 過低時，成膠黏度都很低。pH為3時，各體係成膠 強度最小，隨著pH的增大，成膠強度增大。當pH 為5?6時，體係凝膠強度達到最大。隨著pH的繼 續增大，體係凝膠強度急速減小。由此說明，聚合物345678PH圖3 pH值對調剖劑性能影響 成膠的最適宜pH值是5?6 .

　　

　　2.4礦化度對調剖劑成膠強度的影響調剖劑具有良好的抗鹽性，才能在地層中形成 性能穩定的凝膠體。油藏地層水礦化度嚴重影響了 弱凝膠的成膠性能，從而限製弱凝膠調驅技術在油 田的推廣與應用。為了確定礦化度對弱凝膠調剖劑 的影響規律，提高弱凝膠調驅劑的應用效果，本實 驗配置不同礦化度比例的溶液，加人相應的聚合物 配置出不同礦化度和不同濃度的聚合物溶液，加人 交聯劑和調節劑，放人55 °C恒溫箱中待其形成凝 膠體係後，測試各凝膠體係的成膠強度變化。礦化 度對凝膠體係的成膠強度影響效果如圖4所示。

　　

　　020 000 40 0006000080 000礦化度/(mg/L>圖4礦化度對調剖劑性能影響 從圖4中可以看出，在礦化度低於50 000 mg/L時，體係成膠強度隨著礦化度的增大而減 小，但是減小幅度不大，在礦化度高於50 000 mg / L時，隨著礦化度的增大，凝膠體係的強度急速下 降。說明凝膠體係的耐礦化度極限為50 000 mg/ L .

　　

　　2.5凝膠體係的耐溫性能測試為了考察調剖劑的耐溫穩定性，配置不同濃度 的聚合物溶液，加人適量的交聯劑和調節劑後，分 別放人不同溫度的恒溫箱中，待其形成凝膠體係u 5 o 5 o 5 o J 4 4 3 3 2 2(s.ed￡olx)5?3 嚐窆後，每隔20 h測試不同溫度下凝膠體係的成膠強 度變化。凝膠體係的耐溫性能測試如圖5所示。

　　

　　020406080100時間/h圖5調剖劑耐溫性能測試 從圖5可以看出，溫度為55 °C時，凝膠體係的 強度最穩定，隨著時間的推移，強度變化很小。溫度 為50 °C、60 °C時，凝膠體係的強度較穩定，強度有 所變化。溫度為70 °C時，凝膠體係的強度隨著時間 的推移變化較大，但仍然處於可用範圍內。在80 °C 時，凝膠體係強度很不穩定，隨著時間的推移，強度 急速下降，最後處於失效狀態。說明體係的最適宜 溫度是55 °C，高溫極限是70 °C ?

　　

　　2.6調剖劑的抗老化性能測試配置3 000 mg/L的PAM溶液，加人適量的 交聯劑和調節劑後，放人恒溫箱中，待其形成凝膠 體係後，將其在恒溫箱中放置270 d，每隔一段時間 測試凝膠體係的成膠強度變化。凝膠體係的抗老化 性能測試結果如圖6所示。弱凝膠在容器中搖蕩或 傾倒時可觀察到整體性，傾倒時有“吐舌”現象。該 弱凝膠調剖劑在55 °C老化3個月，5個月，7個月 後的吐舌長度如圖7所示。

　　

　　d以後，凝膠體係強度急速下降，最後到失效狀態。 說明該體係穩定性非常好，適合深度調剖。

　　

　　3結論製備了一種酚醛樹脂交聯聚丙烯酰胺弱凝膠， 室內研究表明：交聯聚合物弱凝膠的性能穩定，耐 鹽、耐剪切、流動性好。在室溫下24 h不成膠，有利 於施工正常注人;長期穩定性、熱穩定性好。在55 ^下，交聯聚合物弱凝膠成膠時間適中（7?8 h)， 成膠強度大於300 000 mPa ? s，強度高，有利於油 層深部的封堵。