交联适用于不同渗透率油层的酚醛树脂交联剂配方确定

适用于不同渗透率油层的酚醛树脂交联剂配方确定

【摘要】高强度酚醛树脂交联剂是由交联剂、促凝剂两种药剂分别与聚丙烯酰胺发生交联反应生成具有高刚度及高柔韧性的网状结构具有抗高矿化度、抗低温不易脱水等优良性能。针对不同渗透率的水洗油层可以调整聚合物、交联剂、促凝剂的用量及比例使成胶强度匹配与油层渗透率起到有效封堵。

【关键词】酚醛树脂交联剂配方

0.高强度酚醛树脂成胶机理

本实验采用浓度为3000 mg/L的聚合物温度为30℃使用矿化度为935 mg/L的模拟注入水单独使用交联剂实验A 和单独使用促凝剂实验B进行了实验研究。对于实验A、 B配好原液后静止8天经观察粘度无变化两实验均不发生交联反应说明只有在交联剂与促凝剂同时存在时二者才发生反应生成类似于金属交联剂[1]性质的物质以下命名为M和酚醛树脂类交联剂[2]性质的物质以下命名为N。然后两者分别与部分水解聚丙烯酰胺[3]发生交联反应协同作用后形成较好质量的凝胶。

在一定温度下交联剂和促凝剂混合后缓慢释放出能够起到延缓交联时间作用的物质N。物质N与聚丙烯酰胺的交联过程分诱导期加速期和终止期[4]。在诱导期主要进行的是分子内的交联反应而分子内交联会导致体系的粘度下降。体系的粘度因发生分子间的交联反应而在加速期急剧增加三维交联网络开始形成。随后一个较长的终止期交联速度下降体系的粘度缓慢增加到一个最大值化学交联网络也在这个阶段得到增强。

金属离子以配位键形式键能较小与羧酸基团交联络合速度快而酚醛树脂类交联剂与聚丙烯酰胺中酰胺基以共价键形式交联键能较大速度较慢前段反应时间内主要发生的是络合交联反应后段主要发生的则是化学交联反应

[5]。

经过大量实验发现物质N具有使聚合物溶液交联滞后粘度增长变缓的特点其成胶特性具有较高的粘弹性和柔韧性刚度较低。物质M能够使聚合物溶液交联速度加快一般在第1天就开始交联成胶效果具有低粘弹性、高强度和低柔韧性的特征。在935水和30℃条件下交联剂用量较少时成胶强度低甚至不成胶原因取决于物质N所起作用倾向于在交联剂起作用以后的附加作用即强化凝胶的作用。交联剂浓度过高成胶粘度不会相应提高原因在于HPAM中羧基含量一定没有更多的羧基与物质M反应。聚合物浓度的高低主要决定了形成凝胶的最终强度总体趋势是聚合物浓度越高形成的凝胶强度越高。

物质N微观交联机理分三步进行第1步苯酚与甲醛缩合反应生成羟甲基苯酚或酚醛树脂[6]第2步聚丙烯酰胺与羟甲基苯酚进行缩合第3步