２０１０年１０月 石油学报（石油加工） ＡＣＴＡ ＰＥＴＲＯＬＥＩ ＳＩＮＩＣＡ（ＰＥＴＲ０ＬＥＵＭ ＰＲＯＣＥＳＳＩＮＧ ＳＥＣＴ１０Ｎ） 第２６卷第５期 文章编号：１００１—８７１９（２０１０）０５—０８００—０６ 预交联聚丙烯酰胺分散体系的制备及封堵性能 鲁 娇，彭 勃，李明远，林梅钦，董朝霞 （中国石油大学提高采收率研究中心，北京１０２２４９） 摘要：采用水介质分散聚合方法制备了预交联聚丙烯酰胺分散体系（ＰＣＰＤ），对其基本物性及微观形态进行了观测。 采用微孔滤膜过滤方法考察了ＰＣＰＤ浓度、放置时间、温度、盐的种类和浓度等因素对其封堵性能的影响。结果 表明，ＰＣＰＤ中交联聚合物线团尺寸为１０Ｏ～３００ ｎｍ；质量浓度为１００ ｍｇ／Ｌ的ＰＣＰＤ在５０ ｋＰａ压力下可对１．２ ｍ 的混合纤维素酯膜形成有效封堵。随着ＰＣＰＤ质量浓度的增加，单位体积内交联聚合物分子数目逐渐增多，封堵 能力逐渐增强；ＰＣＰＤ的封堵能力随放置时间的延长略有降低；在较高的温度下，预交联聚丙烯酰胺易发生降解， 封堵能力下降；ＰＣＰＤ具有很好的抗一价盐的能力。 关 键 词：预交联聚丙烯酰胺分散体系（ＰＣＰＤ）；水介质分散聚合；封堵性能；微孔滤膜 中图分类号：ＴＥ３９ 文献标识码：Ａ ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００１—８７１９．２０１０．０５．０２４ ＰＲＥＰＡＲＡＴＩｏＮ ＡＮＤ ＰＬＵＧＧＩＮＧ ＰＲｏＰＥＲＴＩＥＳ ｏＦ ＰＲＥ—ＣＲｏＳＳＬＩＮＫＥＤ ＰｏＬＹＡＣＲＹＬＡＭＩＤＥ ＤＩＳＰＥＲＳＩＯＮ ＬＵ Ｊｉａｏ，ＰＥＮＧ Ｂｏ，ＬＩ Ｍｉｎｇｙｕａｎ，ＬＩＮ Ｍｅｉｑｉｎ，ＤＯＮＧ Ｚｈａｏｘｉａ （Ｅｎｈａｎｃｅｄ Ｏｉｌ Ｒｅｃｏｖｅｒｙ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｃｅｎｔｅｒ，Ｃｈｉｎａ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｐｅｔｒｏｌｅｕｍ，Ｂｅｉｊｉｎｇ １０２２４９，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｐｒｅ—ｃｒｏｓｓｌｉｎｋｅｄ ｐｏｌｙａｅｒｙｌａｍｉｄｅ ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ（ＰＣＰＤ）ｗａｓ ｐｒｅｐａｒｅｄ ｂｙ ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ ｐｏｌｙｍｅｒｉｚａｔｉｏｎ ｉｎ ａｑｕｅｏｕｓ ｍｅｄｉａ．Ｂａｓｉｃ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ａｎｄ ｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｏｆ ＰＣＰＤ ｗｅｒｅ ｄｅｔｅｒｍｉｎｅｄ ａｎｄ ｏｂｓｅｒｖｅｄ．Ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ｔｈｅ ｍａｓｓ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ，ｔｈｅ ｓｔｏｒａｇｅ ｐｅｒｉｏｄ ａｎｄ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｏｆ ＰＣＰＤ，ｔｈｅ ｓｏｒｔ ａｎｄ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ ｏｆ ｓａｌｔｓ ｏｎ ｔｈｅ ｐｌｕｇｇｉｎｇ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ ＰＣＰＤ ｗｅｒｅ ｓｔｕｄｉｅｄ ｓｙｓｔｅｍａｔｉｃａｌｌｙ ｂｙ ｍｅｍｂｒａｎｅ ｆｉｌｔｒａｔｉｏｎ ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ．Ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗｅｄ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｓｉｚｅ ｏｆ ｃｒｏｓｓｌｉｎｋｅｄ ｐｏｌｙｍｅｒ ｃｏｉｌｓ ｄｉｓｐｅｒｓｉｎｇ ｉｎ ＰＣＰＤ ｗａｓ ｉｎ ｔｈｅ ｒａｎｇｅ ｏｆ １００。——３００ ｎｍ；１００ ｍｇ／Ｌ ＰＣＰＤ ｃｏｕｌｄ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙ ｐｌｕｇ ｔｈｅ １．２“ｍ ｆｉｂｅｒ ｍｅｍｂｒａｎｅ ｕｎｄｅｒ ｔｈｅ ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｏｆ ５０ ｋＰａ．Ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｉｎｃｒｅａｓｅ ｏｆ ｍａｓｓ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ ｏｆ ＰＣＰＤ，ｔｈｅ ｎｕｍｂｅｒ ｏｆ ｃｒｏｓｓｌｉｎｋｅｄ ｐｏｌｙｍｅｒ ｍｏｌｅｃｕｌｅｓ ｐｅｒ ｖｏｌｕｍｅ ｉｎｃｒｅａｓｅｄ ｇｒａｄｕａｌｌｙ ａｎｄ ｔｈｅ ｐｌｕｇｇｉｎｇ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ ｂｅｃａｍｅ ｓｔｒｏｎｇｅｒ．Ｔｈｅ ｐｌｕｇｇｉｎｇ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ ｏｆ ＰＣＰＤ ｄｅｃｒｅａｓｅｄ ｓｌｉｇｈｔｌｙ ｗｉｔｈ ｉｔｓ ｓｔｏｒａｇｅ ｐｅｒｉｏｄ．Ｄｅｇｒａｄａｔｉｏｎ ｃｏｕｌｄ ｈａｐｐｅｎ ｔＯ ＰＣＰＤ ｗｈｅｎ ｉｔ ｗａｓ ｓｔｏｒｅｄ ａｔ ｈｉｇｈ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ， ｒｅｓｕｌｔｉｎｇ ｉｎ ｔｈｅ ｐｌｕｇｇｉｎｇ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｄｅｃｒｅａｓｅｄ．ＰＣＰＤ ｈａｄ ｅｘｃｅｌｌｅｎｔ ｓａｌｔ ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ ｔＯ ｍｏｎｏｖａｌｅｎｔ ｓａｌｔｓ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｐｒｅ—ｃｒｏｓｓｌｉｎｋｅｄ ｐｏｌｙａｃｒｙｌａｍｉｄｅ ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ（ＰＣＰＤ）；ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ ｐｏｌｙｍｅｒｉｚａｔｉｏｎ ｉｎ ａｑｕｅｏｕｓ ｍｅｄｉａ；ｐｌｕｇｇｉｎｇ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ；ｍｉｃｒｏ—ｐｏｒｅ ｍｅｍｂｒａｎｅ 油田开采后期，为了解决油藏的非均质性和提 高注入液的波及系数，往往采用油田深部调驱技 术 ¨。以胶态分散凝胶（ＣＤＧ） 、交联聚合物溶 液（ＬＰＳ）Ｅ８ ｌＯ］、交联聚合物微球 。 等为代表的深 收稿日期：２００９—０８—１３ 通讯联系人：彭勃，Ｔｅｌ：０ｌＯ一８９７３３２２７；Ｅ—ｍａｉｌ：ｃｂｏｐｅｎｇ＠ｃｕｐ．ｅｄｕ．ｃｎ 第５期 预交联聚丙烯酰胺分散体系的制备及封堵性能 ８０１ 部调驱技术是比较经济和效果明显的技术，对调整、 改善油藏的非均质性有非常重要的意义。 预交联聚丙烯酰胺分散体系（ＰＣＰＤ）是一种新 的深部调驱体系，由水介质分散聚合方法口铂制备。 在该体系中，丙烯酰胺发生聚合，同时在盐的作用 下，逐渐增长的高分子链被盐溶液中的电荷所压缩、 卷曲，在这个过程中，加入适当的交联剂，制备获 得高浓度、高密度的聚合物胶乳产品——预交联聚 丙烯酰胺分散体系。ＰＣＰＤ稀溶液微观状态是充分 打开的线团，具备良好的架桥封堵能力。通过调整 反应条件、交联比、加入交联剂的时机等控制交联 聚合物高分子线团在水溶液中的形态，达到封堵油 藏孔喉的目的，进而具备调驱特性。 微孔滤膜过滤方法 ～是一种简单、快速、有 效的评价调驱剂封堵能力的方法，即用混合纤维素 酯膜模拟油藏的孔喉，以调驱剂溶液通过滤膜的能 力来评价其封堵性能。笔者通过水介质分散聚合方 法制备了预交联聚丙烯酰胺分散体系，采用微孑Ｌ滤 膜过滤方法研究了各种因素对预交联聚丙烯酰胺分 散体系封堵性能的影响。 １ 实验部分 １．１ 试剂 丙烯酰胺，过硫酸铵，分析纯，广东汕头市西 陇化工厂产品；丙烯酸，亚硫酸氢钠，分析纯，北 京益利精细化学品有限公司产品；氢氧化钠，分析 纯，北京现代东方精细化学品有限公司产品；氯化 钠，分析纯，北京北化精细化学品有限责任公司产 品；结构相同、相对分子质量不同的阴离子稳定剂、 交联剂，实验室自制；其他试剂均为分析纯。 １．２分散体系的制备 在配有冷凝管、温度计、Ｎ 导管和搅拌器的 ５００ ｍＬ四口圆底烧瓶中，加入丙烯酰胺、丙烯酸、 氢氧化钠、去离子水、盐和分散剂，搅拌均匀。升 温至３０℃，通入Ｎ ３０ ｍｉｎ后，加入引发剂。其中 单体质量分数１５％，盐质量分数Ｉ７．２ ，稳定剂质 量分数１．５ ，引发剂质量分数０．００１ 。反应２２ ｈ 后得阴离子聚丙烯酰胺分散体系。继续加入交联剂 溶液（交联比８Ｏ：１），于４０℃下继续反应１０ ｈ，得 到预交联聚丙烯酰胺分散体系（ＰＣＰＤ）。 １．３特性黏度的测定 采用乌氏黏度计测定分散体系的特性黏度，测 定温度为（２５±０．１）ｏｃ。 １．４表观黏度的测定 采用ＨＡＡＫＥ ＲＳ １５０型流变仪测定分散体系 的表观黏度，测定温度为（２５±０．１）℃。 １．５扫描电镜观测 用滴管吸取１～２滴分散体系稀溶液于洁净盖 玻片上，使之形成均匀液膜，自然干燥即可得干片。 干片喷金后，用扫描电镜观察，选择典型区域拍 照。 １．６微孔滤膜过滤 采用孔径为１．２ ｍ混合纤维素酯膜进行微孔 滤膜过滤实验。实验压力５０ ｋＰａ，样品质量浓度 １００ ｍｇ／Ｌ。记录每滤出２．５ ｍＬ液体的时间，直到 滤过２５ ｍＬ液体为止。 ２结果与讨论 ２．１预交联聚丙烯酰胺分散体系（ＰＣＰＤ）产品的性 质 ２．１．１ ＰＣＰＤ产品物性 表１为聚丙烯酰胺分散体系（ＰＤ）和ＰＣＰＤ的基 本物性参数。由表１可以看出，相同条件下， ＰＣＰＤ的特性黏度（ｒ／）低于ＰＤ，但其表观黏度（ ）高 于ＰＤ。 表１聚丙烯酰胺分散体系ｆＰＤ）和预交联聚丙烯酰胺 分散体系（ＰＣＰＤ）的基本物性参数 Ｔａｂｌｅ １ Ｂａｓｉｃ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ ＰＤ ａｎｄ ＰＣＰＤ ２．１．２微观形态 图１为ＰＤ和ＰＣＰＤ稀溶液干片的ＳＥＭ照片。 由图１可以看出，ＰＤ干片由呈多分散的球形粒子 组成，多数粒子为高分子线团的聚集体，粒径在 ２＃ｒｎ左右；ＰＣＰＤ干片由纳米级的多分散粒子组 成，粒子或分散或聚集，呈球状，尺寸明显缩小， 在１００～３００ ｎｉＴｉ之间。 ＰＣＰＤ由ＰＤ与交联剂溶液进行交联反应制得。 交联剂溶液的加入势必会使ＰＤ稀释，导致少量交 联剂在分散介质中进行交联，因此ＰＣＰＤ的表观黏 度高于ＰＤ。虽然少量交联剂在分散介质中进行交 联，但大部分在聚合物分散相中进行反应，因此 ＰＣＰＤ产品特性黏度降低，粒子粒径明显缩小。 ８０２ 石油学报（石油加工） 第２６卷 图１ 聚丙烯酰胺分散体系（ＰＤ）与预交联聚丙烯酰胺 分散体系（ＰＣＰＤ）的微观形态 Ｆｉｇ．１ Ｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ ｏｆ ＰＤ ａｎｄ ＰＣＰＤ （ａ）ＰＤ；（ｂ）ＰＣＰＤ ２．２预交联聚丙烯酰胺分散体系（ＰＣＰＤ）的封堵性 能 ２．２．１与ＰＤ封堵性能的对比 用孑Ｌ径为１．２ ｍ的微孑Ｌ滤膜在压差５０ ｋＰａ下， 分别过滤质量浓度为１００ ｍｇ／Ｌ ＰＣＰＤ和ＰＤ的稀溶 液（其中ＮａＣ１质量浓度为２０００ ｒａｇ／Ｌ），考察过滤 体积随过滤时间的变化，结果如图２所示。 ｆ／ｍｉｎ 图２ ＰＣＰＤ和ＰＤ的稀溶液通过微孑Ｌ滤膜的 过滤体积（Ｖ）－过滤时间（ｔ）曲线 Ｆｉｇ．２ Ｖ—ｔ ｃｕｒｖｅｓ ｏｆ ＰＣＰＤ ａｎｄ ＰＤ ｔｈｒｏｕｇｈ ｍｉｃｒｏ－ｐｏｒｅ ｍｅｍｂｒａｎｅ ｆ（ＮａＣ１）一２０００ ｍｇ／Ｉ ； 一５０ ｋＰａ；ｃ（Ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ）＝１００ ｍｇ／Ｌ （１）ＰＤ：（２）ＰＣＰＤ 由图２可以看出，ＰＣＰＤ与ＰＤ的过滤规律完 全不同。ＰＤ的Ｖ—ｔ曲线为直线，说明在流过较大 体积时过滤速率（即直线斜率）几乎不变，未对滤膜 造成封堵；ＰＣＰＤ的Ｖ—ｚ曲线呈抛物线状，过滤速 率缓慢下降，说明能够对１．２／＊ｍ的滤膜形成封堵。 ＰＣＰＤ中的交联聚合物分子完全不同于ＰＤ中 的聚合物分子，两者变形能力不同。虽然在外加电 解质的作用下，ＰＤ中的聚合物分子卷曲成团，但 由于相对分子质量有限，且该线团可舒展，在一定 压差流动条件下，容易变形拉伸，可快速通过滤膜， 不会封堵滤膜；ＰＣＰＤ中的交联聚合物分子由于有 交联点的存在，其形态的变化有很大的局限性，容 易在滤膜孔内架桥封堵，显示出良好的封堵性能。 ２．２．２ ＰＣＰＤ质量浓度对其封堵性能的影响 图３为不同质量浓度的ＰＣＰＤ（其中ＮａＣ１浓度 均为２０００ ｒａｇ／Ｌ）通过微孔滤膜的过滤体积（ ）一过 滤时间（￡）曲线。由图３可知，随着ＰＣＰＤ质量浓度 的增加，分散体系对１．２／＊ｒｎ膜的封堵作用增强，变 化较为明显。增加ＰＣＰＤ质量浓度，单位体积内交 联聚合物分子的数量增大，容易吸附架桥滞留，对 微孔滤膜的封堵速率增大，因而封堵作用增强。 图３不同质量浓度的ＰＣＰＤ通过微孔滤膜的ｖ－ｔ曲线 Ｆｉｇ．３ Ｖ－ｔ ｃｕｒｖｅｓ ｏｆ ＰＣＰＤ ｗｉｔｈ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｍａｓｓ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｓ ｔｈｒｏｕｇｈ ｍｉｃｒｏ－ｐｏｒｅ ｍｅｍｂｒａｎｅ ｃ（ＮａＣ１）一２０００ ｒｎｇ／Ｉ ；户一５０ ｋＰａ ｆ（ＰＣＰＤ）／（ｒｎｇ．Ｉ ）：（１）５０；（２）７５；（３）１００； （４）１２５：（５）１５０ ２．２．３放置时间对ＰＣＰＤ封堵性能的影响 将质量浓度为１００ ｍｇ／Ｌ的ＰＣＰＤ（其中ＮａＣ１ 浓度均为２０００ ｍｇ／Ｌ），在２５￣Ｃ下放置不同时间后， 在５０ ｋＰａ压力下通过微孔滤膜的过滤体积与过滤时 间的关系如图４所示。 由图４可以看出，ＰＣＰＤ通过微孔滤膜的Ｖ—ｔ 曲线斜率均随过滤时间的延长而变小，表明该分散 体系在５０ ｋＰａ压力下能对１．２／ｘｍ微孔滤膜形成封 堵。此外，Ｖ—ｔ曲线斜率随放置时问的延长略有增 加，说明封堵能力随放置时间的延长稍有下降，可 能是由于交联的聚合物大分子的链断裂。封堵能力 第５期 预交联聚丙烯酰胺分散体系的制备及封堵性能 ８０３ 随时问变化较小也说明ＰＣＰＤ不需要溶胀就会成为 无规交联线团在水中的分散体系，线团柔性较强， 线团之间的吸引力或线团与纤维素膜孔道间的附着 力较强，因而极易对滤膜形成架桥封堵。 ｔ／ｍｌｎ 图４ ＰＣＰＤ放置不同时间（“）后通过微孔滤膜的’，＿ｆ曲线 Ｆｉｇ．４ Ｖ。ｔ ｃｕｒｖｅｓ ｏｆ ＰＣＰＤ ｔｈｒｏｕｇｈ ｍｉｃｒｏ－ｐｏｒｅ ｍｅｍｂｒａｎｅ ａｆｔｅｒ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｓｔｏｒａｇｅ ｐｅｒｉｏｄｓ（ ｝ ｆ（ＮａＣ１）一２０００ ｍｇ／Ｉ ；ｐ一５０ ｋＰａ ｔｆ／ｄ：（１）１；（２）５；（３）１０；（４）１５；（５）２０；（６）２５；（７）３０ ２．２．４放置温度对ＰＣＰＤ封堵性能的影响 将质量浓度为１００ ｍｇ／Ｌ的ＰＣＰＤ（其中ＮａＣ１ 质量浓度均为２０００ ｍｇ／Ｌ）于不同温度下放置１５ ｄ 后，在２５℃及５０ ｋＰａ压力下，记录其通过１．２／ａｍ 微孔滤膜的Ｖ—ｔ曲线，如图５所示。 ，／ｍＩｎ 图５ ＰＣＰＤ在不同温度（日）下放置１５ ｄ后通过 微孔滤膜的Ｖ—ｔ曲线 Ｆｉｇ．５ Ｖ。ｔ ｃｕｒｖｅｓ ｏｆ ＰＣＰＤ ｔｈｒｏｕｇｈ ｍｉｃｒｏ－ｐｏｒｅ ｍｅｍｂｒａｎｅ ａｆｔｅｒ ｓｔｏｒａｇｅ １５ ｄ ｕｎｄｅｒ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｓ（０） ｃ（ＮａＣ１）一２０００ ｍｇ／Ｌ；ｐ－－５０ ｋＰａ 口／℃：（１）２５；（２）４５；（３）７０；（４）９０ 由图５可以看出，随着放置温度的升高，ＰＣＰＤ 通过１．２ ｍ滤膜的过滤时间逐渐变短。虽然高温 有利于高聚物的溶解，但在高温有氧的条件下，交 联的聚合物分子会发生降解，使分子链断裂，导致 过膜时间大幅缩短，封堵能力下降。这在９０℃的高 温下表现尤为明显。 ２．２．５盐浓度对ＰＣＰＤ封堵性能的影响 固定ＰＣＰＤ的质量浓度（１００ ｍｇ／Ｌ），用１．２ ｍ 微孔滤膜在０．０５ ＭＰａ压力下，分别测定ＮａＣＩ、 ＣａＣ１ ２种盐及其不同质量浓度下ＰＣＰＤ通过滤膜 的Ｖ ｔ曲线，如图６所示。 ｆ／ｍｉｎ 图６在不同种类及浓度的盐介质中ＰＣＰＤ通过 微孔滤膜的Ｖ－ｔ曲线 Ｆｉｇ．６ Ｖ。ｆ ｃｕｒｖｅｓ ｏｆ ＰＣＰＤ ｔｈｒｏｕｇｈ ｍｉｃｒｏ－ｐｏｒｅ ｍｅｍｂｒａｎｅ ｉｎ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｓｏｒｔｓ ａｎｄ ｍａｓｓ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｓ ｏｆ ｓａｌｔｓ （ａ）ｃ（ＮａＣＩ）／（ｎａｇ．Ｌ ）：（１）０；（２）２０００；（３）５０００； （４）２００００：（５）５００００：（６）１０００００ （ｂ）ｃ（ＣａＣｌｚ）／（ｍｇ．Ｌ ）：（１）５０；（２）１００；（３）１５０； （４）２００；（５）２５０；（６）３００ 由图６可见，增加体系中ＮａＣ１质量浓度， ＰＣＰＤ对膜的封堵几乎不变，显示出良好的抗一价 盐能力；随着体系中ＣａＣ１ 质量浓度的增加， ＰＣＰＤ对膜的封堵能力逐渐降低。ＰＣＰＤ是在盐水 ８０４ 石油学报（石油加工） 第２６卷 溶液中制备而得，实验考察范围内，外加Ｎａ 对交 联聚合物线团的影响甚小，Ｎａ 易在松散的线团内 部与外部达到浓度平衡；Ｃａ抖则会严重压缩双电层 及水化层，使线团柔性减弱，刚性增强，架桥能力 减弱，从而直接导致ＰＣＰＤ封堵能力下降。此外， 部分Ｃａ 会与溶液中少量的ｓ０；一形成沉淀，迫使 交联聚合物线团或线团絮状体沉降，从而失去良好 的架桥封堵能力。 ２．２．６ ＰＣＰＤ与其他几种调驱体系封堵能力差别的 原因分析 胶态分散凝胶（ＣＤＧ）、交联聚合物溶液（ＬＰＳ） 均是低浓度部分水解聚丙烯酰胺（ＨＰＡＭ）与柠檬酸 铝（Ａ１Ｃｉｔ）形成的交联体系，此类交联体系以分子内 交联为主。不同的是两者所使用的ＨＰＡＭ的质量 浓度范围有所差异，前者为１００－－１２００ ｍｇ／Ｌ，后者 则须低于３００ ｍｇ／Ｌ。ＣＤＧ和ＬＰＳ均是交联聚合物 线团（ＬＰＣ）在水中的分散体系。ＬＰＣ极易吸附、架 桥、滞留，能够实现对油藏孔喉的有效封堵。 ＣＤＧ、ＬＰＳ所存在的主要问题，一是注入量不能按 需增加（由ＨＰＡＭ浓度决定），二是受配制水的影 响。由反相微乳液聚合方法制备的交联聚合物微球 体系解决了上述问题，但由于微球是在微小的乳液 滴内形成，交联剂通过化学键将微球连接的较为致 密，导致微球在水溶液中打开程度有限，仅为溶胀 颗粒，其对孑Ｌ喉的封堵能力不如ＬＰＣ，致使液流改 向能力有限，波及面积与理想状况有所差距，因此 最终调剖及驱油效果不如ＣＤＧ及ＬＰＳ。 ＰＣＰＤ由水介质分散聚合方法制备（聚丙烯酰胺 质量分数高达１５ ）。该体系不存在注入量及配置 水的问题。预交联聚丙烯酰胺分散体系封堵性能几 乎不随放置时间的延长而变化，表明该体系稀溶液 中的交联聚合物线团能够充分打开，形成交联聚合 物线团在水中的分散体系。该线团具有强大的封堵 能力，且与ＬＰＣ或微球体系中的溶胀颗粒不同。前 者线团较为松散，几乎不受ＮａＣ１浓度的影响，具 有很好的抗盐能力；后两者易受到反离子（Ｎａ 、 Ｋ 等）的压缩，封堵能力受矿化度的影响较大。通 过以上分析可知，ＰＣＰＤ与ＣＤＧ、ＬＰＳ及交联聚合 物微球体系存在本质差别；分散体系中的交联聚合 物线团具有良好的架桥封堵能力。 ３ 结 论 （１）预交联聚丙烯酰胺分散体系中交联聚合物 线团尺寸为１００～３００ ｎｌＴｔ。 （２）１００ ｍｇ／Ｌ的预交联聚丙烯酰胺分散体系在 ５０ ｋＰａ的压力下，可以对ｌＩ ２ ｍ的混合纤维素酯 膜形成有效封堵。 （３）随着预交联聚丙烯酰胺分散体系浓度的增 加，单位体积内交联聚合物分子数目逐渐增多，封 堵能力逐渐增强；预交联聚丙烯酰胺分散体系封堵 能力随放置时间的延长略有降低；预交联聚丙烯酰 胺在较高的温度下已发生降解，封堵能力下降； 预交联聚丙烯酰胺分散体系具有很好的抗一价盐的 能力。 参 考 文 献 ［１］刘翔鹗．我国油田堵水调剖技术的发展与思考［Ｊ］．石 油科技论坛，２００４，２３（１）：４卜４７．（ＬＩＵ Ｘｉａｎｇ’ｅ． Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ａｎｄ ｃｏｎｓｉｄｅｒａｔｉｏｎ ｏｆ ｗａｔｅｒ ｓｈｕｔ—ｏｆｆ＆ ｐｒｏｆｉｌｅ ｃｏｎｔｒｏｌ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｆｏｒ ｏｉｌｆｉｅｌｄ ｉｎ Ｃｈｉｎａ［Ｊ］． Ｐｅｔｒｏｌｅｕｍ Ｓｃｉｅｎｃｅ＆Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｆｏｒｕｍ，２００４，２３（１）： ４１—４７．） ［２］ＭＡＣＫ Ｊ Ｃ，ＳＭＩＴＨ Ｊ Ｅ．Ｉｎ—ｄｅｐｔｈ ｃｏｌｌｏｉｄａｌ ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ ｇｅｌｓ ｉｍｐｒｏｖｅ ｏｉｌ ｒｅｃｏｖｅｒｙ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ［Ｊ］．ＳＰＥ／ＤＯＥ ２７７８０，１９９４：５２７—５３９． Ｅ３］ＦＩＥＬＤＩＮＧ Ｊ Ｒ Ｃ，ＧＩＢＢＯＮＳ Ｄ Ｈ，Ｉ ＥＧＲＡＮＤ Ｆ Ｐ．Ｉｎ ｄｅｐｔｈ ｆｌｕｉｄ ｄｉｖｅｒｓｉｏｎ ｕｓｉｎｇ ａｎ ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ ｏｆ ｃｏｌｌｏｉｄａｌ ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ ｇｅｌｓ ａｎｄ ｎｅｗ ｂｕｌｋ ｇｅｌ：Ａｎ ｏｐｅｒａｔｉｏｎａｌ ｃａｓｅ ｈｉｓｔｏｒｙ ｏｆ ｎｏｒｔｈ ｒａｉｎｂｏｗ ｒａｎｃｈ ｕｎｉｔ［Ｊ］．ＳＰＥ／ＤＯＥ ２７７７３。１９９４：４３３—４４４． ［４］ＳＭＩＴＨ Ｊ Ｅ，ＭＡＣＫ Ｊ Ｃ，ＮＩＣＯＩ Ａ Ｂ．Ｔｈｅ Ａｄｏｎ Ｒｏａｄ：Ａｎ ｉｎ—ｄｅｐｔｈ ｇｅｌ ｃａｓｅ ｈｉｓｔｏｒｙ［Ｊ］．ＳＰＥ／ＤＯＣ ３５３５２，ｌ９９６：６７－７７． Ｅ５］ＣＨＡＮＧ Ｈ Ｌ，ＳＵＩ Ｘ Ｇ，ＸＩＡＯ Ｌｏｎｇ，ｅｔ ａ１．Ｓｕｃｃｅｓｓｆｕｌ ｆｉｅｌｄ ｐｉｅｌｏｔ ｏｆ ｉｎ—ｄｅｐｔｈ ｃｏｌｌｏｉｄａｌ ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ ｇｅｌ（ＣＤＧ） ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｉｎ Ｄａｑｉｎｇ Ｏｉｌｆｉｅｌｄ［Ｊ］．ＳＰＥ ８９４６０，２００４：１— １５． ｒ６］ＤＩＡＺ Ｄ，ＳＯＭＡＲＵＧＡ Ｃ，ＮＯＲＭＡＮ Ｃ，ｅｔ ａ１．Ｃｏｌｌｏｉｄａｌ ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ ｇｅｌｓ ｉｍｐｒｏｖｅ ｏｉｌ ｒｅｃｏｖｅｒｙ ｉｎ ａ ｈｅｔｅｒｏｇｅｎｅｏｕｓ ａｒｇｅｎｔｉｎａ ｗａｔｅｒｆｌｏｏｄ［Ｊ］．ＳＰＥ １１３３２０，２００８：１－１０． ｒ７］ＭＵＲＵＡＧＡ Ｅ，ＦＬＯＲＥＳ Ｍ，ＮＯＲＭＡＮ Ｃ，ｅｔ ａ１． Ｃｏｍｂｉｎｉｎｇ ｂｕｌｋ ｇｅｌｓ ａｎｄ ｃｏｌｌｏｉｄａｌ ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ ｇｅｌｓ ｆｏｒ ｉｍｐｒｏｖｅｄ ｖｏｌｕｍｅｔｒｉｃ ｓｗｅｅｐ ｅｆｆｉｅｎｃｙ ｉｎ ａ ｍａｔｕｒｅ ｗａｔｅｒｆｌｏｏｄ［Ｊ］．ＳＰＥ ｌ１３３３４，２００８：１—１２． ［８］李明远，林梅钦，郑晓宇，等．交联聚合物溶液深部调 剖矿场试验［Ｊ］．油田化学，２０００，１７（２）：１４４—１４７．（ＬＩ Ｍｉｎｇｙｕａｎ，ＬＩＮ Ｍｅｉｑｉｎ，ＺＨＥＮＧ Ｘｉａｏｙｕ，ｅｔ ａ１．Ｌｉｎｋｅｄ ｐｏｌｙｍｅｒ ｓｏｌｕｔｉｏｎ ａｓ ｉｎ—ｄｅｐｔｈ ｐｅｒｍｅａｂｉｌｉｔｙ ｃｏｎｔｒｏｌ ａｇｅｎｔ： Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｓｔｕｄｙ ａｎｄ ｆｉｅｌｄ ｔｅｓｔ［Ｊ］．Ｏｉｌｆｉｅｌｄ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ， 第５期 预交联聚丙烯酰胺分散体系的制备及封堵性能 Ｒｅｃｏｖｅｒｙ Ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ，２００６，１３（４）： ７９．） ８０５ ２０００，１７（２）：１４４—１４７．） ［９］李明远，郑晓宇，林梅钦，等．交联聚合物溶液深部调 驱先导试验［Ｊ］．石油学报，２００２，２３（６）：７２—７６．（Ｉ Ｉ Ｍｉｎｇｙｕａｎ，ＺＨＥＮＧ Ｘｉａｏｙｕ，ＬＩＮ Ｍｅｉｑｉｎ，ｅｔ ａ１． Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ ｉｎ ｓｉｔｕ ｔａｋｉｎｇ ｌｉｎｋｅｄ ｐｏｌｙｍｅｒ ｓｏｌｕｔｉｏｎ（ＬＰＳ） ［１３］王代流，肖建洪．交联聚合物微球深部调驱技术及其应 用［Ｊ］．油气地质与采收率，２００８，１５（２）：８６ ８８． （ＷＡＮＧ Ｄａｉｌｉｕ，ＸＩＡＯ Ｊｉａｎｈｏｎｇ．Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｄｅｅｐ— ｐｒｏｆｉｌｅ ｃｏｎｔｒｏｌ ａｎｄ ｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｏｆ ａｓ ｉｎ—ｄｅｐｔｈ ｐｒｏｆｉｌｅ ｃｏｎｔｒｏｌ ａｇｅｎｔ［Ｊ］．Ａｃｔａ Ｐｅｔｒｏｌｅｉ Ｓｉｎｉｃａ，２００２，２３（６）：７２—７６．） ｃｒｏｓｓｌｉｎｋｅｄ ｐｏｌｙｍｅｒ ｍｉｃｒｏ ｂａｌｌ ｓｙｓｔｅｍ［Ｊ］．Ｐｅｔｒｏｌｅｕｍ Ｇｅｏｌｏｇｙ ａｎｄ Ｒｅｃｏｖｅｒｙ Ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ，２００８，１ ５（２）：８６—８８．） ［１Ｏ］李明远，郑晓宇，肖建洪，等．交联聚合物溶液及其在 采油中的应用［Ｍ］．北京：化学工业出社，２００６：１７２— １８６． ［１４］方道斌，郭睿威，哈润华，等．丙烯酰胺聚合物［Ｍ］．北 京：化学工业出版社，２００６：２５９ ２６０． ［１５］林梅钦，韩飞雪，李明远，等．核微孔滤膜评价交联聚 合物溶液封堵性质的研究［Ｊ］．膜科学与技术，２００３，２３ （２）：１】一１４．（Ｉ ＩＮ Ｍｅｉｑｉｎ，ＨＡＮ Ｆｅｉｘｕｅ，Ｉ Ｉ Ｍｉｎｇｙｕａｎ， ｅｔ ａ１．Ｓｔｕｄｙ ｏｎ ｐｌｕｇｇｉｎｇ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｏｆ Ｉ ＰＳ ｗｉｔｈ ［１１］王涛，肖建洪，孙焕泉，等．孤岛油田东区卜１４井组聚 合物微球技术调驱矿场试验［Ｊ］．石油天然气学报， ２００５，２７（６）：７７９—７８１．（ＷＡＮＧ Ｔａｏ，ＸＩＡ０ Ｊｉａｎｈｏｎｇ， ＳＵＮ Ｈｕａｎｑｕａｎ，ｅｔ ａ１．Ｆｉｅｌｄ ｔｅｓｔ ｏｆ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｏｆ ｐｏｌｙｍｅｒ ｐａｒｔｉｃｌｅｓ ａｓ ｉｎ—ｄｅｐｔｈ ｐｒｏｆｉｌｅ ｃｏｎｔｒｏｌ ａｇｅｎｔ ｉｎ １—１４ ｎｕｃｌｅｏｐｏｒｅ ｆｉｌｍ［Ｊ］．Ｍｅｍｂｒａｎｅ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ， ２００３，２３（２）：１１—１４．） ｗｅｌｌ ｇｒｏｕｐ ｏｆ ｅａｓｔｅｒｎ ｓｅｃｔｉｏｎ ｏｆ Ｇｕｄａｏ Ｏｉｌｆｉｅｌｄ［Ｊ］． Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｏｉｌ ａｎｄ Ｇａｓ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２００５，２７（６）：７７９— ７８１．） ［１６］郑晓宇，王涛，佟倩倩，等．ＨＰＡＭ／Ａ１Ｃｉｔ交联聚合物 溶液微孔膜过滤行为研究［Ｊ］．石油大学学报（自然科学 版），２００３，２７（６）：８７—９０．（ＺＨＥＮＧ Ｘｉａｏｙｕ，ＷＡＮＧ Ｔａｏ，ＴＯＮＧ Ｑｉａｎｑｉａｎ，ｅｔ ａ１．Ｆｉｌｔｒａｔｉｏｎ ｂｅｈａｖｉｏｒｓ ｏｆ ＨＰＡＭ—ａｌｕｍｉｎｕｍ ｃｉｔｒａｔｅ ｌｉｎｋｅｄ ｐｏｌｙｍｅｒ ｓｏｌｕｔｉｏｎ ｕｓｉｎｇ ［１２］孙焕泉，王涛，肖建洪，等．新 聚合物微球逐级深部 调剖技术［Ｊ］．油气地质与采收率，２００６，１３（４）：７７ ７９． （ＳＵＮ Ｈｕａｎｑｕａｎ，ＷＡＮＧ Ｔａｏ，ＸＩＡＯ Ｊｉａｎｈｏｎｇ，ｅｔ ａ１． Ｎｏｖｅｌ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ ｏｆ ｉｎ—ｄｅｐｔｈ ｐｒｏｆｉｌｅ ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｔｅｐ ｂｙ ｓｔｅｐ ｍｉｃｒｏｐｏｒｏｕｓ ｆｉｌｔｅｒｉｎｇ ｍｅｍｂｒａｎｅ［Ｊ］．Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ ｔｈｅ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｐｅｔｒｏｌｅｕｍ，Ｃｈｉｎａ（Ｅｄｉｔｉｏｎ ｏｆ Ｎａｔｕｒａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ），２００３。２７（６）：８７ ９０．） ｂｙ ｐｏｌｙｍｅｒ ｍｉｃｒｏｓｐｈｅｒｅｓ［Ｊ］．Ｐｅｔｒｏｌｅｕｍ Ｇｅｏｌｏｇｙ ａｎｄ 作者简介： 鲁娇，女，博士研究生，从事三次采油 胶体 与界面化学研究； 彭勃，男，教授，博士，从事精细化工 胶体 与界面化学研究； 李明远，男，教授，博士，从事油田化学 胶体 与界面化学研究； 胶体与界面化学研究。林梅钦，男，副教授，从事高分子合成、 表征，