水溶性热塑性酚醛树脂合成与油藏深部调驱特性研究

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1、中图分类号：TE39单位代码：11414学号：2012310002题目水溶性热塑性酚醛树脂合成与油藏深部调驱特性研究学科专业化学工程与技术研究方向油田化学与工程博士生孟现星指导教师李明远教授二○一六年六月Studyonsynthesisofwater-solubleNovolakresinanditspropertyofin-depthprofilecontrolofreservoirDissertationsubmittedtoChinaUniversityofPetroleum,Beijinginpartialfulfillmentoftherequirementsforthedeg

2、reeofDoctorofEngineeringByMengXianxing（ChemicalEngineeringandTechnology）DissertationSupervisorProf.LiMingyuanJune,2016博士学位论文独创性声明郑重声明：本博士学位论文是作者个人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他个人和集体已经发表或撰写的研究成果，也不包含为获得中国石油大学或者其它单位的学位或证书所使用过的材料。对本研究做出贡献的个人和集体，均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。作者和导师完全意识到本声明产生的

3、法律后果并承担相应责任。作者签名：日期：导师签名：日期：博士学位论文版权使用授权书本学位论文作者及指导教师完全了解中国石油大学（北京）学位论文版权使用的有关规定，使用方式包括但不限于：学校有权保留并向有关部门和机构送交学位论文的复印件和电子版；允许学位论文被查阅和借阅；学校可以公布学位论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编学位论文；可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索。本学位论文作者如需公开出版学位论文的部分或全部内容，必须征得导师书面同意，且须以中国石油大学（北京）为第一署名单位。作者签名：日期：导师签名：日期：-I-摘要摘要为了满足东南亚

4、地区海上油田油藏条件和气候条件对新型调驱剂的需求，本文在水溶性热固性酚醛研究的基础上，通过改进合成条件，在酸催化反应条件下合成了水溶性热塑性酚醛树脂（新型调驱剂）；并用红外光谱和液质联用等方法对其分子结构进行了表征；通过动态光散射方法考察了其在水溶液中的聚集特性；并与表面活性剂Tween60和十二烷基苯磺酸钠（SDBS）进行复配，考察了表面活性剂对水溶性热塑性酚醛分子聚集速率、聚集体表面电位、聚集体强度及拆散可逆性的影响；通过微孔滤膜实验、岩芯封堵实验和岩芯驱油实验考察了水溶性热塑性酚醛分子聚集体在多孔介质中的封堵、深部运移及驱油性能；建立了测量氯化钠在岩芯多孔介质中的扩散速率实验方法、

5、实验装置，测量了氯化钠在岩芯多孔介质中的扩散速率，主要研究成果如下：1.水溶性热塑性酚醛树脂合成条件：甲醛/苯酚摩尔比0.85，酸催化反应条件：反应液pH值1.0，反应温度90~95℃，反应时间120~140min；磺甲基化反应条件：反应温度90~98℃，反应时间60~90min，反应液pH值11~12。2.所制备的水溶性热塑性酚醛分子聚合度2~10，相对分子质量200~1200，分子中亚甲基以对-对位和邻-对位的方式连接。与水溶性热固性酚醛树脂相比，其分子结构上活性羟甲基数目明显减少。在40℃下，水溶性热塑性酚醛稳定储存时间超过240天。3.水溶性热塑性酚醛树脂在去离子水或低矿化度水中

6、具有良好的分散稳定性，分子聚集程度较低，其表面带负电荷。分子或分子聚集体间的静电排斥作用是其具有较好分散稳定性的主要原因。增加水的电解质浓度、降低溶液pH值，导致聚集速率增加。分子聚集体具有较好的拆散可逆性。4.表面活性剂Tween60和SDBS均与水溶性热塑性酚醛树脂分子产生相互作用，形成复合分子聚集体。Tween60分子具有空间位阻作用使水溶性热塑性酚醛树脂分子的聚集速率降低，增加其分散稳定性，复合分子聚集体粒径减小、强度减弱。SDBS使复合分子聚集体的疏水作用增强，促进水溶性酚醛树脂分子的聚集，增加其聚集速率，降低其分散稳定性，复合分子聚集体的粒径增大，但聚集体的强度没有明显变化。

7、5.对长井距、中低渗透率油藏的深部调驱，可采用在调驱剂（水溶性热塑性酚醛树脂）前后加注低矿化度水段塞的注入方法，使低黏度、未发生分子聚集的调驱剂溶液注入至油藏深部。6.与水溶性热固性酚醛树脂相比，水溶性热塑性酚醛树脂具有较好的耐温性能，分子聚集体在岩芯中具有较好的封堵、运移特性和良好的驱油性能，可用于东南亚地区海上油田的油藏深部调驱。关键词：水溶性热塑性酚醛树脂；合成；分散特性；热稳定性；驱油特性-II-ABSTRACTABSTRA