超强吸水树脂(交流材料1)

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1、新型超强吸水树脂深部调驱剂研究与开发（交流材料）中原油田分公司采油工程技术研究院二OO四年七月19目录1、前言2、室内研究2．1新型超强吸水树脂深部调驱剂分子结构设计2．2合成机理研究2.2.1聚合反应基本原理与高分子化学反应原理2.2.2原料与化学反应试剂筛选2.2.3大分子聚合物合成（共聚、交联、共混同步法）步骤2．3超强吸水树脂深部调驱剂合成与评价2.3.1超强吸水树脂深部调驱剂合成2.3.2超强吸水树脂作为深部调驱剂的静态评价2.3.3岩心流动评价3现场试验191、前言随着油田开发进入中后高含水期，层间、层内、平面三大矛盾日益突出，堵水调剖的难度

2、越来越大，随着堵水调剖轮次的增加，整体效果逐渐变差。深部调剖（调驱）技术现场应用证明其效果在提高采收率和有效期方面明显优于浅调。中原油田现场应用的深部调剖（驱）剂体系主要为有机聚合物类，分地下交联聚合物和地面预交联凝胶颗粒类两种，地下交联聚合物由于聚合物主剂尚未解决其耐温抗盐性能，交联时间和凝胶强度难以控制等，近几年预交联凝胶颗粒类深部调驱剂由于克服了交联聚合物的上述缺点，被大量应用于现场，已占主要地位，但目前开发应用的各种预交联凝胶颗粒由于受中原油田高温高盐地层条件的影响，不能满足现场需要，因此具有优良性能的新型超强吸水树脂深部调驱剂的研究被提出。该项

3、目研究的调驱用新型超强吸水树脂是一种具有多种吸水性官能团的耐温、抗盐型超强吸水树脂，该吸水树脂由阴离子单体、非离子单体、阳离子单体、无机溶胶、表面活性剂等在引发剂、交联剂存在下采用聚合、交联、共混同步合成，经洗涤、造粒、烘干、粉碎、筛分等工艺过程加工而成。通过调整单体配比、合成反应条件及加工工艺可得到具有不同吸水倍数、吸水速度、微粒半径和强度的耐温抗钙盐的系列深部调驱用超强吸水树脂。2、室内研究2．1新型超强吸水树脂深部调驱剂分子结构设计19调驱用新型超强吸水树脂是一种具有许多亲水性功能基团，轻微交联不溶于水而又有极高吸水性的功能高分子材料，对超强吸水树

4、脂进行分子结构设计，使所设计的高分子材料的使用性能满足超强吸水树脂的最终使用性能。设计思路如下：a通过共聚合法和接枝共聚合法使每一分子链同时带有多种亲水性（如：羟基、酰胺基、磺酸基）的离子基团和非离子基团；b选择带有耐温基团的结构单元或在分子链中引入耐高温基团；c分子链中引入大的支链结构；d高分子吸水剂与无机水凝胶和颗粒填充剂共混；e控制交联度。2．2合成机理研究2.2.1聚合反应基本原理与高分子化学反应原理a聚合反应基本原理聚合反应对合成超强吸水树脂极其重要。聚合反应按反应机理可分为连锁聚合反应和逐步聚合反应。连锁聚合反应一般由链引发、链增长、链终止等

5、基元反应组成。根据链增长的活性中心不同，可将连锁聚合反应分成自由基聚合、阳离子聚合、阴离子聚合和配位聚合。由于本课题研究的新型超强吸水树脂所选的高分子单体均为烯类单体，因此反应以连锁聚合反应中的自由基聚合反应为主。19自由基聚合反应也称游离基聚合，是指烯类单体进行自由基链式加成聚合形成高聚物的反应，全称为自由基加成聚合反应。自由基聚合反应是经光、热、辐射或引发剂的作用，使单体分子活化为活性自由基，按连锁反应的聚合机理进行聚合反应。b高分子化学反应原理制造新型超强吸水树脂深部调驱剂所涉及的高分子化学反应研究高聚物的化学变化涉及内容十分广泛，一般有高分子的官

6、能团反应；接枝共聚、交联、扩链；降解反应；在机械和温度压力等条件下的化学变化；高聚物的老化和防老化等等。尤其是高分子的官能团反应；接枝共聚、交联、扩链嵌段合成等是制造新型吸水树脂深部调驱剂，改善产品性能及进行产品成型加工的重要化学基础。化学反应特征：大分子链反应具有不均匀性，由于多种单体参与反应，各种单体含有不同具有反应能力的基团，因而不易分离出单一结构的产物。低分子试剂的扩散问题，对于非均项反应，试剂在高分子相内的扩散速率对反应程度影响较大，若在高分子内扩散得很好，则反应与低分子的反应相似，如试剂不能扩散进高分子内，则反应只发生在高分子表面上。聚合物的

7、交联反应：聚合物在光、热、辐射或交联剂作用下，分子链间形成共价键，产生凝胶或不溶物的反应称为交联。吸水性高分子发生交联反应后，强度、弹性、形变、稳定性等大为提高，不容于水，可以反复使用，因此采用交联剂交联法合成新型吸水树脂深部调驱剂，使产品性能满足使用要求。2.2.2原料与化学反应试剂筛选含亲水性（如：羟基、酰胺基、磺酸基）基团的不饱和烯烃类单体、引发剂、交联剂、无机溶胶、溶剂等等。192.2.3大分子聚合物合成（共聚、交联、共混同步法）步骤：•于反应器中配制设计单体浓度的水溶液；•用NaOH中和至需要pH；•加入交联剂、引发剂；•加入无机共混物及添加剂

8、;•将配制好的待聚合液搅拌均匀后置入恒温水浴中静止反应（氮气保护）;•将生成的吸