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隨著化學(xué)驅(qū)室內(nèi)研究、礦場試驗(yàn)和應(yīng)用的深入，逐漸發(fā)現(xiàn)關(guān)于聚合物驅(qū) 是否能夠提高驅(qū)油效率；怎樣選擇聚合物分子量；如何進(jìn)一步提高部分水解 聚丙烯酰胺（HPAM）的分子量；怎樣進(jìn)一步完善、發(fā)展HPAM溶液流變特 性和滲流特性的數(shù)學(xué)表征，以更好地指導(dǎo)聚合物驅(qū)方案優(yōu)化和動態(tài)預(yù)測等一 些理論和實(shí)踐問題亟待解決。
本文用現(xiàn)代分子模擬技術(shù)，采用量子化學(xué)計(jì)算方法確定了合成雙官能度 過氧引發(fā)劑的原料；通過選擇催化劑，合成了雙關(guān)能度引發(fā)劑2,5-二甲基己 二基（2,5）過氧化氫（DIOOH）。研究出的合成方法將文獻(xiàn)中需要專門制備 的60-70％H_2O_2為原料改為工業(yè)的30％的H_2O_2，原料易得，操作安全，產(chǎn)物 與反應(yīng)物易于分離，副產(chǎn)物少，質(zhì)量穩(wěn)定，收率與原工藝相當(dāng)，重演性好， 適于工業(yè)化。 采用雙官能度過氧引發(fā)劑DIOOH組成的氧化-還原引發(fā)體系引發(fā)聚合丙 烯酰胺，可以得到分子量高達(dá)2500-3000萬、溶解性較好的超高分子量聚丙 烯酰胺（PAM）。本引發(fā)體系與單官能度氧化還原引發(fā)體系相比具有用量低、 反應(yīng)平穩(wěn)的特點(diǎn)。在優(yōu)化的聚合條件下，具有較好的重演性。研究了PAM水 解工藝，在優(yōu)化的水解條件下，對超高分子量PAM水解得到了預(yù)期水解度的 溶解性好、特性粘度達(dá)30d1/g以上的HPAM。合成的HPAM的增粘性和驅(qū)油性 能明顯好于一般方法生產(chǎn)的HPAM，在相同的提高采收率幅度下，聚合物的用 量可降低40％以上。 本文從微觀到宏觀的順序研究了部分水解聚丙烯酰胺的驅(qū)油機(jī)理，證明 了HPAM可以通過粘彈性和改變巖石的潤濕性而提高驅(qū)油效率，從而修正了仍 在廣泛沿用的聚合物驅(qū)不能提高驅(qū)油效率的傳統(tǒng)觀點(diǎn)。 采用不同分子量的聚合物和不同孔隙大小的巖心進(jìn)行室內(nèi)驅(qū)油模擬實(shí) 驗(yàn)，研究了聚合物分子量對聚合物溶液粘度、阻力系數(shù)和殘余阻力系數(shù)、采 收率以及機(jī)械降解的影響。研究了油層孔隙結(jié)構(gòu)參數(shù)與分子量的相互關(guān)系對 聚合物注入性能的影響。結(jié)果表明，聚合物分子愈大，阻力系數(shù)、殘余阻力 大連理工大學(xué)博士學(xué)位論文’ 系數(shù)、采收率愈大；盡管分子愈大，機(jī)械降解愈大，但在大慶油田的實(shí)際條 件下，剩余粘度大。將巖心孔隙半徑中值（他）與聚合物分子在水溶液中的 均方回旋半徑（巳）聯(lián)系起來，首次建立了R。與巳比必須大于5的聚合物驅(qū) 分子量選擇標(biāo)準(zhǔn)。礦場聚合物驅(qū)結(jié)果證明了結(jié)論的正確性。 較系統(tǒng)地研究了聚合物驅(qū)油過程中HPAM結(jié)構(gòu)參數(shù)、聚合物溶液性質(zhì)、多 孔介質(zhì)的性質(zhì)以及滲流條件等因素對滲透下降系數(shù)（R。）的影響；建立了R。 與HPAM特性粘數(shù)、聚合物濃度、巖心滲透率三參數(shù)間關(guān)系的預(yù)測數(shù)學(xué)模型， 以及Rk分別與聚合物水解度、溶液礦化度、溫度、注入速度等單因素間關(guān)系 的數(shù)學(xué)模型。這些模型在較寬范圍內(nèi)的預(yù)測結(jié)果與實(shí)測結(jié)果吻合較好。 超高分子量的HPAM的合成方法具有很好的工業(yè)化前景。聚合物驅(qū)油機(jī) 理、分子量對驅(qū)油效果的影響和聚合物的結(jié)構(gòu)參數(shù)和物化條件對滲透率下降 系數(shù)影響的研究，豐富發(fā)展了聚合物驅(qū)油理論，并對進(jìn)一步提高聚合物驅(qū)油 技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果具有重要意義。
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