摘要：通過研究複合離子聚丙烯醯胺交聯體系，開發了複合離子聚丙烯醯胺交聯體系新配方，形成的凝膠具有粘彈性好，不受汙水影響，穩定性高的特點，理化效能達到大慶油田調剖技術要求。研究中分析了不同交聯體系的優缺點，考察了交聯體系的組成、配製條件和影響交聯體系成為凝膠的各種因素，對複合離子聚丙烯醯胺的交聯體系的交聯劑體系以及交聯反應條件進行了研究，優化交聯反應條件，研製出適用於複合離子聚丙烯醯胺交聯體系的新配方。
關鍵詞：複合離子聚丙烯醯胺大慶油田;調剖;配方
Abstract: By studying the complex ion polyacrylamide crosslinking system, developed the complex ion polyacrylamide crosslinking system new formula, gel formation viscoelastic good, without sewage impact, high stability, physical and chemical properties to achieve the Daqing Oilfield profile technical requirements. Study analyzed the advantages and disadvantages of different crosslinking systems, crosslinking systems studied composition, formulation conditions and the impact of the crosslinking system for a variety of factors gel composite ion-crosslinked polyacrylamide system of cross-linking agent system and a cross-linking reaction conditions were studied to optimize the crosslinking reaction conditions suitable for the development of a complex ion polyacrylamide crosslinking systems new formula.
Keywords: complex ions Daqing Oilfield polyacrylamide; profile; formula
隨著大慶油田的不斷開採，油田已進入高含水期開採階段，因注入水沿地層中高滲透段突進，使得油井含水迅速上升，造成油井過早水淹，油量大幅度下降。為此，採取注水井調剖、油井堵水或注聚合物等措施是提高最終採收率的有效措施之一。水溶性聚合物凝膠是我國目前研究最多應用最廣泛的一種調剖劑。特別是聚丙烯醯胺大量的應用，這一類調剖劑由主劑(聚丙烯醯胺)和輔劑(交聯劑)構成，在地面現場配製後注入地下，隨後通過交聯反應形成凝膠後，通過吸附、動力捕集、物理堵塞等作用堵塞地層孔隙或裂縫。由於複合離子聚丙烯醯胺分子鏈上既有親水性的陰離子基團,又有對地層岩石吸附能力強的陽離子基團,提高被吸附聚合物的耐沖刷能力，因而延長了堵水調剖的有效期。現場應用時注入工藝簡單，在油田的三次採油中具有良好的應用前景。
一、各種交聯體系研究
本研究的技術關鍵是選擇一種合適的交聯劑構成複合離子聚丙烯醯胺交聯體系，它不僅僅是構成交聯網路的中心，更是控制反應的要素。
近年來，人們相繼開發了聚丙烯醯胺/無機延遲交聯體系、聚丙烯醯胺/有機延遲交聯體系和聚丙烯醯胺共聚體系等等。
1.聚丙烯醯胺/無機延遲交聯體系
聚丙烯醯胺/無機延遲交聯體系中，一般選用多價金屬離子的配位螯合物作為交聯劑。目前，應用比較廣泛的交聯劑有鉻離子和鋁離子。其機理是首先由多價金屬形成絡合中心，然後在與聚合物發生交聯反應形成凝膠。由於形成絡合中心這一步反應是無機反應，所以反應速度非常快，不易控制是該交聯體系的一個缺點。
其次，以多價金屬離子為絡合中心的交聯體系所形成的凝膠效果差，以金屬鍵絡合的網路凝膠剛性過強，表現為凝膠易破碎，粘彈性差，凝膠不穩定。再次，地下的礦化度較高，大大削弱了該交聯體系金屬離子的絡合作用。
2.聚丙烯醯胺/有機延遲交聯體系
聚丙烯醯胺/有機延遲交聯體系中，交聯劑是有機化合物，使整個交聯體系構成一個多官能團體系，具有一定的活性。當體系達到某一程度時，開始交聯，粘度增大，出現了所謂的凝膠。出現凝膠點時，在交聯網路之間還有許多溶膠，溶膠還可以進一步交聯成凝膠，表現為溶膠不斷減少，凝膠相應增加。整個交聯過程中體系的物理效能產生顯著變化：凝膠點粘度有突變;充分交聯後，則強度增加。
由於交聯體系在凝膠點粘度突變，因此，我們可以通過預測控制凝膠點來控制交聯體系的交聯反應。另外，交聯形成的凝膠是以共價鍵連結有機分子的'，具有相當的穩定性。
3.聚丙烯醯胺共聚體系
聚丙烯醯胺共聚體系中，通常由丙烯醯胺和某些功能單體構成。具體使用方法是將共聚體系和引發劑注入地下，就地聚合而形成具有高強度、高粘彈性凝膠。但是，該體系在形成凝膠前由於粘度很低，極易被地層水所稀釋，還有，地層水中所含某些還原性物質可使加入的引發劑失效，從而導致調剖作業失敗，封堵成功率比較低。
4.交聯體系的確定
通過對比不同交聯體系，採用複合離子聚丙烯醯胺/有機延遲交聯體系。通過實驗室實驗，對交聯劑的合成進行研究，成功研製出符合要求的交聯體系。
該複合離子聚合物交聯體系由複合離子聚合物和LHK-2交聯劑組成，不受水質和PH 值影響，與油層具有較好的配伍性。
二、交聯體系配方的研究
我們在進行配方研究時必須要考慮油田現場應用時的情況(比如配製水源、注入泵的排量，油層的地質條件等等)，因此，該交聯體系的配方不是一成不變的，而是可以根據實際應用隨時進行調整的。我們根據大慶油田地層溫度45℃，設計了該交聯體系的一個配方範圍。