Page 37 - 《精细化工》2020年第4期

第 4 期 潘 一，等: 聚合物稳泡剂耐温性研究进展 ·671·

液，因此热稳定性好。值得注意的是，梳状聚合物 温性。
虽然改善了泡沫表面的弹性，但也对发泡过程中的 由上例可以看出：以提高膜黏弹性为主的 TS
凝胶增大泡沫体积产生不利影响。 稳泡剂，CK2 和 WP 稳泡效果较好，但其耐温性一
因此，面对高温油层资源开发规模的扩大，以 般，并且实际应用较少；3 种最常用的 PEF 为 CMC、
及泡沫驱油稳泡剂耐高温性能迫切需要，国内学者 XG、HPAM，其中，HPAM 应用最多，耐温性最好，
[6]
朱利等 通过将具有某些特定官能团的单体进行多 与起泡剂复配可起疏水缔合作用，表现出良好的协
元共聚，研发了一种新型耐温抗盐聚合物（反应路 同效应，但高温下易降解；而具有特殊分子结构的
线如下所示）。将得到的新型耐温抗盐聚合物 HP 疏水缔合聚合物、梳状聚合物以及新型合成耐高温
与起泡剂 AOS 以质量比 1∶1 配制得到 100 mL 溶 聚合物 HP 则表现出优良的热稳定性，其中，HP 分
液，结果发现，该复配体系在 230 ℃高温下表现出 子结构中由于功能性单体的引入使其具有较强的耐
优异的热稳定性，抗盐性 70000 mg/L，当 HP 质量 高温抗污染能力，但合成过程较复杂，且对压力影
分数为 0.3%时，起泡体积为 500 mL，半衰期可达 响这一因素没有进行考量，其抗压性能还有待进一
605 s。朱利等人合成的 HP 分子链引入了具有特定 步研究。
功能的基团，如水溶性的磺酸基团等，使其水不溶 虽然表面活性剂和 PEF 可协同有效稳定泡沫，
物含量降低，耐温性优于一般 PEF，抗盐性能以及 耐温性良好，但也存在一些问题，例如：表面活性
抗污染能力强，分子结构热稳定性好，可用于高温 剂和聚合物易发生气体/液体界面分离，并保留更多
油藏泡沫驱，具有很大的应用价值，但合成过程复 的固体表面，留下（弱）粗糙的泡沫，在原油和碳
杂，成本较高，建议对合成工艺进行优化，尽量提 氢化合物存在时，两者稳定的泡沫容易失稳，处于
高转化率，比如：用程序升温法确定最佳反应温度， 恶劣的油藏物理条件时（储层含盐量极高等）泡沫
用微波反应器缩短反应时间，实现反应时间，短转 的稳定性也容易遭到破坏 [38] 。国外学者研究表明，
化率高的目的，以扩展其在油藏中的适用性。 向泡沫中加入纳米颗粒，其稳定性在多孔介质内部
可得到显著增强。SINGH 等 [39] 在 Berea 岩心实验中，
通过添加粉煤灰纳米颗粒提高了表面活性剂稳定泡
沫的能力，在二氧化碳驱提高采收率中取得了更好
的迁移率控制驱替效果。另外，PRIGIOBBE 等 [40]
揭示了在玻璃微珠包层中注入二氧化硅纳米颗粒，
可和表面活性剂协同作用产生高质量的 CO 2 泡沫。
此外，有研究证明，可使用纳米颗粒来实现泡沫的
稳定驱油，以增强在不同油藏物理条件下的泡沫稳
定性。例如：WANG 等 [41] 在 3%矿化度（NaCl 质量
分数为 2.4%，CaCl 2 质量分数为 0.6%）和多壁碳纳
米管（MWCNTs）存在下制备稳定的表面活性剂泡
沫材料，泡沫剂包括表面活性剂、聚合物和所选的
（疏水性）纳米颗粒，与气体（空气）注入。结果
表明，在基础泡沫配方中加入纳米粒子后，多孔介
质中形成了高质量、高强度的泡沫，进一步提高了
泡沫驱波及效率以及采收率。因此，纳米颗粒与稳

泡剂的复配使用可作为未来考察的重点方向，对纳
高盐增黏型 PEF 由于自身的链结构特点，相比 米材料以及纳米颗粒尺寸进行优选也是需要关注的
于增黏型稳泡剂、提高膜黏弹性型稳泡剂来说，具 重点，以得到良好的三相泡沫体系，为今后耐高温
有更好的耐温抗盐性能，可满足复杂油藏条件下的 泡沫体系提供充足有效的理论数据。
泡沫驱，因此，极有可能成为高温、高盐油藏的 近年来，微泡沫（直径大于 1 μm，小于 100 μm）
常用稳泡剂。今后研究的主要方向是研制具有特定 的应用也得到关注，在钻井作业中，微泡沫用来处
结构和功能的耐高温稳泡剂，通过改变聚合物的 理完井后的储层，减少了钻井作业中的损失。微泡
链结构，寻找更优的合成工艺，致力于研究经济有 沫在封闭地层钻井泥浆中的成功实施，开启了微泡
效的方法合成聚合物，以降低生产成本，提高其耐 在提高采收率中的应用。微泡沫以其独特的性质为