一种聚合物交联凝胶热稳定性的确定方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种聚合物交联凝胶热稳定性的确定方法及装置。该确定方法包括：获得聚合物交联凝胶在不同老化时间下的交联度；绘制交联度与老化时间的关系曲线，获得拟合函数；根据拟合函数，确定聚合物交联凝胶的热稳定的有效时间。该确定装置包括：参数获得模块；函数获取模块；确定模块。本发明专利技术的确定方法和装置可以快速且准确的确定聚合物交联凝胶的热稳定性的有效时间。

【技术实现步骤摘要】
一种聚合物交联凝胶热稳定性的确定方法及装置
本专利技术涉及一种聚合物交联凝胶的热稳定性的快速确定方法及装置，属于油田化学

技术介绍
随着我国油田注水开发的不断进行，油藏非均质性日益突出，导致注水失效或无效循环，因此多数油田需要调剖堵水作业。利用聚合物交联凝胶对高渗透层进行封堵已成为油田现场最常用的调剖堵水方法。然而，随着常规油藏的进一步开发，油层埋深越来越大，油藏温度(>100℃)、矿化度(>1.0×105mg/L)也越来越高，如塔里木油田、塔河油田等油田，针对这些高温油田的调剖堵水作业，就需要应用耐高温的聚合物交联凝胶体系。但是在高温条件下，聚合物交联凝胶存在脱水、稳定性变差等问题，导致凝胶在堵水过程中的有效作用期短、封堵效果不理想。因此，热稳定性评价成为室内评价凝胶体系的重要指标。目前，评价聚合物交联凝胶体系热稳定性的方法主要是常规粘度或强度测试方法，即将放置在恒温箱中的凝胶每隔一段时间进行粘度或强度测量，直到其强度或粘度不再变化，从而确定凝胶的有效时间。这种方法需要不断重复测量凝胶的强度或粘度，工作量大，很难满足快速评价凝胶体系的要求。
技术实现思路
为了解决上述技术问题，本专利技术的目的在于提供一种可以快速确定聚合物交联凝胶的热稳定性的方法。为了实现上述技术目的，本专利技术提供了一种聚合物交联凝胶热稳定性的确定方法，该确定方法包括以下步骤：获得聚合物交联凝胶在不同老化时间下的交联度；绘制交联度与老化时间的关系曲线，获得拟合函数；根据拟合函数，确定聚合物交联凝胶的热稳定的有效时间。为了实现上述技术目的，本专利技术还提供了一种聚合物交联凝胶热稳定性的确定装置，该确定装置包括：参数获得模块，用于获得聚合物交联凝胶在不同老化时间下的交联度；函数获取模块，用于绘制交联度与老化时间的关系曲线，获得拟合函数；确定模块，用于根据拟合函数，确定聚合物交联凝胶的热稳定的有效时间。本专利技术的聚合物交联凝胶热稳定性的确定方法和装置，可以快速、高效地确定聚合物交联凝胶的热稳定的有效时间；而且确定的结果准确，与常规的方法相比相对误差小于10％。附图说明图1为本专利技术的一具体实施方式中的聚合物交联凝胶热稳定性的确定装置的示意图。图2为本专利技术的另一具体实施方式中的聚合物交联凝胶的链段形式及其弛豫时间曲线。图3是本专利技术的另一具体实施方式中的核磁共振法测得老化前聚合物交联凝胶弛豫时间分布图。图4是核磁共振法测得老化后聚合物交联凝胶T2弛豫时间分布图。图5是150℃下BIS(0.05％)交联聚丙烯酰胺凝胶的交联度随时间变化曲线。图6是150℃下BIS(0.05％)交联聚丙酰胺凝胶的粘度随时间变化曲线。图7是150℃下BIS(0.1％)聚丙烯酰胺凝胶的交联度随时间变化曲线。图8是150℃下BIS(0.1％)聚丙酰胺凝胶的粘度随时间变化曲线。图9是130℃下BIS(0.05％)聚丙烯酰胺凝胶的交联度随时间变化曲线。图10是130℃下BIS(0.05％)聚丙烯酰胺凝胶的粘度随时间变化曲线。具体实施方式为了对本专利技术的技术特征、目的和有益效果有更加清楚的理解，现对本专利技术的技术方案进行以下详细说明，但不能理解为对本专利技术的可实施范围的限定。弛豫时间，即达到热动平衡所需的时间，是动力学系统的一种特征时间。T2弛豫时间，指90°射频脉冲后最大横向磁化矢量衰减至其初值的63％所需要的时间，又称横向弛豫时间。交联，是指线型或支型高分子链间以共价键连接成网状或体型高分子的过程。交联度，事故表征交联程度的参数。老化，在高分子材料的使用过程中，由于受到热、氧、水、光、微生物、化学介质等环境因素的综合作用，高分子材料的化学组成和结构会发生一系列变化，物理性能也会相应变坏，如发硬、发粘、变脆、变色、失去强度等，这些变化和现象称为老化。如图1所示，在本专利技术的一具体实施方式中，提供了一种聚合物交联凝胶热稳定性的确定装置，该确定装置可以包括：参数获得模块，用于获得聚合物交联凝胶在不同老化时间下的交联度；函数获取模块，用于绘制交联度与老化时间的关系曲线，获得拟合函数；确定模块，用于根据拟合函数，确定聚合物交联凝胶的热稳定的有效时间。具体地，在参数获得模块中，获得聚合物交联凝胶在不同老化时间下的交联度时，通过以下步骤获得：利用核磁共振和MSE-CPMG序列采集得到不同老化时间下的聚合物交联凝胶的T2弛豫时间曲线；对聚合物交联凝胶的T2弛豫时间曲线分析，得到凝胶的交联度。更具体地，在将聚合物交联凝胶经丙酮沉淀提取固相物后再进行弛豫时间的测试。具体地，在函数获取模块，采用的拟合函数如下所示：τ＝A×tB；其中，τ为交联度，无量纲；t为老化时间，h；A和B为拟合常数。具体地，采用的聚合物交联凝胶为丙烯酰胺单体、过硫酸铵以及N,N-亚甲基双丙烯酰胺交联得到的凝胶。更具体地，以聚合物交联凝胶的总质量百分数为100％计，采用的丙烯酰胺单体的质量分数为3％-10％，过硫酸铵的质量分数为0.01％-0.5％，N,N-亚甲基双丙烯酰胺的质量分数为0.01％-0.5％和余量的水。上述实施例阐明的系统、装置、模块或单元，具体可以由计算机芯片或实体实现，或者由具有某种功能的产品来实现。为了描述的方便，描述以上装置时以功能分为各种模块分别描述。当然，在实施本申请时可以把各模块的功能在同一个或多个软件和/或硬件中实现。通过以上的实施方式的描述可知，本领域的技术人员可以清楚地了解到本申请可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，在一个典型的配置中，计算设备包括一个或多个处理器(CPU)、输入/输出接口、网络接口和内存。本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。本专利技术可以在由计算机执行的计算机可执行指令的一般上下文中描述，例如程序模块。一般地，程序模块包括执行特定任务或实现特定抽象数据类型的例程、程序、对象、组件、数据结构等等。也可以在分布式计算环境中实践本申请，在这些分布式计算环境中，由通过通信网络而被连接的远程处理设备来执行任务。在分布式计算环境中，程序模块可以位于包括存储设备在内的本地和远程计算机存储介质中。在本专利技术的另一具体实施方式中，针对常规评价凝胶热稳定性方法效率低下的不足，建立了一种快速确定凝胶热稳定性的方法，该方法利用核磁共振只需测量分析3-4个老化后样品的T2弛豫时间，即可得到其交联度，进而利用拟合函数获得该凝胶的热稳定有效时间，极大地提高了热稳定性评价的效率。本具体实施方式提供的聚合物交联凝胶热稳定性的确定方法，可以包括以下步骤：获得聚合物交联凝胶在不同老化时间下的交联度；绘制交联度与老化时间的关系曲线，获得拟合函数；根据拟合函数，确定聚合物交联凝胶的热稳定的有效时间。具体地，获得聚合物交联凝胶在不同老化时间下的交联度时，可以通过以下步骤获得：利用核磁共振和MSE-CPMG序列采集得到不同老化时间下的聚合物交联凝胶的T2弛豫时间；对聚合物交联凝胶的T2弛豫时本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种聚合物交联凝胶热稳定性的确定方法，其特征在于，该确定方法包括以下步骤：获得聚合物交联凝胶在不同老化时间下的交联度；绘制交联度与老化时间的关系曲线，获得拟合函数；根据所述拟合函数，确定所述聚合物交联凝胶的热稳定的有效时间。

【技术特征摘要】
1.一种聚合物交联凝胶热稳定性的确定方法，其特征在于，该确定方法包括以下步骤：获得聚合物交联凝胶在不同老化时间下的交联度；绘制交联度与老化时间的关系曲线，获得拟合函数；根据所述拟合函数，确定所述聚合物交联凝胶的热稳定的有效时间。2.根据权利要求1所述的确定方法，其特征在于，所述获得聚合物交联凝胶在不同老化时间下的交联度时，通过以下步骤获得：利用核磁共振和MSE-CPMG序列，获得不同老化时间下的聚合物交联凝胶的T2弛豫时间曲线；根据T2弛豫时间曲线，得到凝胶的交联度。3.根据权利要求2所述的确定方法，其特征在于，将聚合物交联凝胶经丙酮沉淀提取固相物后再进行弛豫时间的测试。4.根据权利要求1所述的确定方法，其特征在于，所述拟合函数如下所示：τ＝A×tB；其中，τ为交联度，无量纲；t为老化时间，h；A和B为拟合常数。5.根据权利要求1所述的确定方法，其特征在于，所述聚合物交联凝胶为丙烯酰胺单体、过硫酸铵以及N,N-亚甲基双丙烯酰胺交联得到的凝胶。6.根据权利要求5所述的确定方法，其特征在于，以所述聚合物交联凝胶的总质量百分数为100％计，所述丙...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏发林，刘平德，熊春明，卢拥军，吕静，李伟涛，
申请(专利权)人：中国石油天然气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11