按文献[5]方法绘制丙烯酰胺水溶液-煤油- Span80/Tween80体系的拟三兀相图（见图2,其中 丙烯酰胺水溶液的质量分数为70%，m (Span80): wj(Tween80) = 4).在得到的拟二兀相图的反相微 乳液相区(曲线左侧包围部分)，选取W(AM/H20) = 56% , w(Span80/Tween80) = 18% , w(Kerosene) = 26%的体系点，配制由Span80/Tween80、煤油和 W(AM) = 70%丙烯酰胺水溶液组成的反相微乳 液，备用.在反应温度为40 1C，引发剂用量为单体质 量0.2 %的条件下，将上述制备的反相微乳液5 g加

自从20世纪80年代Candau等[1]首次采用反 相微乳液聚合法得到稳定、相对分子质量高、分布窄 的聚丙烯酰胺反相微乳胶以来，国内外许多学 者[24]对丙烯酰胺反相微乳液聚合的反应机理、反 应动力学等进行了大量的研究，但还未见直接用聚 丙烯醜胺反相微乳胶进行驱油实验研究的报道.本 文以Span80和Tween80为复合乳化剂，煤油为介 质，过硫酸铵为引发剂制备了高固含量的聚丙烯酰 胺反相微乳胶，研究了聚丙烯酰胺微乳胶的驱油性 能，并与纯粹聚丙烯酰胺水溶液的驱油效果进行了 比较.

1实验部分

1.1主要原料及仪器

1.1.1主要原料Span80:化学纯，西安化玻站化 学厂;Tween80:化学纯，北京益利精细化学品有限 公司;丙稀酰胺:工业品，江西昌九农科化工有限公 司;过硫酸铵（APS):分析纯，西安化学试剂厂;煤 油:工业品，蒸馏后使用.模拟油为原油与煤油按一 定比例配制而成，黏度为9~10 mPa-s.

1.1.2主要仪器RV30型哈克黏度计:德国;模人到反应瓶中，充氮除氧10 min后，搅拌下滴加反 相微乳液45 g，约30 min加完，再反应2 h,即得到 w(PAM) = 39.0%、相对分子质量为7.6 x 1〇6的稳 定、透明的聚丙烯酰胺反相微乳胶.

£(span80/tween80)

1.3聚丙烯酰胺相对分子质置的测定

将合成的聚丙烯酰胺微乳胶用甲醇破乳，经反 复洗涂后，抽滤得到白色粉末状聚丙烯酰胺，再在 35 t：真空干燥40 h.取定量干燥聚丙烯酰胺溶于 C(NaCl) = 1.0 mol/L的水溶液中配制成系列溶液， 在30 t：，用乌氏黏度计测定其黏度，作图求其特性 黏数[7]，依据 Houwink Mark 方程[4-5]

Mv = 1.565 x lO^i;]1-515 计算聚丙烯酰胺的相对分子质量.

1.4聚丙烯酰胺反相微乳胶驱油性能测试

在内径3 cm、长18 cm的衬有橡胶套层的钢管 中填砂，制备驱油用人造砂心.实验前先测定人造砂 心的孔隙度、渗透率、原始含油饱和度等参数.选用 参数在表1范围内的人造砂心进行驱油实验.首先 以模拟水(NaCl质量浓度3 000 mg/L)为驱替液，用 图1所示的模拟驱油装置实验，当水驱至瞬时含水 率不再变化时,再改用聚丙烯酰胺反相微乳胶水乳 液或聚丙烯醜胺水溶液驱.实验过程中随时记录瞬 时出水、出油体积，计算驱替PV数、累积采收率和 瞬时含水率.当瞬时含水率不再变化时，停止驱替.

表1人造砂心的相关参数

直径D 长度L

/cm /cm渗透率々

/ptm2孔隙度少

/%原始含油 饱和度S〇/%

3 16.32.2〜2.418.5〜20.180 〜85

2结果与讨论 2.1聚丙烯酰胺反相微乳胶水乳液的流变性

通过反相乳液聚合得到的聚丙稀酰胺反相微乳 胶不仅黏度低、稳定性好、固含量高，而且具有良好 的水溶解分散性能.由于其自身含有表面活性剂、聚 丙烯酰胺和煤油，故其溶解分散后呈乳白色.为了考 察该乳液的流变性能，先将聚丙烯酰胺反相微乳胶 配制成w(PAM)为0.20%的水乳液，用哈克黏度 计测定25 X：时水乳液黏度7随剪切速率7的变 化，结果如图3所示.从图3可以看出，聚丙烯酰胺 反相微乳胶水乳液的黏度随剪切速率的增加而降 低，表现出假塑性流体特征，其流变指数n为

0.465,稠度系数K：为356 mPa*s”.同时也观察到, 聚丙烯酰胺反相微乳胶水乳液的黏度随温度的升高 而降低(见图4)，与纯粹的聚丙烯酰胺水溶液的流 变特征相类似.

2.2聚丙烯酰胺反相微乳胶水乳液的驱油性能

向聚丙烯醜胺反相微乳胶中加人模拟水，配成 一系列不同质量分数的聚丙烯酰胺反相微乳胶水乳 液，用图1所示的驱油装置先进行模拟水驱，当瞬时 含水率达95%时，改用聚丙烯酰胺反相微乳胶水乳 液继续驱替,记录瞬时出水、出油体积，计算驱替 PV数和累积采收率£，实验结果如图5所示.

由图5驱油实验结果可以看出，聚丙烯酰胺微 乳胶水乳液的驱替效率随聚合物质量分数的增加而 增大.当聚丙烯酰胺微乳胶水乳液中PAM的质量 分数小于〇. 15%时，驱油效率随着PAM含量的增 大有明显提高;当聚丙烯酰胺微乳胶水乳液中PAM 的质量分数超过〇. 15%后，驱油效率随水乳液中 PAM质量分数的增大提高不大.图6是质量分数为

0.15 %的聚丙烯酰胺水溶液与聚丙烯酰胺反相微乳 胶水乳液驱油效率对比实验结果.从图6可以看出， 聚丙烯酰胺反相微乳胶水乳液比聚丙烯酰胺水溶液 驱油效果好.这一结果可归因于聚丙烯酰胺反相微 乳胶组成的特殊性.

2.3聚丙烯酰胺微乳胶水乳液驱油机理探讨

聚合物驱是利用其增加黏度、改善油水流度比、 提高波及系数而提高原油采收率的[6].因此，体系 黏度越高，残余阻力系数越大，驱替相的流度就越 小,驱替相与被驱替相的流度比就越小，聚合物驱扩 大油层宏观和微观波及效率的作用就越大，采收率 提高值就越高.但聚合物溶液不具备大幅度降低与 地层原油间界面张力及增加毛管数的能力，洗油效 率差，因此,聚合物驱不会有太高的采收率增幅.表 面活性剂是利用驱替流体与被驱替原油体系具有低 界面张力的特性，驱替水驱残余油，进一步降低剩余 油饱和度，以提高驱油效率的.因此，界面张力越低， 降低剩余油饱和度的幅度越大，提高驱油效率和采 收率的幅度就越大.但单独使用表面活性剂溶液只 能降低界面张力，不能提高波及系数•本文合成的聚 丙烯酰胺反相微胶乳是由水溶性聚合物、乳化剂和 煤油组成的混合体系，可以看作是聚合物-乳化剂 组成的二元复合驱油体系.该体系不但可以提高注 人水的黏度，降低驱替介质的流度比，提高驱油剂的 波及系数，还可以降低油水界面张力，提高毛细管 数，综合聚合物和表面活性剂两者的优点，发挥了聚 合物和表面活性剂之间的协同效果[7].因此，可大 幅度降低剩余油饱和度，提高驱油效率和原油采收 率.

3结论

(1)依据绘制的Span80/Tween80-煤油-水(丙 烯酰胺水溶液)拟三元相图，选择高单体质量分数微 乳液体系,在反应温度为40 C ,引发剂用量为单体 质量0.2 %的条件下，通过反相微乳液聚合反应，制 得了 w(PAM) = 39.0%、相对分子质量为7.6X106 的透明、稳定聚丙烯酰胺反相微乳胶.

(2)聚丙烯酰胺反相微乳胶水乳液的黏度随剪 切速率的增加而降低，随温度的升高而降低，与纯粹 的聚丙烯酰胺水溶液的流变特征相类似.

(3)聚丙烯酰胺反相微胶乳可以看作是由聚合 物-乳化剂组成的二元复合驱油体系.不但可提高注 人水的黏度，降低驱替介质的流度比，提髙驱油剂的 波及系数，还可以降低油水界面张力，提高毛细管 数，大幅度降低剩余油饱和度，提高驱油效宰和原油 采收率.相同条件下，其驱油效率较聚丙烯酰胺水溶 液驱提高约7.4%。