论深度调剖用酚醛树脂胶联剂的合成与性能

王基林

辽宁天意实业股份有限公司 辽宁盘锦 124010

我国的聚丙烯酰胺交联凝胶技术研究开于20世纪60-70年代，到80年代许多交联剂类型被开发出来，90年代凝胶体系的研究更加系统全面。2000年后，由于聚丙烯酰胺生产工艺的完善，超高分子量聚丙烯酰胺实现规模化生产，为弱凝胶的应用提供了原料支持，使得弱凝胶的应用得到更大的发展。

近年来，聚合物的交联技术发展很快，已有许多不同的交联剂产品问世，并在油田得到了广泛应用。不同结构、不同性能、不同生产工艺、不同价位的交联剂在油田化学领域中占据了一席之地，也推动了国内油田化学剂的发展。

目前深度调剖用交联剂主要有两大体系：1、多价金属离子交联剂体系。代表性的是铬、铝体系。通过水合、水解、羟桥作用，与聚丙烯酰胺分子中的羟基作用，形成凝胶。铬体系中，为延缓凝胶时间，采用Cr3+与螯合物配位。常用的螯合物有已酸、丙酸、乳酸、丙二酸等。2、以酚醛为原料的交联剂体系。代表性的是酚醛树脂交联剂。即由甲醛、丙醛、戊二醛等与苯酚或间苯二酚反应的交联剂体系。该交联剂主要是与聚丙烯酰胺中的酰胺基作用，形成凝胶。其特点较铬体系温和，成胶时间可调性强，缺点是产品容易发生自交联，失效。

一、实验

1.实验仪器

磁力搅拌器，烘干箱，电子天平，旋转粘度计，烧杯，三口烧瓶，温度计，恒温水浴

2.主要试剂

聚丙烯酰胺（相对分子量2.0×107）氯化钠（分析纯）

工业级产品：苯酚甲醛促进剂氢氧化钠

3.交联剂的合成

先将烧杯中加入200g蒸馏水，加入100g苯酚于烧杯中充分搅拌，将烧杯内苯酚溶液倒入三口烧瓶置于恒温水浴内。在搅拌条件下缓慢加入甲醛，加入烧碱催化剂，调整恒温水浴温度至90℃，待温度恒定后，恒温2小时。缓慢升温至100℃后加入促进剂，搅拌条件下恒温1小时，得到棕红色液体即为酚醛树脂交联剂。

二、结果与性质

1.成胶原理

苯酚和甲醛反应生成甲阶酚醛树脂，甲醛可加成在苯酚的不同位置，生成不同的加成产物。该交联剂与聚丙烯酰胺中的酰胺基作用，形成凝胶。

2.标准液的制备

准确称取氯化钠4.00g，置于2000mL蒸馏水中，搅拌均匀后待用。

3.聚合物溶液的制备

称取聚合物4.00g，缓慢加入标准液烧杯中，充分搅拌，4小时后，即为聚合物溶液。

4.实验方法

将聚合物溶液按每份500mL分成三份，分别加入酚醛树脂交联剂1.0g，搅拌后倒入细口瓶中，置于80℃烘干箱中，其中一份24小时开始观察，以后每24小时观察一次，观察时采用缓慢倾斜细口瓶，当发现聚合物溶液呈舌状粘弹凝胶体时为成胶时间。

5.成胶粘度

将成胶后的第一份聚合物溶液置入旋转粘度计的测量筒内，在80℃条件下测试5min,期间每隔0.5min读数一次，取最大值为最终成胶粘度。

6.稳定性

将成胶后的第二份聚合物溶液，在在80℃条件下，恒温5天，按2.5方法测其粘度值为N1,

将成胶后的第三份聚合物溶液，在在80℃条件下，恒温10天，按2.5方法测其粘度值为N2,

则其粘度值为：R=100×N2/N1

7.性能指标

经多次室内实验检测，酚醛树脂交联剂性能指标如下：

序号1234567项目外观P H值密度，20℃，g/c m3成胶时间，80℃，d成胶强度，mP.s凝较稳定性（80℃ ），d适用温度，℃指标棕黄至棕红色液体8-111.1-1.32-10 d可调＞2000＞90＞60

三、用途与结论

1.用途

(1)近井调剖。形成高强度凝胶，可用于封堵高渗透条带和裂缝油层，用于近井调堵作业。

(2)深部调驱。与低聚合物浓度形成的弱凝胶体系流动性好，具有很好的注入能力，适合大规模注入。

(3)用作聚合物溶液稳定剂。在聚合物驱中，加入适量的交联剂可以有效防止聚合物的降解，保持聚合物的粘度。

2.结论

酚醛树脂交联剂适应范围广、成胶时间和强度可控、耐温抗盐性好，可以进入油层深部，增加高渗透蹭水通道的流动阻力，产生液流改向能力，使后续的驱替液主要进入未来及的低渗透层，扩大波及系数，从而提高原油采收率。

(1)酚醛树脂交联剂活性高，生产成低，性能稳定；

(2)酚醛树脂交联剂与聚合物成胶过程容易控制，成胶时间可调；

(3)凝胶稳定性好，适用于高温油藏。

(4)符合安全环保要求。

[1]郑延成赵明奎张中华姚黎明深部调剖驱油交联剂的研究精细石油化工进展2003年8月.

[2]王中华何焕杰杨小华《油田化学品实用手册》中国石化出版社.

[3]颜家才王玉忠苟景峰酚醛树脂在油田化学领域的应用钻井液与完井液2007，24.

[4]钱晓琳吴文辉于培志用做弱凝胶水溶性酚醛树脂的合成油田化学2005，22.