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综述:聚合物体系中自组装行为在非常规油藏提高采收率(IOR)中的研究进展
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年08月27日 来源:ADVANCES IN COLLOID AND INTERFACE SCIENCE 19.3
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这篇综述系统阐述了基于超分子相互作用(疏水缔合、主客体包合、静电作用)的自组装强化聚合物体系在非常规油藏(低渗、高温高盐、强非均质性)中的研究进展,涵盖分子设计、合成策略、功能单体筛选及纳米杂化技术,通过中国、阿联酋等油田案例验证其提升溶液黏度、界面活性和调驱能力的效果,为开发适应性聚合物基IOR技术提供理论指导。
传统聚合物的局限与突破
非常规油藏开发面临低渗透(<1 mD)、高温(>90 °C)、高盐(>200,000 mg/L)等挑战,传统聚合物如部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)和黄原胶(XG)因分子链易断裂、稳定性差而失效。自组装技术通过动态非共价键(如疏水缔合、β-环糊精主客体包合)赋予聚合物网络自修复能力,显著提升抗剪切和耐温抗盐性能。
水溶性聚合物的增效机制
聚合物溶液通过空间网络结构实现宏观流度控制与微观洗油协同:① 增加水相黏度降低流度比;② 黏弹性驱动残余油膜剥离;③ 两亲性分子在油水界面形成致密膜,降低界面张力至10-2 mN/m级。疏水缔合聚合物(HAP)通过烷基侧链(如C12-C18)的簇集作用形成物理交联点,使表观黏度提升3-5倍。
自组装凝胶的智能响应
与传统共价交联凝胶不同,基于葫芦脲[8](CB[8])的主客体凝胶在剪切破坏后可通过动态键重组恢复结构完整性。阿联酋碳酸盐岩油田应用中,此类凝胶在130 °C下仍保持90%封堵率,含水率下降18个百分点。
纳米杂化策略的创新
二氧化硅纳米颗粒(SiO2 NPs)与聚合物的协同组装构建了"刚性-柔性"复合网络:① 纳米颗粒作为物理交联点增强机械强度;② 表面修饰的磺酸基团(-SO3H)提升耐盐性。中国胜利油田先导试验显示,纳米杂化体系在矿化度达22×104 mg/L时黏度保留率超80%。
挑战与未来方向
当前技术需解决高温(>150 °C)下分子设计瓶颈,并开发多刺激响应(pH/温度/氧化还原)智能体系。分子动力学模拟与高通量筛选将加速功能单体的优化设计,推动自组装聚合物向精准调控的"适应性进化技术"发展。
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