聚合物水溶液流经岩心后残余阻力系数预测数学模型

聚合物溶液的残余阻力系数是指当其通过多孔介质时,因为滞留或堵塞造成多孔介质对水渗透率下降的度量。残余阻力系数越大,油层渗透率下降就越大,如果残余阻力系数过大,就会造成油层的阻塞,不利于聚合物驱。通过推导数学公式以及开展流动实验等,对于聚合物溶液流经岩心后的残余阻力系数进行了预测,对于在驱油过程中聚合物的选取有一定的指导意义。     

缔合聚合物在串联岩芯中的阻力系数和残余阻力系数研究

使用海洋油田产出污水配制疏水缔合聚合物溶液在串联岩芯上进行阻力系数(RF)和残余阻力系数(RRF)的测定。实验结果表明,串联岩芯中的各段岩芯都在实验中表现出了压差变化快慢不一致的现象,并且阻力系数和残余阻力系数呈现一种下降的趋势,但三段串联岩芯依然获得了较高的阻力系数(>21)和残余阻力系数(>2.1)。通过串联岩芯实验,验证了缔合聚合物溶液在存在层内差异的多段岩心中流动时,能够保持很高的阻力系数和残余阻力系数,这也为验证缔合聚合物驱油有效性提供了强有力的证据。     

特高孔高渗稠油油藏化学驱可行性研究

针对渗透率高于10μm2及孔隙度大于35％的特高孔高渗稠油油田,开展化学驱可行性研究.研究了部分水解聚丙烯酰胺类聚合物、结构聚合物、稠油活化剂和凝胶4种驱油体系剪切前后的黏浓关系.结果表明:普通聚合物和稠油活化剂剪切前后黏度均较低,结构聚合物剪切前后黏度较高,并且质量浓度越高,黏度保留率越高,凝胶体系黏度最高,抗剪切能力最好.进一步研究了结构聚合物和凝胶体系的阻力系数和残余阻力系数,结果表明渗透率、流速及聚合物质量浓度均对阻力系数和残余阻力系数造成影响,从阻力建立能力角度出发,认为结构聚合物不适应于10μm2以上渗透率地层;凝胶体系比结构聚合物驱油体系建立阻力系数的能力更强,针对渗透率高于10μm2的油藏,凝胶体系建立流动阻力的能力较好.     

三元复合体系的渗流特性

为了探究聚合物在驱油过程中在地层孔隙内的实际作用情况,通过室内模拟实验,在进行水驱-三元驱-后续水驱之后,通过计算阻力系数和残余阻力系数,比较两者之间的变化。其中,阻力系数(F_R)用来表征聚合物使得流度比降低的程度,同时也代表着水和聚合物溶液的流度的比;残余阻力系数(F_(RR))是用来描述聚合物降低渗透率的程度大小,同时也是油层经过聚合物驱前与聚合物驱后水相渗透率的比值。阻力系数和残余阻力系数是描述聚合物在驱油过程中,增大波及效率性能的重要指标~([1])。     

基于自组织的两亲聚合物驱油剂的渗流特性研究

针对大庆油田所应用的两亲聚合物,利用化学驱模拟评价装置研究了其渗流特性,得出了其在多孔介质中的渗流规律以及部分影响因素。结果表明,同浓度的两亲聚合物比HPAM的阻力系数和残余阻力系数更大;两亲聚合物比HPAM具有更大的粘弹性,具有更强的抗剪切性,并且在多孔介质中流动存在胀流性的行为;两亲聚合物的浓度越高,阻力系数和残余阻力系数越高;粘度随着老化时间的增长先增加后减小,在增加阶段,老化时间越长,阻力系数和残余阻力系数越大;岩心的渗透率越小,残余阻力系数越大。     

聚集行为对聚合物溶液性能的影响研究

聚合物的聚集行为影响着聚合物溶液性能,从而影响其应用效果。对比分析了三种不同聚集行为的聚合物流变性、黏弹性、水动力学尺寸、吸附滞留等方面性能。结果表明,聚合物的空间聚集行为越强,分子间的相互作用力越大,表现出更为明显的黏弹性能和更大的水动力学尺寸。"链束"状聚集行为的疏水改性部分水解聚丙烯酰胺(HMPAM)呈现多分子层的吸附特征,吸附量最大,能够逐步降低驱替相渗透率以改善波及效率;"团簇"状聚集行为的支化聚合物(DHAP)由于分子间强作用力而影响了其吸附层厚度,同时保留了溶液的有效应用浓度,使其在多孔介质中具备较大的水动力学尺寸和弹性性能,通过孔喉处的滞留建立更高的阻力系数(RF)和残余阻力系数(RRF),达到改善波及的目的。聚合物的聚集行为特征影响着聚合物的应用方式。     

聚/表二元体系性能评价

本文针对聚/表二元体系的性能展开分析,主要研究了聚/表二元体系的注入性能以及驱油效果。聚合物选用部分水解的聚丙烯酰胺干粉,表面活性剂选用重烷基苯磺酸盐,岩心选用人造均质块状岩心(Φ30×4.5×4.5cm),进行渗流实验,比较和分析不同渗透率以及不同聚合物浓度对阻力系数与残余阻力系数的影响,以此来判断聚/表二元体系在岩心的注入能力;然后进行驱油实验,比较和分析聚/表二元体系中组分浓度对驱油效果的影响以及聚/表二元体系与纯聚合物溶液的驱油效果的差异。     

抗盐聚合物阻力系数和驱油效果评价

该文主要对抗盐聚合物的特性进行了描述,并且通过实验测试了抗盐聚合物水溶液通过孔隙介质渗流时的阻力系数、残余阻力系数。另外,对抗盐聚合物的驱油效果以也进行了研究,并与HPAM进行了比较。实验结果表明,抗盐聚合物的效果比HPAM的要好,可使聚合物驱的采收率再提高3%～4%。     

SN-1聚表剂的性能评价

为更好的评价SN-1聚表剂、SN-2聚表剂的性能,采用室内实验法研究了其增粘性能、稳定性能以及流动性能,研究表明:与SN-2聚表剂溶液相比,SN-1聚表剂溶液具有更好的稳定性,粘损率较低,且在小岩心柱水测渗透率接近的条件下,相同浓度的SN-1聚表剂比SN-2聚表剂阻力系数、残余阻力系数要小,不易发生堵塞现象。     

碳酸盐岩油藏聚合物凝胶体系调驱参数优选

UDM区块目前在开发中存在层内、层间的水驱程度差异大,剖面动用状况差,开发效果差等问题。凝胶体系的阻力系数是在几乎未发生交联反应时体系的阻力系数,故同聚合物溶液一样,使注入流体黏度增大,降低流度比,提高采收率;交联聚合物溶液成胶后,黏度迅速增大,后续水驱注入压力升高,水相渗透率降低,凝胶体系具有较好的封堵性。其中残余阻力系数更大体系,说明其成胶后的滞留封堵作用也更强,通过室内模拟实验优选了聚合物弱凝胶体系的调驱轮次、调驱时机以及调驱剂注入量。结果表明,对于渗透率级差为6的多岩心并联实验,聚合物弱凝胶调驱可在水驱基础上提高采收率10%~15%左右。     

聚合物驱剖面返转确定方法研究

在油田的开发过程当中,如果储层的吸水剖面出现了反转,将会对储层的开发产生不利的影响。因此,充分的了解并认识储层发生剖面反转的机理,能够为有效的防止剖面反转的出现提供一定的理论基础。本文利用Darcy定律推导了动态阻力系数计算方法,进行室内并联岩心物理模拟实验。通过实验发现:储层发生剖面返转,其最根本的原因是因为驱替用聚合物溶液在高、低渗透率岩心当中的动态阻力系数表现规律不同,渗透率较低的储层其阻力系数的变化率表现为不断升高,而渗透率较高的渗透其阻力系数的变化率表现为不断降低,在二者的数值相等时,储层当中的吸水剖面就会出现返转。     

疏水单体含量对疏水缔合聚合物渗流特性的影响

利用串联平板夹砂渗流模型,研究了同粘度疏水缔合聚合物溶液在均质模型下的渗流特性。结果表明,在渗透率1.1~6.1μm2范围内,疏水缔合聚合物溶液在平板渗流模型中压力达到稳定的时间与疏水单体含量成正比;相同渗透率下,缔合聚合物在传播方向上的阻力系数和残余阻力系数呈增加趋势,且增加幅度与疏水单体含量成正比,而聚丙烯酰胺在介质中的渗流特性是不变的。采用微孔滤膜过滤方法,证明了疏水单体含量对渗流特性的影响在于其改变了溶液中聚集体尺寸。     

疏水单体含量对疏水缔合聚合物渗流特性的影响

利用串联平板夹砂渗流模型,研究了同粘度疏水缔合聚合物溶液在均质模型下的渗流特性。结果表明,在渗透率1.1⁶.1μm2范围内,疏水缔合聚合物溶液在平板渗流模型中压力达到稳定的时间与疏水单体含量成正比;相同渗透率下,缔合聚合物在传播方向上的阻力系数和残余阻力系数呈增加趋势,且增加幅度与疏水单体含量成正比,而聚丙烯酰胺在介质中的渗流特性是不变的。采用微孔滤膜过滤方法,证明了疏水单体含量对渗流特性的影响在于其改变了溶液中聚集体尺寸。     

AP-P4/SDBS二元体系在石英砂上的吸附特性

针对AP-P4/SDBS聚表二元体系,选用不同浓度配方的聚表体系,在石英砂上展开静态吸附和动态滞留实验,研究聚表体系中各组分的吸附规律,考察了浓度、温度、矿化度对组分的吸附影响。结果表明,聚表二元体系中各组分在石英砂上的吸附符合Langmuir吸附模式,其中,SDBS表现为双分子层吸附、AP-P4表现为单分子层吸附特质。AP-P4与SDBS存在竞争吸附关系,SDBS的吸附量是AP-P4的20多倍。温度和矿化度升高,SDBS的吸附量增大。聚表二元体系中SDBS的动态滞留量小于其静态吸附量,而AP-P4的动态滞留量大于其静态吸附量。     

高浓度聚合物体系特性及驱油效果研究

利用HAAKE RS-150流变仪检测了高浓度聚合物溶液的粘弹性,在人造均质岩心上进行了高浓度聚合物溶液流动实验,在人造非均质岩心上研究了体系浓度对高浓度聚合物溶液驱油效果的影响。结果表明,高浓度聚合物的粘度和弹性均高于低浓度聚合物,高浓度聚合物所具有的高粘弹性使其在岩心中的流动阻力增加,因此阻力系数和残余阻力系数均较高。浓度越高,高浓度聚合物体系化学驱采收率越高。     

疏水缔合聚丙烯酰胺渗流阻力特征研究

疏水缔合聚丙烯酰胺(HAP)通过缔合作用在溶液中形成聚集形态,表现出了特殊的溶液性能。通过在HPAM溶液中加入钠土分散体系,使HPAM絮凝体系具有类似HAP溶液的聚集形态,分析两种体系在多孔介质中的渗流特征,研究疏水缔合聚丙烯酰胺溶液建立渗流阻力的方式。结果表明,HPAM絮凝体系在多孔介质中,主要依靠吸附滞留作用建立流动阻力;钠土形成的聚集结构在较低渗透率的多孔介质中存在注入压力高的问题。而疏水缔合聚丙烯酰胺依靠溶液中分子间缔合作用,形成了超分子聚集体,在多孔介质流动过程中,超分子聚集体结构发生变化。在较低渗透率多孔介质中,形成的聚集体结构破坏作用较强,使其粘度下降幅度较大,保证了聚合物溶液仍具有较好的注入性。而在高渗透多孔介质中仍具有较高的粘度,并能够建立较高的阻力系数和残余阻力系数。由此表明,疏水缔合聚丙烯酰胺溶液形成的聚集体结构在多孔介质中仍具有可逆性,在多孔介质剪切作用下,仍能形成聚合物分子之间以及与岩石之间的相互作用,使其能够建立较高的流动阻力。     

聚驱后高浓度注聚开发指标变化规律研究

为研究聚合物驱后开发指标变化规律,通过流动实验测得了阻力系数、残余阻力系数,通过注入能力评价实验得到了合理注入速度。利用相对分子量为2 500万的高分子高浓度聚合物在用模拟的方式实现了各种井网类别的前提下,在仿真的特定物理模型之上开展了驱油的相关实验,其研究的数据结果清晰地表明了井网重构能在很大程度上降低普通聚驱剩余油饱和度,且井网重构后还能缓解注入压力的持续上升;随高浓聚合物驱阶段浓度增加,中低渗透层波及系数均有提高;井网重构后,使得原井网油井周围和其处在中间和低水平层次的渗透层中的剩余油获得了相应地使用,且这些剩余油处在分流线部位的,其驱油的效果得到了显著的提升。     

较差油层三元复合驱提高采收率实验研究

某油田自上个世纪80年代开始三元复合驱研究以来,已完成4个主力油层强碱三元复合驱矿场试验,随着三元复合驱驱油技术在二类油层的开展,驱替对象的渗透率更低、层间差异更大,由于存在着层间矛盾大、层段多和储层结构复杂等的问题,需要通过注入能力测试和三元复合驱段塞的优选以及色谱分离动滞留实验进行确定。以某油田二三类油层为依托,通过开展了聚合物分子量、浓度和岩心渗透率匹配关系的室内实验研究,计算三元体系的阻力系数、残余阻力系数等参数。     

填料层阻力的实验研究

对鲍尔环、阶梯环和多面空心球三种填料的阻力进行了测试,得出了填料层的阻力系数。结果表明：在相同的条件下,鲍尔环阻力最大、阶梯环阻力最小、多面空心球阻力居中。干填料层的阻力系数随空塔气速的增大而减少,湿填料层的阻力系数随空塔气速的增大而增大。利用阻力系数法计算填料层阻力具有简单、准确的优点。     

疏水缔合聚合物HT-1在多孔介质中的渗流类型

利用实验自制平板夹砂渗流装置,研究了疏水缔合聚合物在两级串联平板夹砂渗流模型中渗流。结果表明：疏水缔合聚合物在两级串联多孔介质中存在三类不同的渗流类型,与孔隙介质的渗透率相关;第I类：当渗透率大于1.8 μm2时,表现为阻力系数在流动方向上相等的渗流特性;第II类：当渗透率等于1.8 μm2时,表现为阻力系数在流动方向上增大的渗流特性;第III类：当渗透率小于1.8 μm2时,表现为阻力系数在流动方向上减小的渗流特性。通过单级与两级串联平板夹砂渗流模型中渗流实验的对比,推断出第II类和第III类渗流类型中阻力系数的差异是由聚集体变化造成的。并采用单级与两级串联微孔滤膜过滤实验和动态光散射实验研究了渗流过程中聚集体尺寸变化,验证出第Ⅱ类和第Ⅲ类渗流类型中阻力系数的差异是由疏水缔合聚合聚集体尺寸在串联平板夹砂模型中发生变化造成的。