中低渗高凝油藏用聚合物的相对分子质量设计与应用

聚合物相对分子质量是评价化学驱体系注入性的重要参数,直接影响现场注入压力及驱油效果。针对中 低渗高凝油油藏S区块化学驱先导试验区个别井组出现注入压力高、注不进以及见效不均衡的问题,利用动态 光散射法、微孔滤膜法和注入性实验,开展高凝油油藏冷伤害后聚合物分子尺寸与储层微观孔喉匹配关系研 究。综合聚合物分子回转半径、水动力学尺寸以及注入性实验结果,将S区块聚合物相对分子质量由2000×10⁴ 调整为1200×10⁴ ,单井注入厚度比例由42%～51%上升至64%～85%,为先导区聚合物相对分子质量调整以及扩 大区实施决策提供了依据。     

真35 断块储层渗透率与KY聚合物相对分子质量的匹配性研究

为了筛选适合真35 断块储层的KY系列聚合物,测定了岩心的气/液（汞）测渗透率、孔隙度及KY系列聚合物在地层条件下的水动力学半径,建立了真35-6 井岩心气测渗透率K_g、平均孔喉半径R及KY系列聚合物相对分子质量M、聚合物在江苏油田真35 断块的地层水中分子水动力学半径R_h之间的关联性,在此基础上根据1/3 架桥堵塞理论获得满足驱替要求的KY系列聚合物相对分子质量与岩心气测渗透率K_g的关系。研究结果表明,真35 储层的气测渗透率与平均孔喉半径成线性相关的关系(R=0.026K_g+0.2071),KY系列聚合物的水动力学半径与其相对分子质量存在对数相关关系（R=0.1212lnM-0.6831）。真35 断块实施KY聚合物驱时储层气测渗透率与KY系列聚合物相对分子质量应满足的匹配关系为：M<615e^{0.01K_g, 即KY聚合物的相对分子质量应不超过此上限,从而可以避免因选择相对分子质量过大的聚合物而导致的油层堵塞。图2 表3 参9}     

聚合物驱剖面返转时机及其影响因素

聚合物驱过程中的剖面返转现象会对提高采收率造成不利影响,为进一步提高聚合物驱效果,通过理论分析和室内物理模拟方法,对聚合物驱油效果和聚合物驱剖面返转时机及其影响因素进行研究。结果表明,随岩心渗透率升高,聚合物驱剖面返转时机延后且延后幅度增大,聚合物溶液浓度C_p=1600 mg/L、渗透率级差为4 时,渗透率大于1200×10^-3μm²后尤为明显;随渗透率级差和小层厚度比（高渗层/低渗层）增大,即地层系数级差增大,剖面返转时机提前,聚合物溶液浓度CP=1600 mg/L、岩心平均渗透率Kg=300×10^-3μm²、地层系数级差10 条件下,剖面返转时机可提前至0.06～0.07 PV。随岩心渗透率升高和地层系数级差增大,采收率增幅呈先增大后减小趋势;聚合物驱剖面返转时机T_p与地层系数级差D_j关系满足方程式T_p=a（D_j-1）^-1,随聚合物溶液浓度升高,返转系数a 值减小,剖面返转时机提前。应用该公式可定量描述剖面返转时机与地层系数关系,及时调整注入参数,提高聚合物驱效果。图3表5 参8     

聚合物传输运移能力和油藏适应性评价

大庆太18-38 井区具有储层渗透率低和非均质性强的特点,水驱开发效果受到极大影响,亟待采取进一步 提高采收率技术措施。针对大庆太北开发区的问题,开展了普通聚合物和抗盐聚合物溶液渗流特性和传输运移 能力实验研究和作用机理分析。结果表明,与普通聚合物相比,抗盐聚合物分子聚集体尺寸较大,岩心孔隙内尤 其是注入端附近区域内的滞留水平较高,致使该区域渗流阻力增幅以及压差和压差比较大,传输运移能力较 差。与普通聚合物不同,抗盐聚合物分子链上存在少量片状结构,致使聚合物分子链间缠绕作用增强、分子聚集 体尺寸增大和聚合物传输运移能力变差。当目标油藏储层渗透率为238×10^-3、246×10^-3、255×10^-3 μm²时,与其相 适应的聚合物分别为中分、中高分、高分聚合物;当储层渗透率为500×10^-3 μm²时,适应的聚合物为超高分和抗盐 聚合物。     

二元复合体系与油藏适应性

大港油田港西三区储层以高孔高渗为主,非均质性严重,目前已处于特高含水开采阶段,亟待实施大幅度提高采收率技术.以物理化学、高分子化学和油藏工程理论为指导,以仪器分析、化学分析和物理模拟为技术手段,以港西三区油藏条件为工程依据,开展聚/表二元复合体系油藏适应性研究.结果表明,驱油剂与油藏间适应性受岩石渗透率、聚合物质量浓度、相对分子质量以及溶剂水化学组成等因素的影响;随聚合物相对分子质量增加和溶剂水矿化度减小,聚合物分子线团尺寸Dh增大,油藏适应性变差;随表面活性剂加入,二元复合体系中聚合物分子线团尺寸Dh增加,油藏适应性变差;与港西三区油藏储层地质特征和流体性质相适应聚合物相对分子质量为2 500×104,“孔隙半径中值(Rp) /Dh”范围为7～10;与聚合物溶液相比较,二元复合体系中聚合物分子线团尺寸增加,导致聚合物岩心渗透率极限提高10×10-3～20×10-3μm2.     

电解质对聚合物溶液渗流特性影响及作用机理研究

大庆油田聚合物驱工业化推广应用已进入第十年,剩余主力油层愈来愈少,薄差油层必将成为聚合物驱油技术的主要应用对象.现有聚合物产品是针对主力油层设计和生产的,其相对分子质量高、分子线团尺寸大,在常规配制工艺条件下难以与薄差油层孔隙尺寸相匹配.针对薄差油层聚合物驱存在的问题,笔者通过改变溶剂水中电解质类型和浓度,测量了聚合物溶液的流动性质和聚合物分子线团尺寸,研究了聚合物分子线团尺寸变化及其对渗流特性的影响.结果表明,在一定浓度范围内,溶剂水中电解质浓度愈高,聚合物分子链收缩卷曲程度愈严重,分子线团尺寸愈小,能够进入的岩石渗透率愈低.当采用较低电解质浓度水进行后续水驱时,一方面,岩心内电解质浓度降低会使聚合物分子线团发生膨胀,流动阻力增大.另一方面,岩心内部分滞留聚合物会随注入水采出,流动阻力减少.由此可见,在后续水驱阶段,注入压力大小主要取决于聚合物分子线团膨胀幅度和滞留聚合物采出量.采用较低矿化度水进行后续水驱可以维持较高注入压力,进而获得更好的波及效果.     

改性淀粉聚合物溶液在孔隙介质中的不可入孔隙体积效应

不可入孔隙体积影响聚合物在孔隙介质中的流动性,设计注聚时需考虑不可入孔隙体积效应。实验考察了改性淀粉聚合物溶液通过岩心的IPV值,结果表明,改性淀粉聚合物溶液分子线团最大半径主要分布在0.2～1.2μm,吸附层厚度越大,IPV值就越大。由岩心孔隙分布拟合计算出的IPV值略低于双段塞法的实验值,其原因是部分聚合物分子回旋半径虽然小于孔喉半径,但可能在孔隙外部滞留产生了不可入孔隙体积。不可入孔隙体积的存在主要有2个原因：聚合物溶液分子线团尺寸与岩心孔喉尺寸不完全匹配,聚合物分子线团尺寸越小、孔喉尺寸越大,越利于其通过孔隙喉道,产生的不可入孔隙体积就越小,反之越大;孔隙介质中的边界层效应和聚合物溶液滞留吸附作用,相当于降低了孔喉的有效半径,而增大了IPV值。     

多元驱油剂中聚合物分子聚集体与储层适应性

化学驱取得增油降水效果的基础是驱油剂与储层间具有良好适应性。为了深入探究多元驱油剂中聚合物分子聚集体与储层适应性,通过驱油剂物化性能测试及流动性实验,在开展聚合物溶液和多元驱油剂中聚合物分子聚集体尺寸Dh及其影响因素研究基础上,进一步评价了Dh与储层岩石孔喉匹配关系。研究结果表明:聚合物相对分子质量、碱、表面活性剂和溶剂水矿化度等因素会改变聚合物分子聚集体尺寸Dh,也对驱油剂与储层岩石适应性造成影响;与人造岩心相比较,驱油剂在天然岩心中滞留量较大,由此产生的附加渗流阻力和稳定注入压力值也较大,但并不影响驱油剂与储层岩石间匹配关系;依据目标区油层累计厚度达到70%时对应最低渗透率平均值,对照驱油剂渗透率极限值可以确定驱油剂中聚合物相对分子质量。研究成果对提高化学驱技术应用效果具有重要理论意义。     

渤海油田驱油用聚合物线团尺寸与岩石孔喉配伍性研究

针对渤海油田聚合物驱开发的实际需求,利用物理模拟方法,以AP-P4疏水缔合聚合物为例,采用了岩心流动实验,注入多孔介质前后黏度变化和聚合物线团尺寸变化等方法对聚合物线团尺寸与岩石孔喉配伍性进行了研究。结果表明,3种相对分子质量为600×104、1000×104和1600×104的聚合物分别与渗透率为500×10-3～1000×10-3、1000×10-3～1500×10-3、1500×10-3～2000×10-3μm2的岩石孔喉半径匹配效果较好,此时,岩心孔喉半径中值与聚合物分子线团尺寸之比R*/Rh分别为6.09～8.01、7.07～8.09、6.95～7.51。对于渤海油田,岩石孔喉半径中值与聚合物线团尺寸比值为6～8时,聚合物与岩石的孔隙结构匹配效果较好。对于渗透率为500×10-3、1000×10-3和2000×10-3×m2的不同渗透率的地层,推荐选用相对分子质量分别低于600×104,1000×104和1600×104的聚合物,若考虑配制和注入过程中的剪切和热降解作用,聚合物相对分子质量还可以适当提高,但最高不宜超过800×104,1200×104和1800×104。     

速溶聚合物及其Cr3+凝胶渗流特性

与陆地油田相比较,海上平台空间狭小,对聚合物配注设备工艺和聚合物溶解速度提出了更高要求。依据海上油田矿场实际需求,本文针对渤海主要油田油藏地质和流体条件,对“速溶”聚合物产品的溶解性及其聚合物溶液和Cr³⁺凝胶黏度特性、流变性、黏弹性、分子线团尺寸和渗流特性进行了实验研究。结果表明,在渤海主要油田油藏温度和溶剂水矿化度条件下,“速溶”聚合物溶解性优于“高分”聚合物,同时表现出较强的增黏性、流变性和黏弹性。与聚合物溶液中“线性支链状”聚集体相比较,Cr³⁺聚合物凝胶内聚合物分子以“局部网状”聚集体为主,柔性变差,刚性增强,渗流阻力增加。在后续水驱过程中,注入水稀释作用导致滞留岩心孔隙内Cr³⁺聚合物凝胶分子线团尺寸Dh增加,其增加的渗流阻力大于因部分滞留聚合物离开岩心而减小的渗流阻力,这导致Cr³⁺聚合物凝胶注入压力升高,残余阻力系数大于阻力系数,表现出与聚合物溶液不同的渗流特性。     

石化产品生产技术的开发设计

低分子聚丁二烯是一种精细化工产品,用途广泛。本文就该技术的开发过程进行总结。     

新型两性高分子絮凝剂性能研究

通过大分子改性的方法,合成了两种两性高分子絮凝剂APAM和CGAAC.并将产品用于膨润土悬浮液、印染厂污水、造纸厂污水的絮凝实验.通过测定处理前后的pH值、浊度、化学耗氧量,考查了它们的絮凝性能,取得了良好的效果.通过两性絮凝剂和无机絮凝剂以及阳离子絮凝剂的对比实验,充分显示出两性高分子絮凝剂的优越性.     

一种新型制氮技术——变压吸附

本文介绍的这种新型制氮技术——变压吸附,与传统制氮技术相比,有许多优越性。     

分子模拟在高分子材料研究中的应用

综述了分子模拟应用于高分子材料配方设计时力场的选择以及国内外研究进展。     

加工海洋高酸原油常压蒸馏塔顶系统的腐蚀防护

通过对中海惠州炼油分公司常减压蒸馏装置常压蒸馏塔顶低温部位腐蚀产物和腐蚀介质进行研究,结合日常腐蚀监测和设备检修腐蚀调查结果,对海洋高酸原油加工过程中发生的常压蒸馏塔顶循换热器腐蚀泄漏,常压蒸馏塔顶管线及常顶油汽换热器的腐蚀进行研究.结果表明,腐蚀介质HCl和H2S主要来源于原油中的氯化物和硫化物在高温环境分解,提出了乙酸等小分子酸对金属设备具有较强的腐蚀破坏性,建议使用三条防护措施来控制海洋高酸原油对常减压装置低温部位的腐蚀.     

矿物基础油中不同烃类分子对其物理性质的影响

本文以不同类型且有一定粘度跨度的8类矿物基础油为研究对象,并选取了3种PAO合成油及烷基萘作为纯组分的对比例,系统考察了基础油中各烃类对密度、粘度、粘度指数等几项物理性质的影响,并尝试从理论的角度进行了分析。结果表明：随链烷烃的增加,密度、折射率、分子量均线性下降,粘度则呈指数降低;环烷烃对各项性质的影响不明显,但多环烷烃与分子量线性正相关,而与粘度则是指数正相关;芳烃的影响与链烷烃正好相反;碳数相近时,低芳烃基础油的粘度指数正比于链烷烃含量,但高芳烃基础油则随2环及以上多环芳烃的增加而急剧线性下降,这也正是环烷基油粘温性能极差的根本原因。     

生物标志化合物立体异构重排的微观物理解释

应用微观粒子波动和分子轨道理论,解释生物标志化合物在沉积体系中自身独有的“电子离域-外质子磁旋反应”的重排机理。首先阐明生物标志化合物立体异构重排的理论依据;然后分别探讨了萜、甾烷类立体异构重排和成熟度对应关系;极性、非极性生物标志化合物异构体重排和油气运移对应关系。     

The Interacting Rule of Diatomite and Asphalt Groups

Abstract

As an asphalt modifier, diatomite could improve the road performance of asphalt. The adsorption property of diatomite was varied with different compositions of asphalt. The result suggested that diatomite with a developed mesoporous structure could effectively adsorb the lower molecular group and lower polar aromatic molecules, whereas it could not adsorb the asphaltene and resins. In addition, the adsorption amount was related to the curing time. The anchorage was formed after certain molecules in asphalt were adsorbed by diatomite and improved the property of asphalt mastic.     

An experimental investigation on the effect of grain size on oil-well sand production

Sand production in oil wells is closely related to the mechanical behavior and petrographical properties of sandstones reservoir. Grain size is one of the main parameters controlling the phenomenon, which is studied in this paper. Large-scale hollow cylindrical synthetic samples with the same rock strength but different grain sizes were tested by an experimental setup in the laboratory. Different external stresses and fluid flow rates were applied to the samples and produced sand was measured continuously. Results show two different trends between sanding stress level and grain size. For the samples with finer grain size (D50<0.3 mm), the required confining stress for different sanding levels decreased with an increase in the grain size and for the samples with the coarser grains (D50>0.3 mm) the required confining stress for different sanding levels dramatically increased with an increase in the grain size. Those two different trends were discussed and explained. The first one was production of individual grains and the second was bigger chunks in the slab form. In samples with large grains, plastic zones around hole were changed to a completely loose zone including interlocked individual grains or cluster of grains. In these samples after breakage of these interlocked zones sand was produced in the form of individual grains and clusters. Contrary to this, for samples with smaller grain size, shear bands were formed around the plastified hole and sand was produced in the form of big chunks or slabs.     

Compatibility between SBS and Asphalt

Abstract

The compatibility between SBS and asphalt was studied by molecule simulation and asphalt's basic capability testing. The results indicated that SBS and asphalt had different compatibility in the different SBS added amounts at different temperatures. Some compositions of the asphalt could enter an assembled polybutadiene segment. The effects of this phenomenon enhanced the Glass transition temperature. With high shear force effect, some compositions of the asphalt also could enter a polystyrene segment, which decreased the Glass transition temperature, but did not seriously disjoin the physical cross-linking point. When the mass fraction of SBS was 4%, SBS presented disperse spherical grain. However, when the mass fraction of SBS was over 8%, it formed a continuous phase. With the increasing mass fraction of SBS, the softening point and low temperature ductility would increase, and penetration and high temperature storage stability would decline.