大庆油田二类油层交联聚合物微球调剖剂性能

为研究交联聚合物微球在大庆油田二类油层的适应性,利用扫描电镜和微孔滤膜实验研究了交联聚合物微球的颗粒微观形态和封堵性能,通过岩心流动和驱油实验评价了交联聚合物在天然岩心中的流动性能及驱油效果.结果表明:交联聚合物微球在水溶液中可形成较为规整的球形颗粒,且多数微球粒子尺寸小于1.0 μm;交联聚合物微球的封堵性能明显好于“中分”聚合物溶液,交联聚合物微球水化2～3d,其封堵性能最佳;无机盐使交联聚合物微球的封堵性能降低;交联聚合物微球可以进入孔道内部并封堵,能有效提高注入水的波及体积,降低非均质性,提高原油采收率.     

二、三类油层新型调剖剂研制

采用反相微乳液聚合制备水溶性交联聚合物调剖剂,研究了该交联聚合物调剖剂分散体系的微球形态、配伍性、封堵性和驱油性能.实验结果表明:合成的调剖剂能够溶于油田污水,不出现絮凝现象;室温水化30d后,调剖剂粒径由水化前的10 ～ 40 nm增至几微米;可对3.0 μm的纤维素酯滤膜形成有效封堵,且微孔滤膜封堵性能随水化时间增加而加强,随矿化度的增加逐渐降低;岩心实验表明,交联聚合物调剖剂能够进入低渗岩心深部,具有良好的注入性能和封堵性能,岩心驱油效果显示交联聚合物调剖剂能够较好地提高采收率,可将模拟油采收率在水驱基础上提高7.3％,在聚驱基础上提高5.3％.     

纳米微球深部调驱技术在河南油田的应用

纳米微球具有在油层孔隙中改变注水渗流方向,扩大波及体积的特点。粒径分析显示微球粒径为纳米级,水化膨胀倍数为100~150;岩心模拟驱替试验表明,纳米微球注入性能好,单砂管封堵率在80.5%以上;高低渗砂管中,纳米微球优先进入并封堵高渗管,改变双管非均质性,启动低渗管内的原油,提高整体采收率可达20%以上。河南油田开展了王32、柴9井2个井组的微球深部调驱现场试验,井组内对应油井显示增油降水效果明显,阶段增油1 551.4 t,降水12 535.6 m3。纳米微球深部调驱技术为非均质油藏提高采收率提供了技术保障。     

聚合物纳米微球调驱性能室内评价及现场试验

针对河南油田油藏物性特征及传统调剖效果差的问题,在确定聚合物纳米微球膨胀倍数的基础上,结合油藏物性计算出了聚合物纳米微球的初始粒径。通过流动试验测试了聚合物纳米微球对单填砂管的封堵率及高低渗透率平行填砂管注聚合物纳米微球后的采收率,结果表明:聚合物纳米微球对单填砂管的封堵率达到80.5%,单填砂管注入聚合物纳米微球后不同区域压力波动幅度不同,表明微球在填砂管中发生了运移、封堵、弹性变形、再运移和封堵过程;聚合物纳米微球优先进入并封堵高渗透率填砂管,改变高低渗透率填砂管的非均质性,启动低渗透率填砂管内原油,高低渗透率填砂管整体采收率提高20.5%。柴9井的试验表明,注水井注入聚合物纳米微球后,注水井的注入压力升高,吸水剖面发生显著变化,与其对应的油井产油量增加。采用聚合物纳米微球深部调驱技术可以实现深部调剖,扩大注水波及体积,提高原油采收率。      

不同粒径聚合物微球深部运移和封堵特性对比*

为满足渤海油田深部液流转向技术需求,利用激光粒度仪、生物显微镜以及岩心驱替实验方法,研究了两种不同粒径的聚合物微球在注入水和多孔介质中的膨胀性及在长岩心中的深部运移和封堵性能。结果表明,在渤海Q油田模拟注入水中膨胀8 d后,微球A的粒径中值从0.59μm增至2.21μm,微球B的粒径中值从9.18μm增至31.40μm,均表现出良好的缓膨效果;微球在多孔介质中缓膨7 d后,岩心注入压力显著增加,表现出同样良好的缓膨效果。在注入过程中,绝大多数微球能进入油藏深部。两种微球在长为300 cm、渗透率为1000×10~(-3)μm~2的岩心上均表现出较好的传输运移性能。经过不同时间水化膨胀后,岩心封堵率均显著增加,水化7 d后微球B和微球A的平均封堵率分别为55.65%和41.68%,且距离注入端越近封堵率越高。但由于部分微球粒径较大,会在岩心端面滞留造成端面堵塞,导致注入压力损失超过40%。图8表4参23     

交联聚合物微球分散体系性能研究

本文采用反向乳液聚合法合成了交联聚合物微球,研究了该交联聚合物微球分散体系的微球形态、配伍性、封堵性和驱油性能。实验结果表明,交联聚合物微球溶胀10 d后,团聚在一起的聚合物逐渐分开,尺寸在100 200 nm左右。溶胀后的交联聚合物能在短时间内对微孔膜形成有效封堵,并具有较好的耐盐性。多点测压砂管封堵实验结果表明,交联聚合物微球能进入填砂管的中深部,具有一定的深部封堵能力。并联岩心驱油实验结果表明,注入3.0 PV由油田模拟水配制的质量分数为0.04%的交联聚合物微球分散体系,高渗透率岩心(气测渗透率2.0μm2)在水驱(61.61%)基础上提高采收率21.42%;而低渗透率岩心(气测测透率0.5μm2)在水驱采收率为0的基础上提高采收率42.69%。图10表1参6     

纳米微球深部调驱技术应用与效果分析

2018年温米油田温西三区块纳微米级聚合物微球调驱取得较好效果,因此考虑在同类性质的温5-5井组进行纳米微球深部调驱扩大试验。2019年应用超分子材料将纳米级微球送至地层深部,逐级对地层孔吼进行封堵,使注入水在油藏中不断改变流向,最大限度地提高注入水的波及体积,实现深部调驱。纳米微球调驱技术为老区高含水注水油田提高采收率提供了有效的技术手段,可以在类似油田推广应用。     

BZ25-1油田沙二段储层聚合物纳米微球调驱体系的研究

针对BZ25-1油田开发现状,在室内开展聚合物纳米微球调驱体系性能评价,通过物理模拟实验,对其封堵和调驱性能进行研究。结果表明,BZ25-1油田用聚合物微球平均直径100nm,水化时间3~5 d,膨胀性较好,抗压强度优良。聚合物微球在高低渗岩心中封堵率分别为94.56%和92.78%,且对非均质油藏具有较好的驱油效果,在高低渗层采收率分别提高19.3%和9.2%。     

BZ25-1油田沙二段储层纳米微球调驱体系研究

本文基于聚合物微球调驱机理研究,针对BZ25-1油田开发现状,在室内开展聚合物微球筛选及性能评价研究,为油田现场聚合物微球调驱技术的实施筛选出最佳的调驱剂。通过物理模拟实验,对药剂体系的封堵性能和调驱性能进行研究。实验结果表明:BZ25-1油田用聚合物微球平均直径100nm,水化时间3-5天,膨胀性较好,抗压强度优良。聚合物微球在高低渗岩心中的封堵率分别为94.56%和92.78%,且聚合物微球体系对非均质油藏具有较好的驱油效果,在高低渗层采收率分别提高19.3%和9.2%。     

海上Q油田聚合物微球在线深部调剖技术研究与应用

本文针对目前渤海海上稠油油田经过长期注水开发,指进现象严重,窜流通道导致注入水低效循环的现状,油田的主要矛盾及对策:由于地层非均质性、油水黏度差异导致主力层注水水窜,波及体积小,油藏采出程度低,注水调驱(扩大水驱波及体积)势在必行。在弱凝胶调驱、氮气泡沫驱和可动凝胶调驱技术的基础上,运用新型纳米微球具有良好注入性和选择性的封堵特性,开展了聚合物微球技术的室内研究和矿场先导试验。结果表明:新型纳米微球技术能有效封堵稠油油田开发中后期疏松砂岩形成的大孔道,改变液流方向,提高注入水利用率,扩大注入水波及体积,显著改善水驱开发效果。新型纳米微球技术的推广应用对海上稠油油田的控水稳油工作的深入开展具有重要意义。     

纳米聚合物微球/表面活性剂复合调驱体系评价及应用

针对长庆低渗透油藏特点,提出聚合物微球/表面活性剂复合调驱提高采收率技术。以丙烯酸、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、2-巯基苯甲酸、过硫酸铵、亚硫酸氢钠等为原料制备聚合物微球,以烷醇酰胺聚氧乙烯聚醚磺酸盐与椰子油脂肪酸二乙醇酰胺为原料制得表面活性剂。研究了表面活性剂和表面活性剂/聚合物微球混合液的油水界面张力,考察了聚合物微球与混合液的调驱性能,优选了复合调驱注入方式,并在安塞油田进行了现场应用。结果表明,聚合物微球初始粒径为50～300 nm,具有水化膨胀特性,膨胀倍数为20～100倍。微球在水化膨胀过程中产生聚集特性,分散性、球形度均较好,且粒径呈高斯正态分布。表面活性剂适宜用量为3 g/L。聚合物微球加入表面活性剂后混合液黏度增大,微球分散相颗粒屏蔽了表面活性剂的界面活性以及形成胶束的能力,导致油水界面张力降幅变小,不利于表面活性剂驱油。聚合物微球溶液对岩心的封堵性较好,微球质量浓度大于4 g/L时的封堵率约80%。体积比为1∶1的聚合物微球与表面活性剂段塞式注入岩心的驱油效果好于二者混合式注入。该体系在安塞油田现场的应用效果显著,累计增油3576 t。     

新型聚合物微球逐级深部调剖技术

由于现有调剖堵水材料在进行油田深部调剖时存在不足，根据理想的深部调剖材料所应该具备的性能，提出了新型聚合物微球结构的设计思路。对所合成的新型材料进行了实验评价，研究了微球水化前后的粒径和形态的变化，结果表明，其初始粒径为几十纳米，在室温下水化30d后粒径膨胀为几微米；研究了聚合物微球在人造岩心和填油砂模拟岩心管中的封堵性能，结果表明，聚合物微球在岩心中具有封堵、突破、深入、再封堵的逐级封堵和逐级调剖特性。     

纳米聚合物微球对高渗透介质封堵效果评价及作用机理

纳米聚合物微球尺寸小、性质稳定、形变能力好,可以运移至油藏深部进行调驱从而有效扩大波及面积,提高注水开发效率。为明晰纳米聚合物微球在高渗透层的封堵性能,利用支撑剂裂缝评价系统模拟高渗透通道,在不同实验条件下注入具有不同质量浓度和粒径的纳米聚合物微球,通过注入微球前后渗透率变化评价和分析其对高渗透层的封堵效果。实验结果表明：纳米聚合物微球能够封堵高渗透层;增加驱替流量不利于微球封堵,闭合压力与封堵效果呈波动变化关系,纳米聚合物微球溶液质量浓度和粒径与封堵效果未呈现明显的线性关系而是存在最优值。对实验参数进行主控因素分析后得到驱替流量对纳米聚合物微球封堵效果影响最大,闭合压力次之;而纳米聚合物微球溶液质量浓度和粒径影响相对较小。     

聚合物凝胶-微球颗粒-表面活性剂堵调驱提高采收率技术

采用树脂胶结非均质岩心开展堵调驱组合提高采收率实验研究.结果表明:聚合物凝胶+微球+表面活性剂的"堵+调+驱"组合段塞注入方式相比单一段塞注入效果更好,采出程度比水驱提高34.78％.该技术可协同发挥聚合物凝胶封堵水窜通道,调整吸水剖面,微球深部液流转向,表面活性剂提高驱油效率的作用,从而大幅提高采收率.B油田现场试验...     

交联聚合物微球分散体系的性能评价

采用反相微乳液聚合的方法合成了驱油用交联聚合物微球,研究了交联聚合物微球分散体系的溶胀性、耐温性、封堵和驱油性.扫描电镜实验结果表明,该体系具有较好的溶胀性,NaCl的质量分数越高,交联聚合物微球的溶胀倍数越小.核孔膜实验结果表明,该体系溶胀30d后,封堵能力减弱,但对核孔膜仍可形成有效封堵;溶胀温度达到90℃时,该体系通过核孔膜的时间为3.48min,表明仍具有一定的封堵能力.岩心实验结果表明,注入18倍孔隙体积的孤岛油田污水配制的质量分数为0.03%的微球分散体系,采收率可提高8.3%.该微球分散体系具有较好的封堵性能,克服了交联聚合物溶液对配制水质和油藏温度的苛刻要求,是一种具有潜力的调剖驱油剂.     

新型纳米微球调驱技术在海上稠油油田的应用

针对目前海上稠油油田经过长期注水开发,指进现象严重,窜流通道导致注入水低效循环的现状,在弱凝胶调驱、氮气泡沫驱和可动凝胶调驱技术的基础上,运用新型纳米微球具有良好注入性和选择性的封堵特性,开展了聚合物微球技术的室内研究和矿场先导试验。结果表明,新型纳米微球技术能有效封堵稠油油田开发中后期疏松砂岩形成的大孔道,改变液流方向,提高注入水利用率,扩大注入水波及体积,显著改善水驱开发效果。新型纳米微球技术的推广应用对海上稠油油田的控水稳油工作的深入开展具有重要意义。     

聚合物纳米微球调驱技术在低渗透油田的应用及效果

低渗透油田由于储层物性差、非均质性强,进入中高含水开发期后,油藏水驱状况变差、水驱油效率降低,含水上升速度加快,油藏稳产形势严峻,常规手段控水稳油及提高采收率难度加大。因此,本文通过借鉴东部油田成功案例,结合低渗透油藏储层特征及室内实验基础上,应用聚合物纳米微球在油层中深部封堵和驱油的双重特性,开展先导性矿场试验,注入后试验井组水驱状况变好,试验井组提高采收率效果明显,有效丰富了低渗透油藏提高采收率稳产技术体系,为低渗透油藏提高采收率奠定了基础。     

反相悬浮聚合法制备交联聚合物微球改善聚合物驱的效果

针对海上油田非均质性较强的特点,为了强化聚合物驱在海上油田的应用,以丙烯酰胺（AM）、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸（AMPS）、丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵（DAC）为单体,采用反相悬浮聚合法制备了交联聚合物微球,研究了该交联聚合物微球分散体系的微球形态、封堵性能,并将其与聚合物HAP复配进行驱油实验。研究结果表明：所合成的交联聚合物微球在模拟水中溶胀10 d 后尺寸在27～37 μm左右,该微球具有很好的封堵效果,向尺寸?2.5 cm×60 cm、水测渗透率1.064 μm²的填砂管中注入3 PV熟化10 d 的质量分数0.04%的交联聚合物微球后,前端压力从7.9 kPa 增至190 kPa,中后端的压力也有不同程度的上升。并联岩心驱油实验表明,注入聚合物（0.145%HAP）/交联聚合物微球（0.03%）复配体系后有20%流体转入低渗透岩心,复配体系的提高原油采收率效果比单纯的聚合物驱（0.175%HAP）高10%以上。非均质岩心驱油实验结果也表明复配体系提高采收率比单纯聚合物驱的高6%。交联聚合物微球能够较好地改善聚合物驱的效果。图11表2 参9     

JYC-1聚合物微球乳液膨胀性能及调驱适应性研究

采用反相乳液聚合法制备了JYC-1聚合物微球乳液,筛分为毫米级、微米级和纳米级,测定了纳米级微球乳液的粒径和表观黏度随养护时间变化规律,通过室内物理模拟实验评价了其在高含水非均质油藏模型中的调驱效果。实验结果表明：在模拟油藏温度（70℃）下JYC-1聚合物微球水化膨胀粒径逐渐增大,70℃恒温养护60 d后,JYC-1聚合物微球的PDI值为0.274,平均粒径超过了410.8 nm,此时微球乳液体系的分散性最好,膨胀作用趋于稳定;JYC-1微球乳液体系的表观黏度变化不大,养护60 d后最大表观黏度为2.4 mPa.s;JYC-1聚合物微球乳液的适宜注入浓度为2000 mg/L,适宜注入段塞为0.2 PV毫米级＋0.2 PV纳米级,在渗透率级差大于3的非均质油藏模型中调驱后,可有效扩大低渗透率岩心的波及体积,明显提高低渗透率岩心的采收率。     

交联聚合物微球的制备及岩心封堵性能研究

通过反相微乳液聚合,得到一系列交联聚合物微球,利用岩心驱替等方法对孤岛污水配制的交联聚合物微球体系的封堵能力进行了研究,考察了岩心渗透率和聚合物浓度对封堵性能的影响,并利用不同浓度聚合物进行了岩心驱油实验。实验结果表明:所合成的交联聚合物微球能够溶于油田污水,不会出现絮凝现象;该交联聚合物微球可以进入岩心内部吸附、滞留、聚集并形成封堵;岩心驱油效果显示污水配置的交联聚合物溶液能够较好地提高采收率,可将模拟油的采收率提高14%～15%,不同浓度溶液对采收率大小没有影响,但浓度大时驱油速度会提高。