飞雁滩油田聚合物窜流封堵技术

针对飞雁滩油田在注聚过程中出现聚合物溶液窜流并在生产井过早产出的问题,提出用活性阳离子聚合物封堵窜聚的方法。由活性阳离子作为聚合物的改性产品,阴离子、高价无机盐等组成配方,并采用飞雁滩注聚区块地层砂制成的岩心,对岩心堵塞率、阳离子聚合物的表面活性、封堵剂热稳定性在不同温度下做了试验。试验结果表明,阳离子聚合物具有良好的表面活性,有助于提高驱油效果;阳离子聚合物与低浓度的阴离子聚合物生成的封堵剂热稳定期长,岩心堵塞率高,耐水冲刷性好。从飞雁滩油田注聚区块6口井的现场实施情况分析,有明显的增油降水效果,减少了出聚含量。活性阳离子聚合物封堵窜聚技术可作为飞雁滩油田注聚区块治理聚合物在油井窜流的有效措施,应用前景广阔。     

聚合物驱前区块整体调剖技术的矿场应用

河南油田聚驱现场应用结果表明,以单井凋剖为主的调剖技术不能解决聚合物窜流问题.为了抑制聚合物的窜流,改善聚驱效果,2004年以后,河南油田所有进行聚驱的6个区块都应用了聚驱前区块整体凋剖技术,127口注聚井中调剖89口井,调剖率70.1%,调剖半径50～65 m,达到大剂量深度区块整体调剖技术的要求.调剖后注入压力上升、视吸水指数下降、吸水剖面得到改善;在注入聚合物浓度(1 500 mg/L)高于其他未进行区块整体调剖聚驱区块(1 000 mg/L)的条件下,区块产出液聚合物浓度大幅度降低,第3年区块产出液聚合物浓度从355 mg/L下降到150 mg/L,有效期可以维持3年以上,这是单井调剖无法达到的效果.聚驱前进行深度区块整体调剖可以解决注聚合物过程中聚合物窜流的问题.     

注聚井用油层保护剂研究及应用

大庆聚合物驱油田20％以上注入井的注入压力已接近或达到油藏破裂压力，压裂或化学解堵改善注入性能的有效期很短。报道了一种注聚油层保护剂的作用机理、室内性能考察及现场应用效果。该剂的作用机理如下：阳离子表面活性剂优先于HPAM在岩石上吸附，吸附层造成疏水环境，吸附层增溶有机酸、醇，形成超薄膜，改变岩石表面性质，稳定剂螯合、屏蔽高价阳离子，减少或防止HPAM吸附、滞留、沉淀造成的堵塞。在室内实验中该剂使HPAM在储层岩屑上的静态吸附量由10．01mg／g减少至0．624mg／g；注入30PV该剂溶液使储层岩心渗透率下降30％，再注入60PV聚合物溶液则下降56．2％，而只注入60PV聚合物溶液则下降75．8％；注入60PV聚合物溶液使3支储层岩心渗透率下降75、0％～79．2％，再注入30PV该剂溶液使渗透率恢复至原值的54．5％～58．3％。4口注聚井先进行化学解堵再注入油层保护剂溶液，注入压力平均下降1．75MVa，有效期超过6～10个月。图2表2参2。     

不同程度水洗油层聚合物驱适应性室内实验研究

基于大庆油田杏12-3-检3222井葡Ⅰ3层取心解释资料,选取水驱油效率分别为70~80%、40~50%及10~20%的强、中、弱三种不同水洗程度天然岩心,测定黏度相同(40~45 mPa.s)、浓度不同(1.5、1.3、1.1 g/L)、名义相对分子质量M不同(1.7×107,2.5×107,3.5×107)的大庆HPAM聚合物溶液产生的残余阻力系数,均小于20,即均未引起岩心堵塞,考虑流量~压差曲线,排除了M最小的聚合物。在接长至30 cm的洗油天然岩心上进行驱油实验,分别注入M、浓度(g/L)、45℃工作黏度(mPa.s)分别为2.5×107、2.0、194和3.5×107、15、173的聚合物溶液0.54 PV,采收率分别比水驱增加4.513%和4.003%。强、中、弱水洗程度的3支30 cm岩心并联驱油,分别注入聚合物溶液(M=2.5×107,浓度1.3 g/L),聚合物凝胶调剖剂(至1/3、1/2岩心长度) 聚合物,注入化学剂总量0.64 PV,采收率分别提高17.06%、21.12%、22.03%,调剖 聚驱使中水洗特别是弱水洗岩心的采出程度明显增大。给出了半径1/3调剖 聚驱的采收率、含水、岩心分流率曲线。M=2.5×107的聚合物较能适应大庆不同水洗油层,聚合物驱前深部调剖可提高中等和弱水洗油层的动用程度。图3表5参4。     

下二门油田注聚后地层残留聚合物再利用技术探索

河南下二门H2段Ⅲ组区块注完聚合物后,91.25%的聚合物留在地下,据数模计算,其浓度在100～200mg/L,恢复注水后油井含水率快速上升。针对这一问题进行了将地下滞留聚合物絮凝沉降,实现深部调剖,提高采收率的室内实验研究。用化学处理法制得的稳定化钠土YG340 1,其3%水分散液在20min内基本不沉降,3%和5%水分散液30℃、170s-1下的粘度分别为59.1和189.6mPa·s,可泵性良好。在55℃下HPAM(3630S)溶液与3%YG340 1水分散液按体积比4∶1混合,当HPAM浓度为100～200mg/L时,沉降时间短(<15min)而沉降体积较大;用岩心测得的残余阻力系数随HPAM浓度升高而增大,HPAM浓度为100和200mg/L时分别为15.1和18.7。在岩心驱油实验中,水驱油后注0.3PVHPAM,水驱至含水率分别为60.5%、70.2%、81.8%、98.0%,采收率分别为34.7%、39.8%、43.3%、46.2%,注入0.167PV用油田污水配制的3%YG340 1分散液,继续水驱,最终采收率分别为63.0%、61.6%、60.7%、58.8%。认为该区块注聚后用YG340 1絮凝沉降地下滞留的HPAM,可改善注聚后水驱效果。讨论了注絮凝剂的一些工艺参数。图1表4参2。     

聚驱后阳离子聚合物HCP提高采收率机理研究

对胜利孤岛聚驱后油藏阳离子聚合物HCP驱油效果和机理进行了实验研究。HCP为用环氧丙基三甲基氯化铵醚化的淀粉。实验溶液用矿化度5.1 g/L的模拟油田污水配制,驱替用HPAM溶液浓度1.2 g/L,室温黏度10.1 mPa.s,HCP溶液浓度8 g/L,室温黏度7.8 mPa.s。0~20 g/L HCP溶液70℃下与孤岛中二南脱气原油(黏度121.8 mPa.s)间的界面张力为11.3~8.87 mN/m,室温下使油湿、弱水湿矿物表面接触角变小,亲水性增强;HCP与HPAM溶液相混时产生白色絮状沉淀,质量比为10∶1时沉淀量最多。在渗透率0.29~1.00μm2的含黏土石英砂胶结岩心中注入1 PV 0.2~1.2 g/L的HCP溶液,使水相渗透率降低58.4%~94.0%。采用表面弱油湿的石英砂填充可视化平面模型,用黏度52.46 mPa.s的模拟油驱替至束缚水饱和,在水驱、聚驱(0.3 PV)、后续水驱(0.2PV)之后注入HCP溶液,观测到残余油启动,形成富集油带,波及面积扩大至几乎全模型。采用渗透率5.1和1.2μm2的储层砂充填管并联模型和70℃黏度73 mPa.s的模拟油,按相同程序完成后续水驱后注入0.3 PV HCP溶液并水驱,高、低渗管和全模型采收率增值分别为3.26%、4.84%、4.04%,在相同条件下改注0.4 PV超低界面张力表面活性剂体系并水驱,相应的采收率增值仅分别为0.74%、1.56%、1.15%。图2表4参9。     

分子沉积膜剂HB降低聚合物注入压力实验研究

优选出了分子沉积膜剂HB室内最佳配方：两种长链季铵盐（总质量浓度95g/L)及天然高分子、渗透剂、润湿剂、缓蚀剂的水溶液。在经盐水预冲洗的大庆砂岩洗油岩心中注入膜剂HB 2PV，在45℃放置48h令岩心孔隙内形成有序分子沉积膜，在45℃下连续注入1000mg/L的HPAM溶液160PV，再改注盐水20PV。与未注入膜剂HB的空白实验相比，岩心内形成分子沉积膜后HPAM溶液最高注入压力梯度由158．4kPa/cm降至64．6kPa/cm，聚合物堵塞被突破后的最终稳定注入压力梯度由141．4kPa/cm降至80．8kPa/cm，改注盐水后的残余阻力系数由8．26降至3．27。岩心内形成分子沉积膜后，流出的HPAM溶液中膜剂HB（以两种季铵盐总量计，下同）的质量浓度随HPAM注入量的增加而减小，注入量达10PV后降至零，由此计算出膜剂HB的岩心内的吸附量为0．0237mg/g岩心。HB形成的分子沉积膜耐冲刷，具有显著的保护储层，降低聚合物注入压力的作用。图1表2参3。     

阳离子淀粉的干法合成及其堵水调剖剂性能初探

以环氧丙基三甲基氯化铵为醚化荆，用干法合成了阳离子淀粉，确定最佳合成条件如下：催化剂为NaOH。其用量为淀粉质量的1．2％，反应温度80℃，反应时间5小时，反应体系中水的质量分数为25％。取代度随醚化剂与淀粉摩尔比增大而增大，该摩尔比为0．9时取代度可达0．6以上，取代度在0．45以下时醚化剂反应效率超过80％。将20g／L的取代度～0．4的阳离子淀粉溶液与2．0～2．5g／L的HPAM溶液混合后在65℃下注入0．3m长岩心，对水相的封堵率超过90％（23和5．6时岩心），对油相的封堵率达98％（4．0时岩心）。在孤岛聚驱油田4口出聚严重的油井依次注入40g／L的取代度～0.4的阳离子淀粉溶液和2．0～2．5g／L的HPAM溶液并顶替至地层，3口井注入压力由0升至6MPa，日产液量、含水量大幅下降，产油量大幅上升，出聚量分别由807、1042、1500mg／L降至458、458、500mg／L；阳离子淀粉与HPAM生成的淀淀物堵塞可在地层稳定存在3个月以上。图5表4参12。     

新型阳离子聚合物NCP的合成及应用

介绍了用高分子反应法在固态条件下合成高阳离子度阳离子聚合物NCP的方法,确定了其最佳反应条件,测定了聚合物阳离子度和反应效率.采用L9（34）正交试验法得出合成NCP的最佳反应条件为：聚合物与阳离子化试剂质量比为11：3;催化剂用量为1.072%,反应时间为2.5 h;反应温度为80℃.实验结果表明,在反应体系中加入催化剂和少量有机或无机溶剂可显著提高反应速率和效率;使用少量润湿剂,可最大限度地限制副反应,造成反应部位的局部浓度高,提高反应效率.阳离子聚合物NCP可作为增粘降滤失剂用于配制正电性钻井液,效果优良,且耐温性能良好,同时基于阳离子与阴离子聚合物在溶液中生成凝胶状沉淀物的特性,NCP还可用于解决注聚区块生产井产出水中含高浓度聚合物的问题.     

阳离子高分子SCP与聚合物HPAM的反应产物及其应用探讨

实验研究了阳离子高分子SCP与阴离子聚合物HPAM的相互作用产物及其在油田的应用。SCP为多糖分子链葡糖单元6位羟基被1-氯-2-羟基丙基三甲基氯化铵醚化的产物。HPAM为商品Aldcoflood 1175,分子量1.7×107,水解度25%。黏度(25℃)15 mPa.s的20 g/L SCP溶液与黏度210 mPa.s的1 g/L HPAM溶液按体积比9∶1~6∶4混合,体积比5∶5和4∶6时形成黏度29.3和12.7 Pa.s的凝胶,体积比2∶8时产生沉淀。5∶5凝胶的紫外吸收光谱和全部混合比范围的混合液电导率均偏离两单一溶液相应值的线性加和,表明二者之间发生了反应。5∶5凝胶黏度随温度升高而降低,但在70~90℃区间下降很缓慢。用1 g/L HPAM溶液驱替5.5~6.0μm2储层砂填充岩心中的模拟油,产出液含水达到95%时注入1 PV SCP溶液,在70℃反应24小时后,测得随注入的SCP溶液浓度增大(10~30 g/L),油相突破压力增大(2.28~3.27 MPa/m),油相堵塞率增大(92.0%~97.5%)。若用SCP溶液驱油后再注入1 PV HPAM溶液,则测得的油相突破压力和油相堵塞率略低。图3表3参2。     

阳离子聚合物型絮凝剂处理含聚污水的研究

以污水中油滴的粒径和Zeta电位及污水的浊度、含油量、过滤性为考核参数,考察了污水类型、阳离子聚合物型絮凝剂含量、絮凝剂的阳离子度和分子结构对絮凝剂处理含聚污水和不含聚污水的影响。实验结果表明,随絮凝剂FO4800SH含量的增加,不含聚污水中油滴的粒径和污水的浊度呈先减小后增大的趋势,油滴的Zeta电位呈先增大后平稳的趋势;含聚污水中油滴的粒径略有减小,污水的浊度减小,油滴的Zeta电位为负值且变化程度小。絮凝剂的阳离子度越大,含聚污水中油滴的粒径、污水的浊度、含油量越小;当絮凝剂FO4240SH,FO4440SH,FO4800SH的质量浓度分别为300,300,200 mg/L时,含聚污水的过滤性最好。交联型絮凝剂和线型絮凝剂对含聚污水的处理效果相当,但含有交联型絮凝剂的含聚污水的过滤性较好。     

阳离子聚合物对聚合物驱含油污水的处理研究

利用zeta电位、浊度、粒径、滤过时间等参数,考察了阳离子聚合物浓度、阳离子度和分子结构对聚驱油田含油污水处理效果的影响。结果表明:少量阳离子聚合物即使不含聚污水油滴zeta电位反转并稳定分散;残留的驱油用聚合物有助于油滴在污水中的稳定分散;处理后含聚污水的zeta电位、粒径增加幅度和浊度随阳离子聚合物用量、阳离子度的增大而减小;阳离子度≥15%的聚合物最佳用量随聚合物阳离子度增加而减小;交联型比线型阳离子聚合物具有更好的除油效果,处理后污水滤过时间更短。图5参8     

小阳离子聚合物粘土稳定剂PTA研制与应用

以环氧氯丙烷、二甲胺为反应单体,过硫酸钾-亚硫酸钠为引发剂合成了小阳离子聚合物粘土稳定剂PTA。对合成产物PTA的防膨性能进行了研究,结果表明,PTA粘土稳定剂有很强的抑制粘土水化膨胀能力。设计了一套强抑制性钻井液体系,该体系具有很好的抗温、抗污染能力,粘度和切力保持基本不变,保护油气层效果明显,渗透率恢复值达到85％以上,满足钻井工程的要求。     

PAC阳离子聚合物压裂液体系的研究

研制了一种新型的PAC阳离子聚合物压裂液体系，对其配方与性能进行了研究。确定了PAC阳离子聚合物压裂液体系最佳配方：(0．30％～0．80％)PAC (0．05％．0．10％)HPAM (1．0HD％～2．0HD％)KCl 0．10％AE169 (0．05％～0．10％)TA—1，破胶剂可选用0．30％～0．50％的过硫酸铵溶液。该体系流变性能好，携砂能力强，粘土稳定性好，防乳破乳效果明显，具有很好的破胶性，破胶后水不溶性残渣含量低，对地层渗透率损害值很小，适应于粘土含量较高即存在水敏或低渗透油藏的油层压裂改造，取得了很好的现场应用效果。     

阳离子型有机高分子絮凝剂在含油污水处理中的应用

概括总结了近年来国内外阳离子型有机高分子絮凝剂在含油污水处理中的应用情况;重点介绍了已用于处理含油污水的阳离子型人工合成高分子絮凝剂的机理、制备方法、种类、性能、应用方法以及对含油污水的应用效果;并对改性阳离子型天然有机高分子絮凝剂的发展前景做出了展望.     

无机阳离子聚合物M941的合成及应用

文中对合成的钻井液用无机阳离子聚合物Ｍ９４１的性能进行研究,介绍了Ｍ９４１现场应用情况。室内研究和现场应用表明：加入Ｍ９４１配制的钻井液具有独特的流变性,适当提高膨润土含量有利于提高钻井液的剪切稀释能力;Ｍ９４１与常用降滤失剂的配伍性好,有强的抑制性,悬浮携砂、防塌能力强,加入Ｍ９４１配制的钻井液可有效地减轻对油气层的损害,与钾基聚合物钻井液相比,被损害的岩心渗透率恢复值提高１０个百分点以上,显示出较强的保护油气层能力。     

阳离子乳液聚合物钻井液在页岩气井的应用

常规聚合物钻井液在页岩气井钻井过程中易出现各种井下故障。经对页岩气井井下故障和页岩岩心分析研究,决定选择阳离子乳液聚合物钻井液钻进页岩地层。通过室内试验,对阳离子乳液钻井液的常规性能、抑制性、抗岩屑污染能力、润滑性和储层保护性等进行了评价,并在湘页1井和彭页1井进行了现场应用。应用表明,2口井施工过程中无阻卡现象,平均井径扩大率小于8%,钻井液抑制性能、润滑性能、储层保护性能等均满足页岩地层钻井施工要求。应用还表明,阳离子乳液聚合物钻井液可解决页岩地层井壁失稳和储层损害问题,缩短钻井周期,节约钻井液成本。该钻井液的成功应用,为页岩气井的勘探开发提供了宝贵的参考经验,其在页岩气井钻井施工中具有良好的推广应用前景。     

阴阳离子聚合物吸附规律的研究与应用*

阴阳离子聚合物在地层中的吸附性能是评价其堵水效果的主要指标,因此通过室内实验研究了阴阳离子聚合物的静态、动态吸附规律。结果表明:阴离子聚合物的吸附平衡时间为6 h,吸附平衡质量浓度为1000 mg/L;阳离子聚合物的吸附平衡时间为8 h,吸附平衡浓度为1500 mg/L;温度对阴阳离子聚合物吸附量的影响较小,阴阳离子聚合物在水湿岩心的吸附量远大于其在油湿岩心的吸附量。单一注入阴离子聚合物、交替注入阴/阳离子聚合物、单一注入阳离子聚合物和交替注入阳/阴离子聚合物的动态吸附量分别为61.77、103.99、119.64和137.61μg/g。阴阳离子聚合物可在岩心形成多层吸附膜,交替注入阳/阴离子聚合物可提高采收率达60%。2010年在河南油田双浅6井开展矿场试验,共注入阳/阴离子聚合物3个轮次,降水增油效果较好,达到温和控水的目的。     

阳离子聚多糖MM-1作为驱油剂的物化性能研究

测定了水溶性阳离子聚多糖（季铵基聚多糖）MS—1在粒径0．175～0．246mm的洗油油砂上的静态溶液吸附量，吸附等温线符合Langmuir吸附规律，温度对吸附量的影响小，25℃吸附量略大于60℃吸附量；MM-1的饱和吸附量远大于HPAM．25℃和60℃时分别为1592．1和1513.6μg／g。MM—1在油砂上的吸附量在pH=7．0时有最大值，随电解质硫酸钠加入量的增大（W44％）或MM-1阳离子度的增大（≤0．40）而不断增大并趋于平衡值。对产生以上实验结果的原因作了解释。在60℃吸附MM．1后分离出的油砂在蒸馏水中的zeta电位，随MM-1阳离子度的增大（0．05～0．40）而增大，由负值变正值．阳离子度为0．125时为零。MM-1在溶液中与原油和油砂的相互作用放热，放热量随MM-1浓度增大而增大，分别在浓度1．0g／L（与原油）和10g／L（与油砂）时出现最大值，此后趋于恒定。图8参14。