聚合物微球提高油田采收率的研究与应用

聚合物微球是提高油田采收率最常用的新型高分子材料之一.本文详细介绍了聚合物微球粒径与地层孔喉的匹配关系、聚合物微球的运移机制,综述了聚合物微球的主要合成方法,即反相乳液聚合、反相微乳液聚合、反相悬浮聚合、分散聚合和无皂乳液聚合,着重分析了聚合物微球在油田调驱、堵水两方面的研究进展和应用现状,并总结了目前的研究和应用中存...     

聚丙烯酰胺微球的制备方法及其在油田调剖封堵中应用的研究进展

综述了聚丙烯酰胺微球的制备方法,包括反相乳液聚合法、反相微乳液聚合法、分散聚合法及反相悬浮聚合法。分析了各种方法的特点、影响聚合的工艺条件及所得聚丙烯酰胺微球的性能。介绍了聚丙烯酰胺微球在油田调剖封堵中的应用,不同粒径的聚丙烯酰胺微球适用于不同渗透率的油藏。未来的研究应加强数值模拟和分子设计以缩小聚丙烯酰胺微球在实验室研究与现场应用的差距。     

油田用聚合物微球材料研究进展

对近年来国内聚合物微球材料的制备方法和应用进行了综述,概述了聚合物微球的主要制备方法:反相乳液聚合、反相微乳液聚合、分散聚合和反相悬浮聚合等,并分析了其优缺点;着重介绍了聚合物微球在石油开采(如提高采收率、污水处理等)、增黏降滤失、润滑、防漏堵漏等方面的应用,总结了目前应用中存在的不足,并提出了改进的建议.     

乳液聚合制备聚合物纳米微球的研究进展

聚合物纳米微球作为一种功能高分子材料,在诸多领域有着广泛的应用前景。随着乳液聚合新技术的发展,利用乳液聚合制备聚合物纳米微球的报道不断增多。综述了近年来国内外采用乳液聚合制备聚合物纳米微球的研究进展,主要包括无皂乳液聚合、种子乳液聚合、辐射乳液聚合、分散聚合、微乳液聚合、细乳液聚合和活性自由基乳液聚合,并对乳液聚合制备聚合物纳米微球的研究方向进行了展望。     

聚丙烯酰胺微球在油田调剖堵水中的应用研究进展

聚丙烯酰胺微球广泛应用于油田深部调剖堵水,其合成方法主要有:反相悬浮聚合、反相乳液聚合、反相微乳液聚合和分散聚合等.微球的制备方法、水化膨胀程度等因素影响着微粒粒径,而微球粒径的大小及其分布是影响封堵性能的重要因素.综述了这些因素对聚丙烯酰胺微球封堵性能的影响.     

低渗透油藏调剖/调驱剂的研制与封堵性能研究

为了解决低渗透油藏在注水开发中存在的吸水不均匀、产量递减明显、注水效果差等问题,研制了用于特低渗透油藏调驱的聚合物凝胶和聚合物微球两种堵剂,以调节注水矛盾、提高注水波及系数,从而降低含水率,提高原油采收率。分别用单体原地聚合和反相微乳液聚合两种方法,成功制备出聚合物凝胶和微球堵剂。当聚合物凝胶的制备条件为单体DT-1 8.0%,引发剂YF-3 0.15%,交联剂JL-5 0.15%时,聚合物在填砂管模型的成胶时间36 h~48 h,封堵率大于92%;当聚合物微球的制备条件为单体DT-2 5.0%,交联剂JL-9 0.60%,引发剂YF-4 0.50%时,质量分数20%的聚合物微球,在填砂管中溶胀96 h后,封堵率大于94%。本文制备的聚合物凝胶和聚合物微球体系具有封堵时间可控、封堵性强,可用于低渗透油藏的调剖/调驱,具有广阔的应用前景。     

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％.     

交联聚合物微球在深部调驱中的应用

油藏非均质性是制约采收率提高的关键因素,交联聚合物微球调驱技术是解决这一问题的重要技术手段.低渗透油藏复杂的孔隙结构,深海、深井油藏中高盐、高温等恶劣油藏环境,对微球注入、封堵、深入、耐温、耐盐等性能提出了更高的要求.综述了交联聚合物微球的调驱机理、制备方法及矿场试验应用的研究进展与目前存在的问题,并提出交联聚合物微球...     

核壳型荧光微球的制备及性能分析

目的赋予聚合物微球一种荧光特性使其具有示踪性能,根据对采出液的检测,可清晰了解聚合物微球在地层中的吸附滞留、运移等实际情况。但是,如何最大程度保留原微球调驱能力的同时,将荧光材料与聚合物微球有效融合是目前亟待解决的一项难题。 方法以阳离子功能单体、丙烯酰胺等作为主要成分的普通核壳微球为载体,以碳量子点为荧光材料,通过共聚反应完成荧光微球材料的制备。测定了其荧光强度并进行了Zeta电位、水化膨胀性及封堵性能的对比实验。 结果碳量子点的荧光产率较高,最低检测限可达0.05%；Zeta电位数据证明了荧光单体成功固定至微球的核心层,确保了荧光材料与原型微球的有效融合；荧光微球与普通核壳微球的封堵率相差在3%之内,两者水化膨胀性和封堵性能基本相同。 结论碳量子点荧光材料引入至核心层并未改变聚合物微球的自身特性且检测极限值低,有望进行后续的现场应用。      

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%。     

一种溶液型选择性堵水体系的室内研究及应用

通过自由基聚合合成一种阳离子聚合物SLP-01作为堵水剂主剂,筛选引入一种纳米微球α-NANO作为辅助堵剂,复配制得溶液型阳离子选择堵水剂SL-01体系,微观分析SL-01体系在多孔介质中的吸附机理和堵水性能,并就SL-01基本性能和作用机理进行分析:表观黏度测定探究SL-01堵水剂注入性是否满足油田应用要求;考察SL-01的抗盐稳定性;根据动态吸附等温线建立堵水剂SL-01的Langmuir吸附模型;考察SL-01单分子吸附层对石英砂表面润湿性反转作用;进一步通过岩心驱替实验考察了SL-01体系的稳油控水特性和油水选择性以及耐冲刷性能,并确定SL-01适用渗透率油藏地层类型。2018年将堵水剂体系SL-01于某油田进行现场应用,根据该油田地质研究所反馈数据分析,该体系不仅有效降低油井含水量,还能保证油井产油量和产液量的稳定,表明该体系对今后在溶液型的堵水剂研究方向上具有重要指导意义,同时对目前国内其他高含水油田现场应用也具有相应参考价值。     

Preparation and performance of fluorescent polyacrylamide microspheres as a profile control and tracer agent

Polyacrylamide microspheres have been successfully used to reduce water production in reservoirs, but it is impossible to distinguish polyacrylamide microspheres from polyacrylamide that is used to enhance oil recovery and is already present in production fluids. In order to detect polyacrylamide microspheres in the reservoir produced fluid, fluorescent polyacrylamide microspheres P(AM-BA-AMCO), which fluoresce under ultraviolet irradiation, were synthesized via an inverse suspension polymerization. In order to keep the particle size distribution in a narrow range, the synthesis conditions of the polymerization were studied, including the stirring speed and the concentrations of initiator, Na2CO3, and dispersant. The bonding characteristics of microspheres were determined by Fourier transform infrared spectroscopy. The surface morphology of these microspheres was observed under ultraviolet irradiation with an inverse fluorescence microscope. A laboratory evaluation test showed that the fluorescent polymer microspheres had good water swelling capability, thus they had the ability to plug and migrate in a sand pack. The plugging rate was 99.8 % and the residual resistance coefficient was 800 after microsphere treatment in the sand pack. Furthermore, the fluorescent microspheres and their fragments were accurately detected under ultraviolet irradiation in the produced fluid, even though they had experienced extrusion and deformation in the sand pack.     

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。     

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     

A review of recent progress in preparation of hollow polymer microspheres

The preparation methods of hollow polymer microspheres both at home and abroad are summarized, and their preparation mechanisms and developmental states are presented. These methods include the liquid droplet method, dried-gel droplet method, self-assembly method, microencapsulation method, emulsion polymerization method and the template method. Hollow polystyrene microspheres are the most extensively studied in the research of hollow polymer microspheres. Through comparison of the advantages and disadvantages of different preparation methods, it is concluded that microencapsulation method is most suitable for preparing polystyrene hollow microspheres.     

聚合物微凝胶的研制及配方筛选

用大庆产聚合物和柠檬酸铝配制成微凝胶。聚合物的分子量为１２００万,溶液浓度为１０００ｍｇ／Ｌ。在大庆油田地层条件下,通过对不同柠檬酸铝浓度下微凝胶粘度、阻力系数的测量,给出了微凝胶的配方。考虑深部注入问题,配制微凝胶时推荐使用的柠檬酸铝浓度为５０ｍｇ／Ｌ左右。岩心评价结果表明,在相同聚合物浓度下,微凝胶比非交联聚合物具有更大的流动阻力。     

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。     

Preparation of cationic polyacrylamide microsphere emulsion and its performance for permeability reduction

In this paper, cationic polyacrylamide microspheres （CPAM） were synthesized using acrylamide （AM） and methacryloyloxyethyl trimethyl ammonium chloride （TMAEMC） as monomers, ammonium sulfate as dispersant, poly（acryloyloxyethyl trimethyl ammonium chloride） （PAETAC） as dispersion stabilizer, and ammonium persulfate as initiator. The synthetic method was dispersion polymerization. The effects of monomer ratio （AM/TMAEMC）, dispersant concentration, and dispersion stabilizer dosage on dispersion polymerization were systematically studied to determine the optimal preparation conditions. The structure and viscosity of the synthesized polymer were characterized by FTIR and capillary viscometry, respectively, and the particle sizes and distribution of the polymer microspheres were characterized by microscopy and dynamic light scattering, respectively. Finally, flow tests were conducted to measure the permeability reduction performance of the microspheres at various concentrations in sand packs with different permeability. Results show that CPAM emulsion of a solids content of 1 wt% has excellent performance in low-to-medium permeability formations （〈 1,000 mD）, and the efficiency may reach above 90%.     

环保型β-环糊精聚合物微球高温降滤失作用机理

高温高压条件下钻井液滤失性的调控是保证钻井安全顺利的关键。针对传统降滤失剂环保性与高温降滤失性能难以兼顾的问题,以β-环糊精为单体,环氧氯丙烷为交联剂,通过反相乳液聚合法制备了环境友好的β-环糊精聚合物微球（β-CDP）。评价了不同温度热滚后的API滤失性能和高温高压滤失性能,并与几种典型的抗高温降滤失剂进行了性能对比,综合探讨了其滤失控制机理。研究表明,β-CDP在温度低于160℃时,降滤失性能优良;当温度超过160℃后,降滤失性能随着温度的升高进一步增强,240℃热滚后降滤失性能仍然突出,表现出与传统降滤失剂显著不同的特征。当温度低于160℃时,β-CDP主要通过吸水膨胀、增加泥饼压缩性、提高黏土分散稳定性等作用降低滤失量;当温度高于160℃时,β-CDP发生水热碳化反应,降解生成微纳米碳球以及与黏土颗粒相互作用生成纳米复合物,能够对泥饼的微纳米孔隙进行填充,有效降低泥饼的渗透性。β-CDP特有的这种"温度响应"特征,实现了将高温破坏处理剂的不利因素转变成滤失控制的有利条件。     

单分散聚合物微球的制备技术进展

单分散聚合物微球具有特殊的结构与优异的性能,在众多领域内得到广泛的应用,相关制备技术也因此实现飞速发展.从悬浮聚合、沉淀聚合、分散聚合、乳液聚合和种子溶胀聚合等方面阐述了单分散聚合物微球的制备技术及研究进展,分析了各类聚合方法的原理、优缺点及产物特点,并对单分散聚合物微球未来的研究方向进行了展望.