两性离子聚合物凝胶成胶效果及油藏适应性研究

为客观有效评价交联聚合物溶液在储层孔隙内的成胶效果,采用黏度计、动/静态激光光散射仪、原子力显微镜和岩心流动实验,对两性离子聚合物溶液(AIPS)和交联聚合物溶液(AICPS)的黏度、分子线团尺寸、分子聚集态、渗透率极限和静态成胶效果及影响因素进行了研究。结果表明,AICPS具有良好延缓成胶特性,AIPS中聚合物分子聚集体呈现稀疏网络结构,AICPS成胶后分子线团尺寸大幅增加,网络结构变得致密、粗壮;随聚合物浓度增加,AIPS和AICPS渗透率极限值增加;在岩心驱替实验后续水驱阶段,与AIPS压力下降不同,AICPS注入压力先上升后平稳,表现出独特的渗流特性;岩心渗透率和聚合物浓度越大,AICPS成胶效果越好;当聚合物质量浓度为800、1500、2500和4000 mg/L时,只有对应的储层气测渗透率大于400×10~(-3)、800×10~(-3)、1700×10~(-3)和3500×10~(-3)μm~2时,AICPS才可以取得较好的静态成胶效果。     

高浓度三元复合体系增油效果及其作用机理研究

本文分析了高浓度三元复合驱增油效果的影响因素和经济效益。结果表明,在驱油剂费用相同时,0.12%高分聚合物驱、0.3%非离子表面活性剂/0.25%超高分聚合物二元复合驱、1.2%碱/0.3%磺酸盐/0.25%超高分聚合物三元复合驱的采收率增幅分别为19.6%、15.9%、13.7%。在高浓度三元复合体系黏度相同的条件下,体系界面张力由8.10×10^-1降至5.73×10^-3 mN/m,采收率增幅由23.4%增至27.7%。当三元复合驱黏度由36.8增至134.4 mPa·s时,采收率增幅由18.5%增至32.9%;当段塞尺寸由0.095增至0.475 PV时,采收率增幅由15.6%增至30.7%,但采收率增幅差值逐渐减小。在药剂费用相同的条件下,“聚合物前置段塞+三元主段塞+三元副段塞+聚合物保护段塞”组合的采收率增幅较大（33.8%）。从技术和经济效益方面考虑,推荐三元复合体系聚合物浓度范围为0.2%～0.25%,段塞尺寸为0.380～0.475 PV。对于非均质比较严重的油藏,与驱油剂洗油作用相比,其扩大波及体积作用对采收率的贡献较大。     

三元复合体系性能及其对驱油效率影响研究

研究了碱/表面活性剂/聚合物（ASP）三元复合体系黏度、界面张力、聚合物分子线团尺寸（D_h）、分子聚集态和驱油效率及其影响因素,并对提高采收率机理进行分析。结果表明,NaOH 质量分数由0 增至1.2% ,三元复合体系黏度由246.9 降至138.8 mPa·s、界面张力降低、D_h 由324.7 降至263.5 nm。表面活性剂质量分数由0 增至0.3% ,体系黏度由127.0 降至122.1 再增至138.8 mPa·s,界面张力降低,D_h 由139.7 增至263.5 nm。随固液质量比增加和吸附次数增多,三元复合体系界面张力升高。在碱/聚合物体系中,聚合物分子结构形态以“片状”为主,“网状”为辅;在重烷基苯石油磺酸盐/聚合物体系中,聚合物分子形态出现大面积的“珠状”结构,“ 网状”结构不明显;在ASP 体系中,聚合物分子呈现“网状- 片状”结构形态。驱油实验表明,与水驱相比,三元复合体系、聚合物溶液和碱/表面活性剂二元复合体系采收率增幅分别为14.8% 、12.2% 和4.8% 。随驱油剂黏度增加,化学驱采收率增大,但增幅逐渐减小。聚合物质量分数为0.12% 、0.18% 和0.25% 时,聚合物驱采收率增幅分别为12.2% 、15.8% 和18.7% ,三元复合体系驱采收率增幅分别为14.8% 、18.3% 和21.0% 。在聚合物加量相同的条件下,与聚合物溶液相比,三元复合体系采收率增幅高2.3% 数2.6% 。驱油剂扩大波及体积作用对采收率的贡献要大于提高洗油效率的贡献。     

海上油田采出污泥性质及其无害化处理方法研究——以SZ36-1油田为例

与陆地油田相比较,海上油田具有储层渗透率较高、非均质性较严重、岩石胶结强度较低和原油黏度较高等特点。水驱开发采收率较低。此外,海上油田操作费用较高,平台使用寿命较短,客观上要求加快开发速度。因此,早期注聚成为加快油田开发的重要技术措施。但由于注聚导致压力大幅度升高,进一步加剧了岩石结构破坏,采出液含泥量明显增加,这不仅造成平台油水分离系统工作效率降低,而且采出污泥无害化处理也成为海上油田亟待解决的技术难题之一。以油藏工程学、高分子材料学和物理化学为理论指导,以仪器检测、化学分析和物理模拟为技术手段,以sz36—1油田储层和采出污泥为研究对象,开展了储层性质和污泥组成及其储层适应性研究,进行了污泥聚合物溶液调剖效果评价。结果表明,采出污泥由水、泥土颗粒和油组成,泥土颗粒大小不一、外观不规则,主要由氧、碳、硅等元素组成。当聚合物浓度0.06%⁰.3%和泥土浓度小于0.6%时。由它们组成的污泥聚合物溶液可以满足泵送和储层大孔道封堵技术要求。与传统聚合物凝胶和颗粒类调剖剂相比较,污泥聚合物溶液不仅封堵强度高,而且成本较低,采出污泥回注地层是海上平台污泥无害化处理的有效途径。     

聚表剂溶液性质特征及其机理分析

聚表剂体系驱油技术是一种新型的提高采收率方法,目前在大庆油田部分区块进行了矿场试验.针埘矿场试验中遇到的问题,利用仪器检测和理论分析方法,对聚表剂溶液的增黏性、稳定性、黏弹性、流动特性和分子线团尺寸进行了实验研究,并与普通聚合物溶液进行了对比.结果表明,聚表剂中含有起交联作用的物质,在溶剂水中能够发生不删聚表剂分子间或同一分子内不同支链间的交联反应,形成"区域性"或"局部性"网状分子结构,导致其分子线团尺寸远大于具有相同相对分子质最的普通"中分"聚合物,其阻力系数和残余阻力系数也远大于普通"中分"聚合物溶液.聚表剂溶液存在一个临界聚表剂浓度,当实际浓度低于临界浓度时,聚表剂溶液黏度随浓度增加比较平缓,反之,聚表剂溶液黏度急剧增加.在储能模量方面,"炼化Ⅰ型"聚表剂最高,"中分"聚合物次之,"海博Ⅰ型"聚表剂最小;在损耗模量方面,"海博Ⅰ型"聚表剂最高,"炼化Ⅰ型"聚表剂次之"中分"聚合物最小.     

高浓度三元复合体系性能评价及机理分析

针对油田实际需求,利用仪器测试和理论分析方法,对碱/表面活性剂/聚合物(ASP)三元复合体系黏度、界面张力、静吸附特性、流变性和流动特性进行了系统评价。结果表明,随碱浓度增加,三元复合体系黏度和界面张力降低;随表面活性剂浓度增加,三元复合体系黏度先降后升,界面张力降低。在三元复合体系中,表面活性剂静吸附量最大,碱次之,聚合物最小。随碱浓度增加,三元复合体系黏弹性降低;表面活性剂对三元复合体系黏弹性影响不大。流动性实验表明,溶剂水除垢后三元复合体系阻力系数和残余阻力系数变小。随碱浓度降低、聚合物浓度升高和岩心渗透率降低,三元复合体系阻力系数和残余阻力系数增大;随表面活性剂浓度增加,三元复合体系阻力系数和残余阻力系数呈现"先减小后增大"的变化趋势。     

利用储层成垢离子物源实现优势通道调整提高水驱效率

为了解决CaCl_2水型油田地层水的高矿化度对深部液流转向剂性能的负影响,降低转向剂成本,进而实现降本增效的目的,本文研究了一种由多种无机材料经特殊工艺加工合成的复合硅酸盐微凝胶转向剂OMGL在CaCl_2水型油田高矿化度地层水中的凝胶性能、封堵转向性能及现场应用情况。该转向剂主要利用高矿化度地层水(注入水)中的Ca2+、Mg2+作为交联剂发生交联反应。室温下,0.6%OMGL在油田水中凝胶化反应在12~24h内完成;随着OMGL浓度升高,体系的凝胶化程度增高,组分为3%OMGL+1%CaCl_2水溶液体系的凝胶化程度达100%。OMGL与地层水中的Ca~(2+)、Mg~(2+)发生凝胶反应形成的粒径0.05~2μm的微凝胶,对低渗小孔基质进入困难,而在优势通道岩石骨架表面通过—Si—O—Si—键形成稳定的微凝胶涂层。转向剂OMGL对渗透率级差在10~50倍范围岩心的调堵效果比较理想。该转向剂已在国内外不同温度不同矿化度条件油藏开展深部调驱现场试验,改善水驱效果良好,注水压力平均升高2~3 MPa,对应油井增油效果良好,有效期在1年以上。     

三元复合驱地层压裂支撑剂出砂程度及影响因素研究

为揭示三元复合驱生产井压裂过程中的裂缝出砂规律,以裂缝出砂率为评价指标,在人造岩心裂缝内开展了三元复合驱地层中支撑剂出砂程度及影响因素研究。结果表明,随裂缝闭合应力和填砂浓度增加、注入排量减小,石英砂出砂率降低;与水驱相比,强碱三元复合驱出砂率较高,在注入排量为200和800 m L/min时,三元体系的出砂率分别是污水的3.29倍和1.84倍;与水平缝相比,垂直缝出砂率较高;驱替液类型与裂缝形态对耐碱树脂砂的出砂率无影响,注入排量200~800 m L/min时的出砂率均为0;将石英砂与核桃壳或碳纤维混合可以降低出砂率,其中"石英砂+核桃壳"组合效果优于"石英砂+碳纤维"组合。在三元复合驱时,宜采用耐碱树脂砂或"石英砂+核桃壳"作为支撑剂。     

两种耐温聚合物凝胶分子聚集态及性能对比

针对高温油藏特点,利用仪器检测和理论分析方法,对比研究了“SNF”和“两性”两种耐温聚合物凝胶的分子聚集态及性能.结果表明:“SNF”聚合物凝胶的分子聚集态呈“局部性”网状结构,“两性”聚合物凝胶的分子聚集态呈“区域性”网状结构;“两性”凝胶体系中聚合物分子线团尺寸大于“SNF”凝胶体系中聚合物分子线团尺寸,“两性”凝胶体系中聚合物分子线团分布均匀性较好,而“SNF”凝胶体系中聚合物分子线团分布较散;与“SNF”聚合物凝胶相比,“两性”聚合物凝胶的热稳定性和黏弹性较优,阻力系数和残余阻力系数较大;“SNF”聚合物凝胶交联反应以“分子内”交联为主,“两性”聚合物凝胶交联反应以“分子间”交联为主.     

大庆油田萨北开发区二类油层二元复合驱技术研究

大庆油田萨北开发区二类油层具有渗透率低和非均质严重等特点,水驱开采效果差。对4种不同表面活性剂二元复合体系黏度、界面张力及其稳定性进行了评价,优选出性能好的"炼化石油磺酸盐/聚合物"二元复合体系。还对该体系的驱油效果、注入参数、黏度和段塞组合等进行了实验研究,结果表明"炼化石油磺酸盐/聚合物"二元复合体系具有较好增油效果。"整体"段塞和段塞黏度排序"低中高"注入方式的增油效果较好,调剖愈早,增油效果愈好。推荐矿场采用的注入方式为:先注入0.05~0.08 PV的Cr3+聚合物凝胶段塞,再转注0.33~0.49 PV二元复合体系(CP=1 200 mg/L,CS=0.2%)。在上述配方组成和段塞组合条件下,比水驱提高采收率15%以上。