疏水缔合聚合物溶液的渗流特性

针对渤海某高渗透油藏,单纯依靠聚合物溶液粘度对大孔道中的驱替进行流度控制具有较大难度.对疏水缔合聚合物溶液在高渗透多孔介质中的渗流特性的研究发现:随着疏水基摩尔分数的增加,梳型疏水缔合聚合物的溶液结构增强,在高渗透多孔介质中的阻力系数先增加后降低,但降低的幅度小,而残余阻力系数则一直增加;当疏水基摩尔分数相同时,星型比梳型疏水缔合聚合物的溶液结构强,在高渗透多孔介质中的阻力系数和残余阻力系数较高,星型疏水缔合聚合物能够更有效地改善流度比,降低水相渗透率.实验结果表明,疏水缔合聚合物的溶液结构能够提高聚合物溶液在高渗透多孔介质中的流度控制能力.     

疏水缔合聚合物/表面活性剂二元体系渗流特性研究

为改善大港油田孔南地区油藏疏水缔合聚合物/表面活性剂二元体系的液流转向能力,获得良好的增油效果,研究了聚合物和表面活性剂浓度、岩心渗透率和注入水除垢对疏水缔合聚合物溶液和疏水缔合聚合物/表面活性剂二元复合体系黏度和渗流特性的影响。结果表明,聚合物溶液和二元复合体系的黏度随聚合物浓度的增 加而增加,疏水缔合聚合物临界缔合浓度为1～2 g/L;在疏水缔合聚合物溶液中加入少量表面活性剂可以增强体系中疏水缔合聚合物疏水基团间的缔合作用,使黏度和渗流阻力增加;岩心渗透率越高,二元体系的阻力系数和残余阻力系数越低;用除垢软化水配制聚合物溶液和聚合物/表面活性剂二元体系的黏度最大,且聚合物浓度越小,软化水对其增黏效果越明显;用含垢软化水配制聚合物溶液和聚合物/表面活性剂二元体系的阻力系数和残余阻力系数最大、注入压力最高,液流转向效果最好。图4 表5 参16     

疏水缔合聚合物缔合程度及其油藏适应性

以物理化学、高分子材料学和油藏工程为理论指导,以仪器检测、化学分析和物理模拟为技术手段,以聚合物溶液黏度、聚合物分子线团尺寸、渗流特性和驱油效果等为评价指标,以渤海某油藏储层特征和流体性质为研究平台,开展了缔合程度对疏水缔合聚合物性能及其油藏适应性影响研究.结果表明:调节剂β-环糊精可以抑制疏水缔合聚合物分子链上疏水基团间缔合作用,改变调节剂质量分数就可以改变疏水缔合聚合物缔合程度即改变聚合物溶液黏度和分子聚集体尺寸,进而改变聚合物在多孔介质内渗流特性和传输运移能力;随调节剂质量分数增加,疏水缔合聚合物驱采收率呈现先增加后减小趋势,合适的调节剂质量分数即缔合程度可以改善疏水缔合聚合物与储层间适应性,提高聚合物驱增油效果.     

疏水缔合两性聚合物NAPs水溶液的渗流性质

实验测试了疏水缔合两性聚合物NAPs水溶液在大庆油层条件下通过孔隙介质渗流时的阻力系数，残余阻力系数和有效粘度，并与大庆自产聚合物HPAM的相应值进行了比较，实验结果表明，在大庆油层条件下，NAPs水溶液的有效粘度比HPAM的大22．3－38．7％，聚合物驱过程中有效粘度的最佳发挥，对提高采收率具有十分重要的意义。有效粘度不仅取决于聚合物浓度和孔隙结构性质，而且取决于聚合物分子结构特性，NAPs水溶液具有较高的有效粘度可能是由其特殊的缔合结构决定的。     

疏水缔合聚合物溶液黏度的影响因素研究

研究了疏水缔合聚合物GRF-1加量、放置时间、溶液pH值、温度、盐加量、表面活性剂、过氧化物对聚合物水溶液黏度的影响。结果表明,随着GRF-1浓度的增大,水溶液黏度增加;并随着水溶液静置时间的延长,溶液黏度逐渐上升,静置4 h后的黏度基本稳定。在30℃下静置4 h,pH=7.50时的GRF-1水溶液的黏度最大。温度升高,溶液黏度逐渐降低。二价无机盐对溶液黏度的影响显著大于一价盐。阳离子、非离子和两性表面活性剂使水溶液黏度迅速降低,而阴离子表面活性剂可提高溶液黏度,阴离子表面活性剂加量为0.35%时的溶液黏度值最大,为310 mPa.s。过硫酸铵（APS）可显著降低水溶液黏度。剪切60 min时,聚合物溶液中加入0、0.01%APS后的黏度分别为50、10 mPa.s,降低80%。GRF-1水溶液具有明显的剪切变稀性,但剪切后的溶液黏度恢复率为94.7%。图7参10     

疏水缔合聚合物传输运移特性及其改进方法

三次采油技术中使用的部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)在高温高盐条件下会发生明显的水解和降解反应,抗温抗盐性能较差。疏水缔合聚合物凭借聚合物分子间缔合作用形成的大分子网状结构使其抗盐性有所改善,从而弥补了HPAM抗盐性差的缺陷。然而,疏水缔合聚合物存在其分子线团尺寸与油藏多孔介质孔隙尺寸间适应性差的问题,导致疏水缔合聚合物注入困难。针对疏水缔合聚合物与油藏适应性较差的问题,采用β-环糊精(β-CD)为疏水缔合聚合物缔合程度调节剂,通过室内岩心驱替实验方法,开展了β-CD对疏水缔合聚合物传输运移特性影响的研究。结果表明,β-CD可以改变AP-P4的缔合作用及在多孔介质中的行为。在浓度为1 g/L的疏水缔合聚合物AP-P4溶液中加入β-CD后,溶液黏度随β-CD加量的增加而减小,当β-CD加量达到0.07%时,AP-P4溶液黏度最低(26.2 m Pa·s),为本体黏度,难以发生缔合作用。同时,随着β-CD加量的增大,AP-P4分子链间缔合作用减弱,聚合物分子线团尺寸减小。随着β-CD加量的增大,在岩心渗透率相同(相近)条件下,AP-P4溶液的阻力系数和残余阻力系数减小,疏水缔合聚合物溶液在岩心内的传输运移能力增强。     

射孔不渗流段对疏水缔合聚合物溶液黏度的影响

本文针对聚合物在注入过程中存在黏度损失的问题,根据现场的注聚井的完井参数,设计射孔不渗流段模拟装置.通过对不渗流段长度、注入速度、注入浓度及剪切后静置时间对疏水缔合聚合物溶液黏度的影响.实验结果表明:增加射孔不渗流段和注入速度,剪切后聚合物溶液的黏度急剧下降,当增加到一定值时,黏度损失幅度减小;增加聚合物溶液的浓度,剪...     

疏水缔合聚合物溶液特性及评价方法

为了研究疏水缔合聚合物溶液的结构和流动特性,同时探索适合于疏水缔合聚合物自身的实验评价方法,以聚合物凝胶为对比对象,分析了静态条件下浓度和矿化度对疏水缔合聚合物溶液结构的影响及在多孔介质中疏水缔合聚合物溶液流动动态表现。结果表明:一定条件下聚合物凝胶和疏水缔合聚合物溶液具有相似的溶液结构和流动特性;胶态分散凝胶在多孔介质中的流动存在转变压力,2组流动实验中疏水缔合聚合物溶液也表现出类似的转变压力,分析认为聚合物凝胶分子链间(内)的联结是化学交联,而疏水缔合聚合物为物理缔合,类似的分子链间(内)联结方式是两种体系有相似流动特性的内在原因。建议对疏水缔合聚合物溶液进行特性评价时应该同时结合HPAM溶液和聚合物凝胶溶液特性评价方法,开展深入的疏水缔合聚合物溶液与聚合物凝胶的对比研究工作。     

疏水缔合聚合物临界缔合浓度研究

认为水溶性疏水缔合聚合物在水溶液中的疏水缔合可分为两个阶段 ,聚合物浓度大于第一临界缔合浓度(CAC1)后发生分子内和分子间缔合 ,粘浓曲线斜率增大 ,在第二临界缔合浓度 (CAC2 )下分子内缔合 (引起粘度下降 )达到平衡 ,此后缔合主要发生在分子间 ,粘浓曲线斜率再次增大。由粘浓曲线测定了 3种商品聚合物的CAC1和CAC2 ,考察了多种因素的影响。CAC1和CAC2 随 pH值的增大 (4 .8～ 8.2 )近似地呈线性降低 ,随矿化度增大(1.0～ 10 0 g/L)趋于升高 ,随温度升高 (2 0～ 5 0℃ )略有升高 ,随剪切速率增大 (32～ 10 3s-1)保持不变。在聚合物S3(M =1.2 8× 10 7,HD =2 9.3% )溶液中加入 6 .0 g/L重烷苯磺酸钠 (该加量处于与溶液增粘峰对应的浓度范围 ) ,使CAC1和CAC2 由 970和 2 14 0mg/L降至 5 6 7和 110 0mg/L。讨论了矿化度、外加阴离子表面活性剂等对疏水缔合的影响。图 2表 2参 11。     

疏水缔合聚合物粘弹性研究

研究了不同分子量和带不同数量疏水基团的疏水改性聚丙烯酰胺(HMPAM)的粘弹性,并对分子量大小和疏水基团数量对聚合物粘弹性的影响进行了分析.通过研究发现角频率在1Hz时,缔合聚合物的疏水基团比例越高,缔合聚合物溶液的弹性越大;分子量越大,缔合聚合物形成超分子结构的强度就越大.提出利用弹性模量G′和耗能模量G″比值法评价聚合物溶液的粘弹性.结果表明,在低角频率时疏水基团数量对聚合物溶液的弹性影响较大,在高角频率时分子量对聚合物溶液的弹性影响较大,中间存在一个过渡区,在过渡区内聚合物溶液弹性的大小取决于疏水基团数量和分子量的综合作用.     

疏水缔合聚合物在孔隙介质中的渗流阻力模拟分析

对疏水缔合聚合物驱油机理及其在多孔介质流动中物化现象的进一步研究发现,该类聚合物渗流特征与普通高分子聚合物有较大不同。研究以收缩流道作为孔喉模型,采用渤海区块现场试验数据,使用数值计算方法,分析了缔合聚合物溶液流动阻力随流变参数和喉道直径的变化规律。并以此为理论基础,探讨其在多孔介质中的流动阻力特性,为疏水缔合聚合物驱的理论研究和现场分析提供依据。     

疏水缔合聚合物/酚醛树脂冻胶反应进程及影响因素

本文研究的冻胶由疏水缔合聚合物HAP与酚醛树脂YG103交联而成。用流体流动行为指数n和零剪切黏度η0表征酚醛树脂冻胶成冻过程的流变行为,其交联过程分为诱导期、增长期和稳定期3个阶段,证实了冻胶的形成既有化学交联又有明显的物理交联。研究了HAP与YG103加量、温度、矿化度、pH值对冻胶成冻时间和冻胶强度的影响。成冻时间和冻胶强度分别用目测代码评价方法和突破真空度法测定,研究结果表明:在本实验条件范围内,HAP和YG103浓度越大、温度越高、矿化度越高,成冻时间越短,冻胶强度越高。无机盐对成冻体系的影响大小为:CaC l2MgC l2NaC l,当成冻体系的pH值在9~10时,成冻时间最短。为海上油田聚合物驱的深部液流转向提供理论基础和技术支持。图3表5参5     

疏水缔合水溶性聚合物的合成

本文综述了疏水缔合型水溶性聚合物及其合成方法,包括共聚合法（非均相,均相,胶束共聚）和大分子反应法。介绍了在合成过程中提高油溶性单体和水溶性单体混溶性的方法,简述了合成方法对聚合物结构的影响。     

疏水缔合聚合物调剖技术

聚合物驱油技术是非均质油藏提高波及系数的有效技术，是较成熟的提高采收率技术之一，但在高温、高矿化度的油藏或存在高渗透层油藏应用效果较差。为了解决高温高盐油藏聚合物驱油技术问题，研制出了耐温抗盐的缔合聚合物，并且筛选出了适合中原马寨油田卫305块的缔合聚合物配方。2002年11月进行现场试验，取得了显著的效果，为高温、高盐油田探索出了一条改善剖面、降低递减、提高采收率的新途径。     

疏水缔合水溶性聚合物的研究进展

1.以油溶性单体为疏水单体的疏水缔合聚合物油溶性疏水单体有N,N-二丁基丙烯酰胺(DBA)、N-烷基丙烯酰胺(N-AAM)、苯乙烯及其衍生物(STD)等。(1)以N,N-二丁基丙烯酰胺为疏水单体。王云芳等人以丙烯酰氯与二丁基胺反应合成了N,N-二丁基丙烯酰胺,并把它与丙烯酰胺(AM)经自由基微乳     

疏水缔合聚合物驱油能力的三种重要影响因素

根据三次采油的特点,研究了表面活性剂与疏水缔合聚合物(HAP)的相互作用以及HAP的吸附和临界缔合浓度对HAP驱油能力的影响。微量阳离子表面活性剂、非离子表面活性剂和复合型表面活性剂均能使HAP溶液粘度大幅度降低。原油的活性组分可生成上述物质,油田水处理也可能引入微量表面活性剂,所以这些影响因素不可忽略。HAP的结构特征使其在岩石矿物表面的吸附量约为部分水解聚丙烯酰胺的1.7倍。根据HAP的缔合特性要求,其驱油体系的有效浓度须高于缔合浓度,以保证足够的驱油能力。这些不利因素的存在大大增加了HAP增粘体系在油田应用的难度。     

水溶性疏水缔合聚合物的合成及其性质分析

采用自由基胶束聚合方法合成了水溶性的聚丙烯酰胺-丙烯酸十八烷基酯疏水缔合聚合物,研究了疏水缔 合聚合物水溶液的流变性能及其影响因素。实验表明,疏水单体链节含量的增加,使聚合物的特性粘数减小,即溶 液中大分子链团的流体力学体积减小,表明疏水缔合作用增强;同时聚合物表现了明显的抗盐耐温性。     

疏水缔合聚合物在地层多孔介质吸附特性研究

针对海上稠油油藏聚合物驱用的疏水缔合聚合物,本文通过淀粉-碘化铬比色法研究了相对分子质量、水解度以及浓度的变化对其静态吸附量的影响,同时还测定了聚合物在人造岩心中的动态吸附量。研究表明疏水缔合聚合物的静态吸附量随相对分子质量的减小而缓慢降低;经剪切降解后,聚合物的相对分子质量由943.72×104降至245.22×104时,其吸附量的保留率仍能达到75.5%;通过加入氢氧化钠改变聚合物的水解度,聚合物的吸附量随水解度的增大而缓慢降低,水解度由33.78%增至66.82%时其吸附量的保留率高达97.9%;聚合物的吸附量随浓度的增大先显著增加后趋于平缓,具有典型的朗格缪尔吸附曲线特点。聚合物在人造岩心中的动态吸附量测试结果表明静态吸附量约为动态吸附量的10倍。     

矿化度对疏水缔合聚合物溶液粘度的影响

在不同矿化度条件下，疏水缔合聚合物的增粘性能也不相同。在蒸馏水中，疏水缔合聚合物基本没有缔合效果；在氯化钠或氯化钙溶液中，在缔合临界矿化度之前，随着矿化度的增大，溶液粘度逐渐降低；在缔合临界矿化度之后，随着矿化度的增大，溶液粘度迅速升高，达到最大值后又逐渐下降。研究结果表明，胜利油区采出污水中均存在较高含量的钙、镁等高价离子，疏水缔合增粘效果较差，不适用于驱油。     

矿化度对疏水缔合聚合物聚集行为的影响

以实验室自制合成的支型和远鳌型疏水缔合聚合物DHAP和HMPAM为对象,研究了矿化度对聚集行为的影响。通过原子力显微镜观察了质量浓度为1 000mg/L和2 000mg/L的疏水缔合聚合物DHAP和HMPAM在盐水条件下的聚合物聚集行为的微观形貌,并通过动态光散射方法进一步研究了矿化度对聚集体水动力学尺寸的影响。结果表明:DHAP聚集体在盐溶液中会形成尺寸较大的"团簇"状形态,HMPAM聚集体在盐溶液中会形成尺寸较大的"链束"状形态,随着矿化度的增加,两种疏水缔合聚合物在水溶液中的聚集体尺寸都出现了先增大再减小的趋势,但是"团簇"状的枝化疏水缔合聚合物具有更好的抗盐能力。空间体积越大的聚合物在相同矿化度条件下,受影响较小,具有更强的增黏性能。