多孔介质表面润湿性对交联聚合物溶液封堵性质的影响

 采用毛玻璃模型、砂填充管和人造岩心封堵实验,研究了多孔介质的表面润湿性对交联聚合物溶液（LPS）封堵性能的影响。结果表明,未经甲基硅油处理的毛玻璃模型注入4.5V_p（V_p—孔隙体积）的LPS后,体系压力明显上升,达到120kPa左右;经甲基硅油处理的毛玻璃模型注入10 V_p的LPS后,体系压力始终保持在比较低的水平（6~8kPa）。未经甲基硅油处理的填充砂管注入40 V_p的LPS后,体系压力达70kPa左右;经甲基硅油处理过的填充砂管注入80 V_p的LPS后,体系压力只达到18kPa,没有明显上升。岩心并联实验中,甲基硅油处理过岩心与未经甲基硅油处理的岩心相比, 注水时的出口液体流量明显降低, 但注LPS后的出口液体流量明显增加。这表明LPS具有选择性封堵性质,即易于封堵水润湿的多孔介质,而难于封堵油润湿的多孔介质。     

多孔介质中弱凝胶运移封堵特征研究

弱凝胶运移封堵能力的强弱是决定其能否实现深部调剖的关键因素之一。本文通过多测压点填砂模型中的封堵性能评价实验,研究了弱凝胶(酚醛交联部分水解聚丙烯酰胺体系)对高渗通道的运移封堵特征。结果表明,封堵能力较强体系应以残余阻力系数(Frr)为评价指标,封堵能力较弱体系应以渗透率封堵率(E)为评价指标。动态成胶状态对弱凝胶封堵能力影响较小,为了最大限度的实现深部调剖,凝胶溶液注入后可连续地进行后续注水而无需候凝。弱凝胶能通过自身运移对模型未注胶部位形成良好封堵。注胶深度为4.2 m、注入体积为2.0 PV时,其能在0数8.5 m形成较强封堵(E≥96.3%、Frr=27.0数385.7),在8.5数25.8 m形成部分封堵(3.0%≤E≤76.7%、Frr=1.0数4.3),在25.8数32.0 m则无封堵。与注胶部位相比,弱凝胶对未注胶部位的封堵能力显著降低。多孔介质的剪切作用导致弱凝胶黏度和粒度大幅减小,使其封堵能力随运移距离的增大而显著降低。     

产聚合物的菌种在多孔隙介质中的运移效率及稳定性研究

微生物采油方法实施的一个关键因素是微生物的运移。在调剖作业中。关键步骤是将微生物成功地放置于高渗层段并且避免引起近井眼区带的堵塞。其次，尽可能保持油层中聚合物的稳定，延长其降解时间。为了研究滞留性能。对几种类型的菌类在不同类型的多孔隙介质中进行了菌类的运移实验。这些多孔隙介质为油层现场岩心（Bakken砂岩）贝雷砂岩和陶瓷岩心。评价了两组聚合物产出菌以及其它菌种。结果表明，在现场岩心中微生物滞留量比在贝雷岩心或者陶瓷岩心中高。不同的Lmesenteroides组显示了不同的运移和滞留。也进行了促进生长的营养物质存在与否的对比实验。以确定细菌繁殖如何影响运移。多孔介质中生物聚合物的长期稳定性和有效性也被验证。本文描述了正在进行的实验室试验以评价渗透率调整所开发的微生物系统。     

聚丙烯酰胺凝胶在裂缝孔隙双重介质中的封堵性能

针对克拉玛依油田八区乌尔禾组油藏的基本特征,为了研究在裂缝孔隙双重介质中聚丙烯酰胺凝胶的封堵能力,在室内建立了3种岩心模型,测试了不同模型中聚丙烯酰胺凝胶的封堵率及耐冲刷性;运用不同浓度聚丙烯酰胺合成的凝胶,在不同注入速度、不同岩心渗透率条件下开展了堵水驱油和长岩心模型封堵评价实验,研究了聚丙烯酰胺凝胶对裂缝孔隙模型的封堵率和原油采出程度的影响.结果表明,聚丙烯酰胺凝胶对所有裂缝孔隙模型的封堵率都大干94%;裂缝孔隙模型在聚丙烯酰胺凝胶封堵后,水驱采出程度增加近一倍,最终采出程度达到60%以上.     

交联聚合物凝胶流变性能评价研究

以铬交联凝胶体系为研究对象,考察铬凝胶体系成胶前后的流变性变化.结果表明:交联聚合物溶液的表观黏度与聚合物含量和流速相关;剪切作用使黏度损失并影响成胶强度和成胶速度;凝胶强度可用储能模量量化表示;一定强度的剪切作用能彻底破坏凝胶结构,静置后能够部分恢复黏度,不同黏度的凝胶恢复能力差距较大.     

聚合物凝胶封堵剂性能评价及现场试验

高含水油田由于长期注水开发造成注入水无效循环问题非常突出,形成了高渗透条带,采用化学堵剂对高渗透条带进行封堵是一种有效的方法。堵剂的性能直接影响封堵效果,为进一步提高封堵成功率和驱替效率,对聚合物凝胶封堵剂进行了室内性能评价和现场试验。通过岩心试验和三管试验对聚合物凝胶封堵剂体系的封堵性能、耐冲刷性能、流动成胶性能和液流改向能力进行了室内评价试验;采用聚合物凝胶体系和油田污水配制成的聚合物凝胶封堵剂进行了现场试验。试验结果表明,聚合物凝胶体系具有较强的堵塞和耐冲刷性能,形成凝胶强度高,2口井实施封堵后连通油井见到了明显的增油降水效果,为聚合物凝胶体系在封堵高渗透带上的应用提供了成功经验。     

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。     

多孔介质对交联聚合物成胶效果影响及作用机理

研究了3种交联聚合物体系在多孔介质中的成胶性能,实验温度45℃。在实验容器中,Al3 交联体系配制后60天内黏度变化较小,是一种CDG;Cr3 交联体系15天达到最高黏度2.3 Pa.s,是缓慢交联的弱凝胶;无机有机复合交联体系15天黏度1.8 Pa.s,45天达到最高黏度80 Pa.s,是延迟交联的强凝胶。人造非均质岩心模拟大庆主力油层,平均渗透率0.8μm2,长30 cm。以聚合物溶液为对照,按水—凝胶—水—凝胶—候凝20天—水的顺序驱替,由驱替过程中入口和中间点压力与注入量关系判断,Al3 体系进入岩心并通过分子内交联成胶,Cr3 体系在进入岩心前已发生交联并在端面造成堵塞;进入岩心的复合交联体系基本上不成胶。引证了文献发表的大庆油田铬凝胶调驱的有关数据。讨论了储层孔隙结构、渗透率-孔隙半径中值关系曲线及聚合物分子线团半径。认为在孔隙介质中由于孔隙壁造成的“笼”效应,聚合物的分子间交联受到一定程度的阻碍。图7表3参8。     

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     

弱凝胶在多孔介质中的微观驱替机理

利用室内微观驱替实验装置,采用透明的单层油砂充填模型研究了弱凝胶驱和后续水驱过程中不同时刻各相流体在多孔介质中的分布。微观驱替实验结果表明,弱凝胶沿原先被水占据的大孔道流动,并且可以通过变形被挤入窄小孔喉,在弱凝胶的前沿存在稳定的水胶界面。在后续注水过程中,存在于大孔道的弱凝胶迫使后续注入水改向进入未被注入水波及的小孔隙,驱替的残余油滴聚集并形成油墙。弱凝胶的流体改向作用是提高微观波及效率和采收率的主要因素;弱凝胶的粘弹作用有利于在油藏深部进行深度调剖。     

聚合物溶液在多孔介质中的流动特性

为探索聚合物溶液经多孔介质机械降解后黏度/浓度的分布规律以及调整非均质性的能力,开展了聚合物溶液在多孔介质中流动特性的研究实验.实验结果表明,流速越高/运移距离越远/渗透率越低,聚合物溶液黏度损失率越高.聚合物黏度损失存在着快速降解的"临界流速"和极限降解的"极限流速";黏度损失主要发生在岩心入口端和油藏近井地带;黏度...     

疏水缔合聚合物/Cr3+冻胶在多孔介质中动态成胶研究

通过流变仪测定了用于动态成胶研究的疏水缔合聚合物/Cr3+冻胶的成胶时间,并用物理模拟实验的方法分析了其在多孔介质中的动态成胶过程,对比研究了多孔介质中静态成胶和动态成胶后水驱的差别,考察了岩心渗透率和注入速度对多孔介质中动态成胶的影响.结果表明,疏水缔合聚合物/Cr3+冻胶在多孔介质中动态成胶时间为6h,大约是通过流变仪测定的成胶时间的3～4倍,且成胶过程分3个阶段,即压力上升阶段、压力波动上升阶段和压力稳定阶段.多孔介质中静态成胶后水驱存在突破压力峰值,且静态成胶后水驱稳定压力明显比动态成胶后水驱稳定压力高.在一定渗透率范围(4～8 μm2)内,岩心渗透率的变化对疏水缔合聚合物/Cr3+冻胶的动态成胶没有影响;注入速度对动态成胶有着重要的影响,随着注入速度的增加,动态成胶过程中形成的疏水缔合聚合物/Cr3+冻肢体系粘度降低.     

可动凝胶体系渗流流变特性及其表征

通过室内流变实验和渗流流变特性实验,研究了可动凝胶体系的流变特征,分析了可动凝胶体系的损耗模量和储能模量的量值变化关系,阐明了可动凝胶体系的粘弹特性及触变性。根据实验和非牛顿流变学理论,建立了多参数粘弹-触变性本构关系,并在实验和应用中得到验证。模型计算结果与实验数据相吻合,本构方程的稳定性较好。     

孔隙介质中泡沫形成机理研究进展

泡沫驱是一种有效减缓注气过程中气窜、指进和重力超覆的方法。综述了泡沫形成的三种机理:截断、液膜分离和液膜遗留,以及毛细管压力波动、孔喉几何形态、流动速率、孔隙网络的拓扑结构、界面特性、原油等因素对泡沫形成的影响,指出还需要依靠有效的实验方法研究地层条件下泡沫形成的机理。     

采油微生物在多孔介质中的迁移滞留机制

采油微生物在多孔介质迁移过程中的滞留特征明显。以2株典型采油微生物Pseudomonas aeruginosa WJ-1和Bacillus subtilis SLY-3为研究对象,通过等温吸附实验和流动实验研究了其迁移滞留规律。研究结果表明:多孔介质的比表面积越大,吸附位点越多,菌体的吸附量越大。菌体和多孔介质表面的疏水性关系影响菌体在多孔介质表面的吸附量。采油微生物在油藏多孔介质环境中的总菌浓度一般低于3.5×108cfu/mL,在此条件下,采油微生物在油藏多孔介质中的吸附符合Freundlich吸附等温线。体积较大的微生物运移速度超前,说明采油微生物在多孔介质运移过程中存在不可及孔隙体积。采油微生物在多孔介质运移过程中受到平衡吸附和架桥筛分的共同作用,且架桥筛分的作用相比于平衡吸附更加突出。基于实验研究确定了微生物的迁移滞留机制,并在此基础上修改完善了微生物迁移数学模型。研究成果为微生物采油数值模拟软件的研发与优化提供了实验依据及理论基础。     

聚合物凝胶体系性能评价方法研究

近年来,大庆油田已经和正在实施注入的调剖荆主要包括Al^3 、Cr^3 和复合离子交联的聚合物凝胶体系等,它们因交联剂类型和溶剂水矿化度的不同,其性质特征存在较大的差异,现有的性质评价方法不能满足矿场生产管理和监测的需求。通过对油田常用聚合物凝胶体系性质特征研究和现有评价方法适应性分析,确定了不同评价方法的适用范围,并建立了特殊条件下聚合物凝胶体系的评价方法。     

多孔介质中聚丙烯酰胺溶液流变性研究

研究了聚丙烯酰胺溶液在多孔介质中的流变特征；分析了聚丙烯酰胺溶液渗流过程中的粘弹性及其影响因素。结果表明，聚合烯酰胺溶液在渗流过程中，浓度和渗流速度对其粘弹性影响较大。该溶液为剪切变稀的假塑性流体，只在井底附近出现弹性行为，会影响井底压力梯度。     

弱凝胶在多孔介质中的运移规律研究

通过线性填砂模型和透明微观模型实验,研究了弱凝胶在多孔介质中的运移规律和提高采收率的一般特性。线性填砂模型研究发现,弱凝胶在多孔介质中有较强流动性能和传播性能;透明微观模型实验研究发现,弱凝胶优先进入低阻力的大孔道,可拉伸变形通过窄小孔道,弱凝胶运移过程受到剪切稀释。弱凝胶的主要作用是驱替,而调剖只是初期或暂时的效果。