特高盐油藏聚合物调驱剂筛选及油藏适应性评价

将模拟吐哈雁木西油田的注入水软化后,分别配制了3种抗盐聚合物溶液和一种弱凝胶溶液,利用黏度测试、流变测试、SEM和核磁共振成像等方法分析对比了它们的性能。实验结果表明,软化水配制聚合物熟化效果较好,剪切后黏度保留率较高。弱凝胶分子线团尺寸最小,分子链间缠结紧密,黏弹性优于聚合物溶液。弱凝胶溶液质量浓度为600～1 000 mg/L时,阻力系数和残余阻力系数适中,注入性和滞留特性良好,适用于雁木西油田矿场。弱凝胶溶液主要动用T_2弛豫时间大于100 ms的大孔隙,驱油效率最高,采收率贡献最大,最终采收率增幅13.39百分点。岩心驱替过程中在入口处自始至终有部分残余油滞留,表明岩心存在端部效应。     

聚合物相对分子质量与油藏储层适应性研究

本文针对矿场实际需求,从聚合物分子线团尺寸（D_h）测试和聚合物溶液岩心渗流特性实验入手,进行了聚合物溶液与大庆萨中开发区一二三类储层间适应性研究。结果表明,随聚合物相对分子质量增大、溶剂水矿化度减小和剪切强度降低,溶液中聚合物分子线团尺寸(D_h)增大,与之相匹配岩心孔喉尺寸增大。在聚合物溶液注入岩心过程中,若注入压力能够趋于稳定,表明该溶液中聚合物分子线团尺寸（D_h）与岩心孔喉尺寸间是匹配的。在考虑储层各小层厚度和非均质性条件下,与一类油层相适应聚合物相对分子质量应为2500×10⁴以上,与二类油层相适应聚合物相对分子质量为1900×10⁴~2500×10⁴,与三类油层相适应聚合物相对分子质量为400×10⁴~800×10⁴。聚合物与油藏储层适应性受储层各小层厚度及其渗透率分布、聚合物相对分子质量、溶剂水矿化度和剪切强度等因素的影响,但“孔喉半径中值/分子线团尺寸D_h”范围在7～16之间。     

无机盐对水溶液中两性离子聚合物分子线团尺寸的影响

初步考察了无机盐对水溶液中两性离子聚合物分子线团尺寸的影响，发现分子结构因素（如分子量、基团类型与含量等）以及无机盐浓度与种类等因素都影响水溶液中两性离子聚合物的分子线团尺寸。     

表面活性剂和碱对Cr3+聚丙烯酰胺凝胶成胶效果的影响及作用机理

在三元（或二元）复合驱过程中,调剖剂不可避免与表面活性剂和碱接触,因此碱和表面活性剂 的性能可能会对调剖剂的性能造成影响。室内采用黏度计、动态光散射仪、扫描电镜和驱油实验装置, 研究了碳酸钠、石油磺酸盐和脂肪醇聚氧乙烯聚氧丙烯醚对Cr3+聚合物凝胶调剖剂的黏度、分子聚集体 尺寸、分子聚集体形态和调剖效果的影响。结果表明,石油磺酸盐和脂肪醇聚氧乙烯聚氧丙烯醚对Cr3+ 聚丙烯酰胺凝胶的黏度和分子聚集体尺寸几乎不影响;而Na2CO3的加入使Cr3+聚合物凝胶不成胶,且 Cr3+聚丙烯酰胺凝胶成胶后加入Na2CO3会发生破胶现象,分子聚集体尺寸大幅下降,聚集体形态从大的 团块状变成小的团块状,驱油过程中封堵效果明显变差。进一步分析发现,在碱性条件下,Cr3+聚丙烯 酰胺凝胶难以发生交联反应,即使发生了交联也会发生解交联。     

复配聚合物驱油效果及影响因素研究

大庆油田某油藏具有油层渗透率低、层内和层间非均质性强、裂缝和大孔道发育等特点,导致注入水窜流现象严重,水驱开发效果差。根据油藏实际开发需求,利用室内仪器分析和物理模拟方法,开展了复配聚合物溶液分子线团尺寸和黏度性能评价,并与"超高"聚合物溶液进行了对比分析。在此基础上,开展了复配聚合物溶剂水注入参数优化实验研究。结果表明,与"超高"聚合物相比,复配聚合物分子线团尺寸(英文缩写为"Dh")分布较宽、损失率较小,具较好增黏性,可提高采收率。随溶剂水矿化度减小,复配聚合物溶液黏度增加,采收率增加。     

影响胶态分散凝胶成胶性能因素研究

研究了各种因素对聚合物（ＨＰＡＭ）／柠檬酸铝／盐体系胶态分散弟胶（ＣＤＧ）的形成（通过成胶时间测定）和性能（通过孔隙阻力因子的测定）。孔隙阻力因子ＦＰＲ为相同聚合物浓度的ＣＤＧ和ＨＰＡＭ溶液分别流过填砂滤层所需的时间之比,可代表ＣＤＧ在多孔介质中的相对强度。研究结果表明：ＣＤＧ的性能随所用ＨＰＡＭ分子相对质量提高而;ＮａＣｌ的存在（≤７０００ｍｇ／Ｌ）可促进ＣＤＧ的形成;在下列条件下可形成稳定的Ｃ     

宽相对分子质量分布聚合物溶液性能及驱油效果研究

针对油田实际需求,笔者运用仪器分析、物理模拟和油藏工程理论方法,开展了复配聚合物黏度及其影响因素、分子线团尺寸Dh及其分布和驱油效果实验研究,并对复配宽相对分子质量分布聚合物驱提高采收率机理进行了分析。结果表明,对于由"超高分"、"高分"和"中分"等3种聚合物复配而成的宽相对分子质量分布聚合物,随"超高分"聚合物所占比重增大,复配聚合物中分子线团尺寸Dh增大,视黏度增加。与"高分"聚合物相比较,复配聚合物分子线团尺寸Dh分布变宽,抗盐性和抗剪切性增强。物理模拟表明,在聚合物溶液黏度相同条件下,复配聚合物驱增油效果好于"高分"聚合物驱。随复配聚合物中"超高分"聚合物所占比重增加,采收率增幅增加。     

两次成胶的聚合物凝胶堵剂的研制及应用

采用2种不同的交联剂,研制了在地面温度下形成流动凝胶,注入地层后形成强凝胶的聚合物水基凝胶堵剂,通过组份用量优选得到了最佳配方:聚合物HPAM(M=1.9×107,HD=25%)8.0g/L+有机铬交联剂(以Cr3+计)0.5g/L+20%有机树脂溶液5.0g/L+增强剂(无机盐)1.0g/L,以淡水配液。该优化配方堵剂液在20℃下2h内第一次成胶,粘度升至5～6Pa·s,在72℃下4～12h第二次成胶,强度达到G级。将优化配方堵剂液1.0PV注入含1.7～2.0mm宽裂缝的人造砂岩岩心,在72℃候凝72h后突破压力梯度为32～61MPa/m。介绍了在克拉玛依油田八区下乌尔禾组裂缝性油藏一个一注六采井组,用该堵剂实施注水井调剖和采油井(2口)堵水的良好结果。图2表5参6。     

盐浓度对交联聚合物线团形态的影响

用核孔膜过滤法 (过滤体积对过滤时间作图 )、动态光散射法 (DLS)和扫描电镜法 (SEM )研究了交联反应前后盐 (NaCl)浓度变化对低浓度HPAM与AlCit形成的交联聚合物溶液 (LPS)中交联聚合物线团 (LPC)形态的影响。所用HPAM相对分子质量 1.1× 10 7～ 1.4× 10 7,LPS中HPAM与Al的质量比 2 0∶1,HPAM浓度 0 .1或 0 .2 g/L ,交联反应温度 40℃ ,时间 7天。实验结果表明 :①LPC的平均水力半径Rh(DLS测定值 )随交联反应时盐浓度的增大先减小后增大 ,盐浓度由 0 .5 g/L增加到 2 g/L时Rh 由 45 0nm迅速减小到 2 5 0nm ,盐浓度增加到 2 0 g/L时Rh达到最小值 16 0nm ,此后随盐浓度的继续增加Rh 有所增大 ;盐浓度 0 .5和 2 .0 g/L时Rh 的SEM测定值分别为45 0和 2 5 0nm ,与DLS结果一致。②交联反应完成后改变LPS的盐浓度 ,也可改变LPC的Rh 值 ,但改变幅度较小 ;盐浓度 0 .5 g/L时形成的LPS ,当盐浓度增加至 2 g/L时 ,Rh 值由 45 0nm减小至 35 9nm ,大于盐浓度 2 g/L时形成的LPS的Rh 值 (2 46nm) ;盐浓度 2 g/L时形成的LPS ,当盐浓度减少至 0 .5 g/L时 ,Rh 值由 2 46nm增大至32 6nm ,小于盐浓度 0 .5g/L时形成的LPS的Rh 值 (4 5 0nm)。用盐浓度改变引起LPC水化层厚度改变 ,线团收缩或舒张解释盐浓度改变时Rh 测定值的     

高温成胶可降解聚合物凝胶堵漏剂的研制与评价

以甲基丙烯酸酐对明胶进行季铵化改性,合成了一种可聚合改性明胶交联剂。基于热熔胶的热塑性,成功将引发剂包覆在热熔胶颗粒中,实现高温缓释引发。利用丙烯酰胺（AM）和自制交联剂（DGCL）为原料研发了抗高温可降解聚合物凝胶堵漏剂P（AM-DGCL）。利用核磁共振对自制交联剂进行了结构表征,并对凝胶的力学行为、封堵能力和破胶性能进行了测试。结果表明,P（AM-DGCL）凝胶堵漏剂成胶时间随热熔胶引发剂胶囊浓度的增大而缩短,随温度的增加,成胶时间逐渐减少,150℃高温下成胶时间在2～13 h可调;P（AM-DGCL）表现出优良的力学性能,断裂延伸率达1279%,拉伸强度为0.0425 MPa ;由于起化学交联作用的交联剂DGCL本身具有可破胶性,在高温和破胶剂的作用下P（AM-DGCL）凝胶16 h破胶率达95%以上,保证了储层漏失封堵后的反排能力。      

聚合物驱静态混合器现场适应性研究

静态混合器是三次采油聚合物注入站用于母液和清水混合的一种专用设备。这种聚驱用静态混合器是从化工行业移植过来的,没有针对聚合物溶液的特殊要求进行专门设计。在大庆油田采油一厂中丁３－Ｐ２５井,从站内到井口铺设一条地面管线进行试验。分析试验结果后认为,在注入管线内径为φ５０ｍｍ、最小聚合物混合溶液流量为１．１５ × １０～－３ ｍ～３／ｓ、井距在 １００ｍ以远的条件下,注聚系统取消静态混合器是可行的。通过注入管线的混合作用,到注入井井口,混合指标完全可以达到设计要求。 １９９８年在采油一厂８９ 口注入井推广应用。取消静态混合器不但可以减少注入站的基建投资,还可以消除由静态混合器带来的粘度损失。     

聚合物传输运移能力和油藏适应性评价

大庆太18-38 井区具有储层渗透率低和非均质性强的特点,水驱开发效果受到极大影响,亟待采取进一步 提高采收率技术措施。针对大庆太北开发区的问题,开展了普通聚合物和抗盐聚合物溶液渗流特性和传输运移 能力实验研究和作用机理分析。结果表明,与普通聚合物相比,抗盐聚合物分子聚集体尺寸较大,岩心孔隙内尤 其是注入端附近区域内的滞留水平较高,致使该区域渗流阻力增幅以及压差和压差比较大,传输运移能力较 差。与普通聚合物不同,抗盐聚合物分子链上存在少量片状结构,致使聚合物分子链间缠绕作用增强、分子聚集 体尺寸增大和聚合物传输运移能力变差。当目标油藏储层渗透率为238×10^-3、246×10^-3、255×10^-3 μm²时,与其相 适应的聚合物分别为中分、中高分、高分聚合物;当储层渗透率为500×10^-3 μm²时,适应的聚合物为超高分和抗盐 聚合物。     

Cr~(3+)与聚合物在岩心内静态成胶效果评价

近年来,在SZ36-1和LD10-1油田开展了聚合物驱和聚合物凝胶调驱矿场试验,取得了明显增油降水效果,为海上油田提高采收率找到了一条有效途径,但油藏中的各种复杂环境和条件可能会对其交联反应存在影响。通过理论分析和物理模拟实验,开展了交联剂Cr~(3+)与聚合物在岩心内静态成胶效果评价实验研究。结果表明,在静态条件下,交联剂Cr~(3+)与聚合物分子间可以在岩心孔隙内发生交联反应,其成胶效果受到岩心渗透率及其类型(是否含胶结物)、岩心含油饱和度、黏土矿物类型和含量等因素的影响,其中渗透率影响程度较大;随岩心渗透率增大即孔隙尺寸增大,岩心内成胶效果变好;随含油饱和度降低,岩心成胶效果变好;随黏土含量增加,岩心内成胶效果变差,而且在三种岩心黏土类型中,伊利石的影响最大,其次为高岭石,再其次为蒙脱石;岩石颗粒胶结愈疏松,成胶效果愈好。这些研究成果对于国内外油田利用弱凝胶进行深部调剖技术进一步提高开发效果具有指导作用。     

堵漏型聚合物凝胶材料研究与评价

聚合物凝胶在油气井钻井过程中具有独特的排水堵漏作用。选择聚丙烯酰胺作为成胶剂，采用三价铬和酚醛作为交联剂，利用常规方法研究了聚合物凝胶的组成和性能，实验研究了聚丙烯酰胺分子量及浓度、交联剂类型和浓度对聚合物凝胶性能的影响，得出聚丙烯酰胺交联凝胶成胶最佳配比关系为：聚丙烯酰胺浓度为0．8％、铬交联剂加量为120mg／L、交联温度为60℃。在此基础上对影响凝胶成胶性能的主要因素进行了探索实验，结果表明：水质对聚合物凝胶影响较小；pH值对凝胶的影响显著，在pH值为8时形成的凝胶粘度、稳定性较好，随着pH值升高，交联速度变快，成胶时问缩短；当盐浓度过高时，体系成胶性能变差，尤其是钙离子浓度高时，易形成果冻型块状沉淀。实验表明，聚合物凝胶时间的延长粘度损失小，具有稳定性好，流动性好等特点。通过高温高压失水仪砂床堵漏实验进一步证明，聚合物凝胶与其它堵漏材料配合，能够起到封堵漏层的良好作用。     

聚合物驱油藏适应性研究进展

聚合物驱油在中国陆上油田开展了几十年,也取得了很好的经济效益。随着世界对能源的不断需求,加密井网、边际油田的开发等众多复杂油藏挖潜项目也越来越多。结合国内外聚合物驱油藏的案例,较全面系统地重新研究了相应油藏筛选标准,着重分析了砂岩油藏的适应性,对传统的筛选标准提出了新认识,认为有经验者的感性认识和油藏信息数据库的建立是必要的。对美国20世纪80年代碳酸盐岩油藏聚合物的矿产实例也做了简要分析,这对加快我国老油田二次开发和西部地区碳酸盐岩油藏聚合物驱起到一定的实际指导意义。     

疏水缔合聚合物与储层适应性对采收率的影响

以疏水缔合聚合物为代表的抗盐型聚合物在油田提高采收率实践中获得了良好增油降水效果。但是矿场实践中往往只重视聚合物溶液视黏度,而忽视聚合物溶液中聚合物分子聚集体与储层孔隙和非均质性间的匹配关系。以SZ36-1油田储层地质特征和流体为研究对象,开展了疏水缔合聚合物缔合程度及其调节方法研究,在此基础上进行了储层非均质性与疏水缔合聚合物缔合程度适应性评价。结果表明,在浓度为1750 mg/L的AP-P4溶液中加入β-环糊精(β-CD),β-CD加量由0增至0.08%时,β-CD/AP-P4体系的黏度由172.1 m Pa·s降至7.7 m Pa·s,聚合物分子线团尺寸由1078.2 nm减至500.1 nm,与之相适应的岩心渗透率极限由1500×10-3μm2降至150×10-3μm2。由此可见,加入β-CD可以调节疏水缔合聚合物溶液中超分子聚集体尺寸及其大小分布,进而改善其与储层岩石孔喉间匹配关系。岩心非均质性不同,与之相适应疏水缔合聚合物缔合程度也不同。只有驱油剂体系与岩心孔喉相匹配时,采收率增幅才能达到最大。     

梳形聚合物凝胶与普通聚合物凝胶性能对比

分别用梳形聚合物(M=2300×104)和普通聚合物(M=2200×104)配制梳形聚合物凝胶和普通聚合物凝胶,对比了两种凝胶的成胶特性、流变参数、微观结构和驱替效果。结果表明,两种凝胶的成胶间均为24 h,30℃下老化30 d后,普通聚合物凝胶和梳形聚合物凝胶的体积缩小率分别为1.2%和0.9%,热稳定性良好。成胶前,梳形聚合物凝胶的假塑性和增稠性高于普通聚合物凝胶;成胶后,梳形聚合物凝胶的弹性高于普通聚合物凝胶,且微观结构密实。岩心经梳形聚合物凝胶和普通聚合物凝胶封堵后,水驱采收率增幅分别为24.61%和21.64%,梳形聚合物凝胶的增油效果较好。     

有机复合调驱体系室内研究及现场试验

针对聚合物驱油田注入井近井地带调剖和储层深部调剖的需要,开发了有机复合调驱剂DK 1和DK 2。室内实验研究结果表明,这种调驱剂与浓度500～2000mg/L的聚合物溶液在70℃反应20h(DK 1)或5～7d(DK 2),可使聚合物交联,将聚合物溶液转变为流动凝胶;聚合物分子量越大(9.3×106,1.5×107,2.1×107)、水解度越低(4%,14%,30%),则成胶时间越短,生成的凝胶粘度越大;胜利油田聚合物驱中使用的8种国产聚合物与该剂的成胶效果均良好;溶液状态的体系受机械剪切基本上不影响成胶,生成凝胶后剪切使粘度下降,但粘度保留值很高;G′,G″曲线表明生成的凝胶具有良好的粘弹性,G′>G″。在孤岛中一区注聚区的中11N10注入井,在注入第二段塞(0.2PV×1750mg/L)的过程中,随同聚合物溶液(注入量100m3/d),按1000mg/L的浓度前7d加入KD 1,此后加入DK 2,每日注入0.5t,共注入4个月,使注入压力由6.5MPa上升到8.3MPa,表明储层内的高渗透条带被有效封堵。图10参5。     

油田注入水配制聚合物凝胶调剖体系的稳定性及适应性

摘要在吉林新立油田新北区块注入水水质分析结果的基础上,进行了聚合物凝胶调剖体系与油田该区块注入水的适应性研究,优选出与吉林新立油田注入水配伍的聚合物、交联剂、杀菌剂类型及其配方。结果表明,优选的调剖体系配方在90d内表现出较高的强度及良好的稳定性。