超高分子量聚丙烯酰胺应用获推广

大庆炼化公司2004年立项的(3 000~3 500)×104、(3 500~4 000)×104超高相对分子质量抗盐聚丙烯酰胺研究项目取得成功,并实现工业化生产,在大庆油田和哈萨克斯坦油田得到推广应用。随着聚合物驱技术的发展,根据不同地质区块的油藏条件,需要分层注入不同相对分子质量的聚丙烯酰胺,大庆油田注聚方案提出需要(3 000~3 500)×104、(3 500~4 000)×104更高相对分子质量的抗盐聚丙烯酰胺。根据此市场需求信息,大庆炼化公司科研中心对该新产品进行了开发,完成了项目调研、实验室小试、中试试验到工业化试生产。工业化产品经大庆油田公司组织的产品…     

工程建设

大庆炼化聚合物扩能国产化成功截至7月14日，中国石油大庆炼化公司聚合物扩能工程已生产聚丙烯酰胺1．19万吨，消耗、产量和质量等经济技术指标均达到设计值。聚合物驱油比水驱提高采收率12％左右，每年能增产原油1000万吨。     

大庆油田疏水缔合聚合物-碱-表面活性剂三元复合驱提高采收率研究

在大庆油田油层及流体性质条件下,研究了疏水缔合聚合物－碱－表面活性剂三元复合体系（ASP）的物理化学性质并进行了驱油效果评价。结果表明,疏水缔合聚合物具有良好的耐盐、耐碱性,在相同粘度（例如40mPa.s)下,缔合的聚合物用量比部分水解聚丙烯酰胺三元复合体系低50％－70％,体系具有良好的抗剪切性和相稳定性,在75d内体系稳定,无相分离和沉淀;疏水缔合聚合物对ASP体系与大庆原油界面张力无明显影响;与部分水解聚丙烯酰胺聚合物相比,疏水缔合聚合物ASP体系表面活性剂在大庆油砂上的静态吸附量较低,对NaOH的静态吸附量无影响。岩心驱替实验结果表明,可比水驱提高采收率20％（OOIP）以上,具有广阔的应用前景。     

淡水和盐水聚合物驱在北布尔班克油田的应用

北布尔班克油田（NBU）于1981年实施了一次淡水聚合物驱计划、涉及面积1440acre。依次注入420×104lbm聚丙烯酰胺和400×104lbm的2．9％的柠檬酸铝交联溶液。聚合物驱的反应很好，计划最终增油超过250×104bbl，预期总产油450×104bbl。文中提出了用于盐水的交联聚合物驱方法，其动态特征与淡水聚合物驱体系同样有利。     

烷基糖苷与重烷基苯磺酸盐复配体系性能研究

用质量比为1∶1的非离子表面活性剂烷基糖苷和阴离子表面活性剂重烷基苯磺酸盐的复配物,与部分水解聚丙烯酰胺组成了一种新型的二元复合驱油体系。室内实验研究结果表明:复配后的二元体系与大庆原油之间的界面张力值在45～80℃之间可达到超低,并且具有较好的抗盐和抗二价离子的性能;此二元复合体系在水驱后能进一步提高采收率,在聚驱后能进一步启动和驱替残余油。     

新型表/聚二元体系在低渗介质传输能力实验研究

两种新型表面活性剂/聚合物二元体系中所用表面活性剂为新型甜菜碱表面活性剂Ⅰ型和新型甜菜碱表面活性剂Ⅱ型,聚合物为"大庆炼化普通干粉"聚合物。这两种二元体系与模拟大庆采油七厂原油形成的界面张力介于10~(-2)～10~(-3)mN/m数量级。为了将其应用到低渗透油藏进一步提高原油采收率,在低渗透人造岩心中进行传输能力的实验研究。利用多测压孔物理模型,对这两种新型表面活性剂/聚合物复合体系在低渗透均质人造岩心中的传输能力进行实验。结果表明,甜菜碱表面活性剂Ⅱ型与聚合物的复配体系在低渗透介质内滞留量分布比较均匀,各个测压点间压力差别较小,表现出良好的传输能力。与此相反,表面活性剂Ⅰ型与聚合物的复配体系的滞留主要发生在注入端附近区域,表明其传输能力较差。     

高分子量抗盐聚丙烯酰胺

聚丙烯酰胺驱油作为油田一项重要的提高原油采收率方法,在三次采油领域得到了广泛的推广应用。为了满足大庆油田三次采油的需求,中国石油大庆炼化公司开发研制了高分子量抗盐聚丙烯酰胺,     

ASP驱油体系各组分对原油乳状液稳定性的影响

研究ASP驱油体系各组分对原油乳状液的影响，有助于改善ASP驱油体系，进一步提高驱油效率。以NaOH为碱组奇，聚乙二．醇辛基苯基醚、石油磺酸盐为表面活性剂组分，部分水解聚丙烯酰胺为聚合物组分，考察了ASP驱油体系中的碱、表面活性剂和聚合物以及无机盐等对原油乳状液稳定性的影响。实验结果表明：对于实验原油，NaOH的质量分数为0.40％，石油磺酸盐的质量分数为0．02％，部分水解聚丙烯酰胺的质量分数为0．03％时，原油乳状液的稳定性较好。针对不同特性的原油，可按照ASP驱油体系各组分对原油乳状液稳定性的影响规律来调整各组分的比例，从而达到最佳的驱油效果。     

疏水缔合聚合物/碱/表面活性剂三元复合驱体系界面张力特征研究

研究了疏水缔合聚合物/碱/表面活性剂三元复合驱体系与大庆原油形成低界面张力的特征.结果表明,在降低界面张力方面,碱与表面活性剂间存在显著的协同效应;疏水缔合聚合物具有一定的降低油水界面张力能力,其对三元复合驱体系的平衡界面张力影响不大,对体系的动态界面张力具有比较显著的影响.碱、表面活性剂质量分数对琉水缔合聚合物三元复合驱体系/大庆原油间界面张力有很大影响,碱和表面活性剂最佳质量分数分别为1.0%～1.2%和0.1%～0.3%.     

表面活性剂-聚合物二元复合驱油体系性能研究

表面活性剂DWS与大庆原油形成超低油水界面张力,矿化度对油水界面张力的影响不明显;表面活性剂不影响聚丙烯酰胺的增黏性能,与聚合物配伍性好,但在油砂上的吸附量相对较大。在低渗透天然岩心上,水驱后二元复合驱平均提高采收率12.0%。在近似黏度和界面张力条件下,三元复合体系比二元复合体系多提高采收率3~5个百分点,但三元复合体系比二元体系的化学剂成本高。亲水亲油平衡是无碱表面活性剂形成超低界面张力的机理,疏水碳链长,相对分子质量大是无碱表面活性剂的一个特征。合成无碱表面活性剂的方向包括选用更长的单一疏水碳链,或合成含两个疏水碳链的双子表面活性剂。     

三元复合驱室内物理模拟实验研究--天然岩心与人造岩心的差异

在三元复合驱室内物理模拟实验中,选取两种相对分子质量(1 200×104和2 000×104)的聚合物以及两种岩心(人造岩心和天然岩心).研究了三元复合体系注入段塞大小和注入前置及后续段塞大小等不同注入方式对驱替效果的影响.实验结果表明,使用不同相对分子质量聚合物配制的三元体系,其高浓度小段塞比低浓度大段塞的驱油效率高,而且高相对分子质量聚合物驱比低相对分子质量聚合物驱效果的差别更明显;在注入方式相同的条件下,人造岩心的驱油效果优于天然岩心;随着化学剂用量的降低,这种差异会更大.     

高浓度聚合物注入时机及段塞组合对驱油效果的影响

在大庆油田聚合物驱条件下(45℃,原油粘度～10 mPa·s,清水配制聚合物溶液),取聚合物总用量2020 PV*mg/L,在人造岩心上实验研究了水驱之后不同段塞组合的"普浓聚合物"(浓度1000 mg/L、粘度8.6 mPa·s、分子量1.7×107的HPAM溶液)+"高浓聚合物"(浓度最高达3000 mg/L、粘度最高达369 mPa·s、分子量2.5×107的抗盐聚合物溶液)的驱油效果.在普浓聚合物驱的5个不同时机转注浓度2500 mg/L、粘度315 mPa·s的高浓聚合物,转注时机越早则聚驱采收率越高,前期(不注普浓聚合物)转注为45.1%,中前期(含水降至80%时)转注为44.0%,后期(含水升至98%时)转注为41.0%.注入0.350 PV普浓聚合物后再分别注入浓度在1000～3000 mg/L的抗盐聚合物,随浓度增大,聚驱采收率由35.7%增至41.5%,但增幅迅速减小(4.8%～0.1%).注入0.350 PV普浓聚合物段塞之后依次注入浓度2500 mg/L、分子量递减(2.5×107,2.1×107,1.7×107)、尺寸递减(0.450,0.118,0.100 PV)的3个聚合物段塞,聚驱采收率最高,为48.2%;普浓聚合物段之后注入2500 mg/L的高浓聚合物单段塞或浓度递减(2500～1000 mg/L)的4个抗盐聚合物段塞,聚驱采收值相近但大大降低(41.1%或41.0%).在讨论高浓高粘高分子量聚合物驱油机理时,强调了高粘弹性聚合物溶液提高微观驱油效率的作用.图1表4参4.     

二元石油磺酸盐无碱体系的研究与应用

表面活性剂(S)-聚合物(P)二元复合驱(简称SP)是1种新型的3次采油的技术,它具备了无碱、不结垢、高粘弹性等特点,及良好的增加采收率效果,已在辽河、新疆、胜利等油田开展矿场试验,增油效果明显^[1]。石油磺酸盐是1种驱油用表面活性剂,其优点是价格低与原油配伍性好,已成为大庆油田提高原油采收率的主要驱油用剂,由碱(A)-表面活性剂(S)-聚合物(P)组成的三元复合驱(简称ASP)在油田广泛使用,而SP体系尚未普遍应用。文中主要研究评价了大庆炼化石油磺酸盐产品在吉林油田和大庆油田二元无碱体系的应用,并通过室内实验筛选石油磺酸盐与不同表面活剂的复配研究,以达到满足大庆油田的二元无碱驱油体系中表面活性剂的性能需求。     

聚合物及聚合物/表面活性剂二元复合驱油体系在超长岩心中运移规律

为了获得聚合物及聚合物/表面活性剂二元复合驱油体系在油层中真实的运移规律,采用J油田油砂建立15 m超长岩心物理驱油实验模型,利用现场在用聚合物3640(丙烯酰胺、丙烯酸共聚物,相对分子质量2000万,水解度20%,浓度1200 mg/L)和表面活性剂HDS(由α-烯烃磺酸盐与APG等表面活性剂按比例复配而成,浓度2000 mg/L)配制二元复合驱体系和聚合物体系,在油藏温度57℃条件下研究了二元复合体系和聚合物驱油体系的运移情况。研究结果表明:两种体系中聚合物浓度和黏度均随着运移距离的增大而降低,聚合物溶液的黏度损失程度比浓度更严重。二元复合驱与聚合物驱相比注入压力低,采收率提高4.94%,较低的界面张力(10~(-2)m N/m数量级)仅可维持约1/2井距的距离,最终界面张力值与聚合物溶液相近。二元复合体系与原油在岩心内可形成稳定的乳状液,随着运移距离增大,表面活性剂的吸附损失会导致乳状液发生破乳、聚并。     

岩心渗透率对复合驱油效率影响的实验研究

实验三元复合驱替液由10.0 g/L NaOH、3.0 g/L表面活性剂ORS-41、1.0 g/L聚合物1275A组成,用矿化度4.456 g/L的大庆油田平均地层水配制,45℃下与大庆脱气原油间的动态界面张力平衡值为1.2×10^-3mN/m,瞬时最低值为2.4×10^-3mN/m,黏度为19.0 mPa·s。在气测渗透率在0.017×10^-3-687×10^-3μm^2含油饱和度在42.37%-68.05%的21支人造均质砂岩岩心上,水驱之后注入0.2 PV复合驱替液并恢复水驱,测定水驱后采收率增值,表示复合驱替液的驱油效率。驱油效率-渗透率曲线为典型的S形曲线,渗透率≤1.56×10^-3μm^2≥16.2×10^-3μm^2采收率增值变化很小,渗透率从5.5×10^-3μm^2至16.2×10^-3μm^2,采收率增值由9.76%猛增至21.00%。在本实验条件下,16.2×10^-3μm^2复合驱岩心的临界渗透率值,该复合驱替液适用于渗透率≥16.2×10^-3μm^2油藏。用驱替压力梯度与孔隙半径（毛管半径）之间的关系和聚合物分子线团回旋半径与孔隙半径的配伍性解释了这一实验结果。图2表2参8。     

马拉开波湖盆地VLA6／9／21油田三元复合驱试验结果和先导性试验项目设计

本项研究的目的是描述研究ASP配方所采用的方法 ;描述在 2 0 0 0年进行的先导性试验 ;还要确定在VLA 6/ 9/ 2 1油田的始新统C 4油藏单元 ,用ASP技术是否能够经济地采出增加的原油。研究出适用于VLA 6/ 9/ 2 1油田的几种ASP溶液。每种ASP溶液的界面张力值都低于 9× 10 - 3dyne/cm。用不同的添加剂对聚丙烯酰胺聚合物进行的流变学研究表明 ,溶液粘度至少能够保持比原油粘度高 2cP。碱表面活性剂聚合物的滞留量低于 0 0 8mg/g。增产油量比水驱采油量高 ,在油藏岩心中注 0 3PV的ASP溶液和 0 15PV的聚合物获得的采收率在 2 2 %和 39%之间     

提高聚丙烯酰胺相对分子质量实验条件研究

聚合物驱已成为老油田提高采收率的重要手段之一,驱油用聚丙烯酰胺相对分子质量约为2 000×104,就相同结构和组成的聚合物而言,相对分子质量越大,增粘性能越好,驱油效率越高。利用精制丙烯酰胺单体、碳酸钠和水为主要原料,采用水溶液均相聚合法,分析了起始反应温度、螯合剂EDTA-2Na的物质的量浓度、水解时间等对聚丙烯酰胺相对分子质量的影响,确定了较高相对分子质量聚丙烯酰胺的合成条件。结果表明,在起始反应温度为10℃,螯合剂EDTA-2Na的物质的量浓度为0.168 mmol/L,水解时间为5 h时,聚丙烯酰胺相对分子质量最大。     

OCS表面活性剂工业品的界面活性及驱油效率

针对现有三元复合驱油体系化学剂费用投入大,经济效益差的缺点,利用廉价的大庆减压渣油为原料合成了驱油用表面活性剂OCS.测试结果表明,OCS表面活性剂工业品具有优异的降低原油-地层水界面张力的能力,能在较宽的碱浓度和表面活性剂浓度范围内使不同大庆采油厂原油的油-水界面张力降至10^-3mN/m.在无碱条件下,对于大港油田枣园1256断块原油,当OCS活性剂质量分数达到0.2%时,油-水界面张力即可降至10^-3mN/m.大庆原油的平面模型驱油试验表明,OCS表面活性剂、碱和聚合物三元复合体系（ASP）的驱油效率比水驱提高20%以上.     

以大庆减压渣油为原料的高效、廉价驱油表面活性剂OCS的制备与性能研究

针对现有三元复合驱油体系化学剂费用投入大，经济效益差的缺点，以廉价的大庆减压渣油为原料在实验室内合成出廉价的驱油用表面活性剂OCS，并初步评价了所得OCS样品的性能。结果表明，OCS表面活性剂制备重复性好，性能稳定。OCS表面活性剂具有优异的降低原油一地层水界面张力的能力，在NaOH存在条件下，能在较宽的碱浓度范围内使大庆四厂原油的油-水界面张力降至10^-3mN／m。在Na2CO3存在条件下，能在较宽的碱浓度范围内使大庆四厂原油、华北油田古一联原油及胜利孤东采油厂原油的油-水界面张力降至10^-3mN／m。在无碱条件下，对于大港油田枣园1256断块原油，当OCS表面活性剂含量达到0．1％时，油-水界面张力即可降至10-3^mN／m。对大庆四厂原油的驱油试验结果表明，OCS表面活性剂、碱和聚合物三元复合体系(ASP)的驱油效率比水驱提高20％以上。     

疏水缔合三元共聚物的合成及其性能

以丙烯酰胺、疏水单体N-十二烷基丙烯酰胺(AMC_(12))和极性单体2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)为原料,采用胶束水溶液共聚法合成了耐温、抗盐疏水缔合三元共聚物(NKP)。考察了引发温度、功能性引发剂MP和Triton X-100表面活性剂的质量浓度和单体含量对NKP性能的影响。实验结果表明,当引发温度10℃、MP质量浓度20 mg/L、Triton X-100表面活性剂质量浓度120 mg/L、总单体占体系质量的20%(其中,AMC_(12)质量分数为0.8%、AMPS质量分数为5.0%)时,NKP的滤过比小于2,相对分子质量达到2.1×10~7,依靠疏水基团的缔合作用使NKP具有很好的耐温、抗盐性能,有望替代部分水解聚丙烯酰胺(相对分子质量为2.5×10~7)在高温、高盐条件下作为驱油剂使用。