不同分子结构两性离子聚合物在盐水钻井液中的抑制性

测定了具有不同分子结构两性离子聚合物在盐水环境下抑制性结果,研究发现聚合物的分子线团尺寸对其抑制页岩水化分散能力构成显著的影响。若分子线团尺寸受矿化条件影响而极度收缩,则其抑制能力将明显降低。     

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。     

电解质对聚合物溶液渗流特性影响及作用机理研究

大庆油田聚合物驱工业化推广应用已进入第十年,剩余主力油层愈来愈少,薄差油层必将成为聚合物驱油技术的主要应用对象.现有聚合物产品是针对主力油层设计和生产的,其相对分子质量高、分子线团尺寸大,在常规配制工艺条件下难以与薄差油层孔隙尺寸相匹配.针对薄差油层聚合物驱存在的问题,笔者通过改变溶剂水中电解质类型和浓度,测量了聚合物溶液的流动性质和聚合物分子线团尺寸,研究了聚合物分子线团尺寸变化及其对渗流特性的影响.结果表明,在一定浓度范围内,溶剂水中电解质浓度愈高,聚合物分子链收缩卷曲程度愈严重,分子线团尺寸愈小,能够进入的岩石渗透率愈低.当采用较低电解质浓度水进行后续水驱时,一方面,岩心内电解质浓度降低会使聚合物分子线团发生膨胀,流动阻力增大.另一方面,岩心内部分滞留聚合物会随注入水采出,流动阻力减少.由此可见,在后续水驱阶段,注入压力大小主要取决于聚合物分子线团膨胀幅度和滞留聚合物采出量.采用较低矿化度水进行后续水驱可以维持较高注入压力,进而获得更好的波及效果.     

改性淀粉聚合物溶液在孔隙介质中的不可入孔隙体积效应

不可入孔隙体积影响聚合物在孔隙介质中的流动性,设计注聚时需考虑不可入孔隙体积效应。实验考察了改性淀粉聚合物溶液通过岩心的IPV值,结果表明,改性淀粉聚合物溶液分子线团最大半径主要分布在0.2～1.2μm,吸附层厚度越大,IPV值就越大。由岩心孔隙分布拟合计算出的IPV值略低于双段塞法的实验值,其原因是部分聚合物分子回旋半径虽然小于孔喉半径,但可能在孔隙外部滞留产生了不可入孔隙体积。不可入孔隙体积的存在主要有2个原因：聚合物溶液分子线团尺寸与岩心孔喉尺寸不完全匹配,聚合物分子线团尺寸越小、孔喉尺寸越大,越利于其通过孔隙喉道,产生的不可入孔隙体积就越小,反之越大;孔隙介质中的边界层效应和聚合物溶液滞留吸附作用,相当于降低了孔喉的有效半径,而增大了IPV值。     

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。     

疏水缔合聚合物传输运移能力及其作用机理

针对疏水缔合聚合物分子线团尺寸与油藏多孔介质孔隙尺寸的配伍性差的问题,以β-环糊精(β-CD)为疏水缔合聚合物缔合程度的调节剂,以大庆典型聚驱区块储层地质和流体为实验平台,以注入压力、表观黏度、质量浓度、黏均相对分子质量为评价指标,研究了疏水缔合聚合物传输运移能力并分析了作用机理。实验结果表明,聚合物溶液在多孔介质内的传输运移能力较差且主要滞留在岩心前部区域。β-CD可以改善聚合物溶液的传输运移能力,有利于聚合物在多孔介质内均匀分布。随着β-CD含量的增加,聚合物溶液分子链间的缔合作用减弱,分子线团尺寸减小,聚合物溶液的传输运移能力增强。     

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.     

SOLUTION PERFORMANCES OF THE COMBINITION POLYMER AND ITS ADAPTABILITY IN CONGLOMERATE OIL RESERVOIR

针对砾岩油藏非均质性严重、常规物性差、与普通聚合物的适应性较差等特点,利用动态光散射方法和岩心驱替实验,分别对普通聚合物溶液和新型“复配宽相对分子质量”聚合物质量溶液的分子线团尺寸分布规律、黏度性能和耐盐性能以及在砾岩中的渗流特性进行了对比分析.结果表明,在聚合物质量浓度和平均相对分子质量相近条件下,与“超高”聚合物相比较,2种“复配”聚合物溶液中聚合物分子线团尺寸分布较宽且光强峰值靠右,聚合物增黏性和耐盐性较强,聚合物溶液的阻力系数(FR)和残余阻力系数(FRR)较大.岩心流动实验表明,当“孔隙中值半径(Dr)、分子线团尺寸(Dh)”值在14 ～ 18时,“复配”聚合物分子线团与砾岩岩石孔隙间具有较好的配伍性,聚合物分子线团不可及孔隙体积更小,聚合物溶液波及体积更大,可以取得更好的液流转向效果.     

交联聚合物溶液与聚合物溶液的特性差异

采用光学显微摄影、动态光散射和核孔膜过滤等方法，研究了低浓度部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)与柠檬酸铝(AlCit)形成的交联聚合物溶液(LPS)中交联聚合物线团(LPC)的形态、尺寸、变形性等特性。结果表明，LPC与聚合物线团(PC)相比，在形态、尺寸、变形性能等方面存在明显差异。干燥后的LPS样品中，LPC为球形，PC的形状不清晰。低于某一临界质量浓度(0．200～0．300g／1)时，LPC尺寸略小于PC；高于此浓度后，LPC的尺寸始终大于PC。HPAM／AlCit交联体系的临界质量浓度(0．280g／1)略高于聚合物溶液的临界交叠质量浓度(0．250g／1)。由于分子内的交联作用，与PC相比，LPC的剪切变形能力和水化变形能力有限，LPC较强的抗剪切变形特性使其具有特殊的封堵多孔介质的能力。     

驱油用聚合物在多孔介质中分配特性实验研究

以大庆油田超高分子量聚合物为例,通过室内实验的方法,研究驱油用聚合物与岩石孔喉匹配特性,并给出不同匹配特性对驱油用聚合物在层间非均质模型中的驱油效果及模型各层阶段分流特征的影响,进一步验证驱油用聚合物线团尺寸与岩石孔喉配伍性关系。结果表明,岩石孔喉半径中值与聚合物分子线团尺寸匹配较好时,聚合物在多孔介质中具有较好的驱油效果和分流特性,聚合物与岩石的孔隙结构具有较好的匹配特性。     

Results of Bench-Scale Oil Displacement of Novel Polymer Solution in Daqing Oilfield

Abstract

In order to improve the dissatisfied oil displacement results of conventional low molecular weight polymers in some thin and poor reservoirs of the Daqing Oilfield in China, two new polymers with low molecular weight are introduced. A series of laboratory experiments were performed to evaluate the performance index and oil displacement results of the novel polymers. The results show that the new polymers have the characteristics of higher viscosity, better salt and shearing resistance, and better solubility than conventional polymers, and the viscoelasticity and shearing resistance of the new polymers increases with a decrease in molecular weight. Bench-scale oil displacement experiments indicate that the oil displacement results of the new polymers are better than those of the conventional polymers with the same molecular weight and the performance will be better with a decrease in molecular weight. Novel polymers have a favorable matching relationship with low-permeability reservoirs that are fit for wide application in thin and poor reservoirs.     

石油减阻聚合物相对分子质量及其分布对其性能的影响

实验采用复配Cp2ZrCl2/Ziegler-Natta催化剂,以本体聚合法制备了系列具有超高相对分子质量的油溶性聚合物。采用凝胶渗透色谱表征聚合物相对分子质量及其分布,并考察了其对聚合物溶液特性粘度的影响。结果表明,当减阻聚合物的相对分子质量达到某一定值时,聚合物的多分散指数对其减阻效果有明显影响;仅通过提高聚合物的相对分子质量来改善其减阻性能,也许并不是行之有效的方法。研究初步认为,高效的减阻聚合物不仅要具备超高相对分子质量,还应有超高的相对分子质量分布。     

PA阳离子聚合物的合成及抑制性研究

以环氧氯丙烷和二甲胺为原料,分别通过缩合聚合和在氧化还原引发体系（过硫酸钾－亚硫酸钠引发剂）引发下的自由基聚合合成了季铵盐阳离子聚合物ＰＡ１和ＰＡ２．通过防止泥页岩水化膨胀的粘土稳定性能研究,讨论了它们的分子结构对抑制性的影响．结果表明：阳离子聚合物ＰＡ１和ＰＡ２有好的稳定粘土的性能,抑制性与聚合物分子结构有关．     

部分水解聚丙烯酰胺的结构形貌研究

用自组装技术在云母片表面制备了固体膜,研究了部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)的结构形态。用原子力显微镜(AFM)观测和分析了4种去溶剂化后HPAM分子的结构形貌。结果显示,HPAM在云母片表面均呈现规则的分布,但分布形态差别很大。有的呈花朵状,有的呈树枝状,有的呈梳子状,形态各异,结构的异同非常清楚。这种方法有助于了解聚合物分子形态乃至其凝胶结构,同时也有助于研究聚合物溶液结构和开发新型聚合物。     

聚合物泥浆抑制剂的发展动向

聚合物抑制剂是聚合物泥浆的重要组成部分。本文报导了聚合物抑制剂的发展动向,介绍了作为聚合物泥浆抑制剂的阳离子型聚合物、复合离子型聚合物、非离子型聚合物及改性的部分水解聚丙烯酰胺。     

聚合物驱油层吸水剖面变化规律

统计分析大庆油田聚合物驱工业区块油层吸水剖面资料发现，绝大多数井中、低渗透层在注入聚合物溶液体积达0．08～0．2PV时吸水剖面发生返转，低渗透层吸水剖面返转时机先于中渗透层，且在整个聚驱过程中高渗透层仍保持最高的吸水量，对改善油层开发效果不利。数值模拟研究表明：层间渗透率级差及有效厚度比越大、注入聚合物分子量越小，聚合物溶液对低渗透层吸水能力的调整效果越弱；地层产能系数级差是影响吸水剖面返转时机和返转周期的主要因素。根据研究结果，提出：在聚合物驱层系组合时，应避免层间产能系数级差过大，分层注聚合物、优化聚合物分子量及段塞组合方式、注聚合物前深度调剖等措施可改善聚合物驱油效果。图10表2参13     

Multifunctional lube oil additives based on maleic anhydride

Copolymer of maleic anhydride with 1-decene was synthesized by using azobisisobutyronitrile as an initiator in toluene solvent and the prepared copolymer was reacted separately with different long chain amines (n-octyl amine, n-decyl amine, and n-dodecyl amine) to get three copolymers. The performance of the polymers in different base oils was evaluated as viscosity modifier (VM) also called viscosity index improver, pour point depressant (PPD), and dispersant by standard ASTM methods. The molecular weight of the polymers was determined by gel permeation chromatography. The TGA value was determined by the standard ASTM method. It was found that the efficiency of the polymers as a VM and dispersant increases with increasing the molecular weight of the polymers as well as with increasing the alkyl chain length. However, the efficiency as a PPD increases with decreasing molecular weight of the prepared polymers and with the decreasing the alkyl chain length.     

超高分子聚合物性能评价及微观结构研究

为了进一步提高聚合物驱的驱油效果,评价了相对分子质量在3 500万以上的超高分子聚合物的性能,并观察了超高分子聚合物溶液的结构。在70 ℃、矿化度11 200 mg/L的试验条件,利用安东帕流变仪评价了超高分子聚合物和常用聚合物的增黏性、耐温性、抗盐性、剪切流变性及黏弹性,采用物理模拟试验方法分析了2种聚合物的驱油效果,并通过冷冻蚀刻扫描电镜对比了常用聚合物与超高分子聚合物溶液的微观结构。结果表明,超高分子聚合物在水溶液中能够形成更致密的网络结构,相对于常用聚合物,它的增黏性和抗盐性高30%以上,耐温性高40%以上,威森伯格数是其2倍,采收率提高率高6.5%。研究表明,超高分子聚合物是一种性能更优的驱油剂,可以显著改善驱油效果。      

驱油用耐温抗盐水溶性聚合物的研究进展

综述了国内外超高相对分子质量聚丙烯酰胺、耐温抗盐单体共聚物、疏水缔合聚合物、两性聚合物、复合型聚合物和梳形辫状聚合物六大类驱油用耐温抗盐水溶性聚合物的研究现状,对六大类水溶性聚合物的耐温抗盐机理进行了阐述和分析,指出了一些耐温抗盐水溶性聚合物在溶解、增黏、吸附和抗剪切等方面存在的缺陷,提出了耐温抗盐单体共聚物和梳形辫状聚合物在耐温抗盐驱油剂方面具有极大的应用前景。     

几种水溶性聚合物抗拉伸流动剪切性能的评价

利用"十"字狭缝拉伸流动装置,以聚合物溶液相对黏度降低率为考核指标,对线型水解聚合物(LHPAM)、梳型抗盐聚合物(KYPAM)和疏水缔合聚合物(AP-P4)的抗拉伸流动剪切性能进行了初步评价。实验结果表明,随相对分子质量的增大,LHPAM的抗拉伸流动剪切性变化较小,而KYPAM的抗拉伸流动剪切性明显下降。当拉伸剪切速率小于80 000 s~(-1)时,AP-P4抗拉伸剪切性随其浓度的增加先增加后降低;当拉伸剪切速率大于80 000 s~(-1),分子间缔合较弱时AP-P4抗拉伸剪切性较好,分子间缔合较强时APP4抗拉伸剪切性较差;浓度同为1750 mg/L时,3种聚合物抗拉伸流动剪切性能高低的顺序为:KYPAM>LHPAM>AP-P4。