乳液聚合物/核壳微球复合调剖体系的研究与应用

渤海砂岩中低渗油藏受注水开发影响,在储层深部逐渐产生中强水窜通道。为了解决常规聚合物微球体系无法同时满足砂岩储层调剖封堵和注入性要求的难题,开发了能够在地层深部形成网状结构的乳液聚合物/核壳微球复合调剖体系。室内考察了复合体系的聚集体黏度变化、粒径变化及在多孔介质中的动态传播性能,结果表明:水解度30%的乳液聚合物溶液与核壳电荷量1∶3的核壳聚合物微球以0.0646∶1的质量比混合时,黏度提升至18 mPa·s,粒径增长至102 μm,封堵率达到86.6%。应用该体系在渤海B油田S井组进行了矿场实验,井组增油超过5 600 m3,含水最高下降7个百分点,有效期超过6个月,取得了良好的控水增油效果。     

聚合物微球调驱技术的实际应用及效果评价

聚合物微球技术是近年来发展起来的一种新型深部调驱技术,本文通过现场实际应用的数据分析,总结了粒径、用量、排量、浓度各项参数与实施效果的关系,确定不同渗流类型油藏合理的体系及注入参数,以提高措施有效率和有效期。     

尕斯N1-N2^1油藏聚合物微球深部调驱技术的应用与效果分析

调剖技术是油田普遍使用的技术，其机理是封堵地层的高渗层，使注入水在地层内部改变流向，从而提高原油采收率。在尕斯N1-N2^1油藏开展的深部调剖试验，使用新型的调剖剂——聚合物微球。与其它的堵剂相比，聚合物微球具有不伤害地层、耐温抗盐等优点；而试验取得了良好的效果，也为尕斯N1-N2^1油藏的持续稳定发展奠定必要的技术基础。     

聚合物微球调驱机理研究

通过室内渗滤评价实验和核磁共振实验,研究了多孔介质不同渗透率条件下聚合 物微球调剖效果规律,分析了规律产生的原因.结果表明,多孔介质平均渗透率适当时,聚合物微球可以达到最佳调驱效果,超出这一范围效果将变差.通过岩心驱替核磁共振分析实验进一步揭示其作用机理,即聚合物微球粒径应与孔喉尺寸匹配.聚合物微球粒径过大或过小,都不能达到最佳调驱效果:粒径过大,可注入性变差;粒径过小,则不能有效封堵优势通道.     

交联聚合物微球深部调驱体系的评价与应用

制备了一种交联聚合物微球深部调驱体柰,对其进行了室内评价。结果表明,在高温高矿化度条件下,该微球具有较好的水化膨胀性;在岩心中通过“封堵-变形-突破-深入-再封堵”能对地层实现逐级封堵,达到深部流体改向和提高采收率的目的。在永8断块开展了3口井的深部调驱试验,结果表明,其能有效封堵高渗层,提高中、低渗层的吸水能力,增产原油。     

A区B油藏聚合物微球调驱的应用与效果评价

A区B油藏通过2015年以来的同心双管分注以及地面分注的实施,基本实现有效分注,层间矛盾基本解决,但水驱治理仍然停留在单点堵水与小区域整体堵水相结合的方式。2021年限压注水后,液量下降,含水率仍然上升,水驱问题依然严重,常规堵水调剖措施无法完成地层深部地带封堵,急需整体实施调驱措施。B油藏于2022年开展纳米微球深部调驱矿场试验,试验结果表明,微球调驱取得较好效果,注入微球后整体油藏B1储层注入压力由11.6 MPa上升到11.8 MPa,B2储层注入压力由11.6 MPa上升到11.9 MPa;吸水状况变好,整体吸水指数由107.0 m³/(d·MPa)下降到80.9 m³/(d·MPa);整体月度递减率由0.98%下降到0.55%,月度含水率上升幅度由-0.10%上升到-0.07%;整体见效比例为82.1%,其中增油型占53.1%,降递减型占46.9%;西部清水区域微球调驱效果较好,月度含水率上升幅度由0.61%下降到-0.73%;B2储层物性较好,调驱效果更佳。     

聚合物弹性微球乳液调驱实验研究

针对大多数油田存在非均质性严重、调剖效果不理想的状况，中科院理化所研制了一种暂命名为“聚合物弹性微球乳液”的新型调剖驱油剂。对这种新型用剂进行了3种岩心实验模拟研究:人造短岩心实验表明，在多孔介质中这种新型乳液具有良好的封堵性能和稳定性；人造长岩心实验表明，该调驱剂在多孔介质中呈现出良好的黏弹性和拉伸性，能够起到深部调剖作用；三管并联短岩心非均质实验表明，这种新型乳液不仅能显著地降低高渗通道的分流量，具有良好的调剖效果，还具有较好的驱油效率。对新型乳液不同浓度对驱油效率的影响也进行了研究，表明聚合物弹性微球乳液是一种具有潜力的调剖驱油剂。     

聚合物微球调剖技术研究与应用

本文证明了堵剂聚合物微球技术可以有效封堵高渗通道,提高注水扩大波及面积,成为了低渗油田中后期提高采收率主要技术手段之一。     

聚合物微球体系室内筛选与评价

选取3种纳米级聚合物微球A-1、D-2和M-1,考察其在70℃下现场采出水中的溶胀性能及在岩心中的封堵能力。结果表明,聚合物微球D-2具有较好的溶胀和封堵性能。通过物模驱油试验,确定了微球D-2的最佳驱油条件：高渗管渗透率小于1．7μm^2,双管渗透率级差小于2．6;采用“平注慢采”的驱替方式,即一次水驱和注入聚合物微球的驱替排量采用1．5mL／min,后续水驱驱替排量采用0．5mL/min;聚合物微球段塞组合模式为5000mg／L溶液0．05PV＋2000mg／L溶液0．1PV。在此条件下,聚合物微球体系驱油效果较为理想。     

聚合物微球调驱技术及其在甘谷驿采油厂的应用

为了解决甘谷驿油田注水开发后受益油井水淹、水窜及注水效果不佳这一问题,研究分析了聚合物微球调驱技术的作用机理,通过室内试验研究,设计了一套适应甘谷驿油田的聚合物微球调驱现场实施方案。现场试验结果表明:此技术应用到实际生产后注入水快速突进现象得到有效控制,油井产油量普遍上升,含水率下降,取得了较好的效果。     

聚合物微球的粒径影响因素及封堵特性

为了更好地推广和应用新型聚合物微球逐级深部调剖技术,对该技术的主体聚合物微球的粒径影响因素及封堵特性进行了研究。结果表明,适量的NaCl有助于微球的溶胀,Ca2+和Mg2+的存在会抑制聚合物微球的溶胀;总矿化度越高,微球膨胀速度越慢;温度越高,微球体系的膨胀速度越快;膨胀15d、粒径为4μm的微球对渗透度为400×10-3μm2的岩心的封堵效果最好。用膨胀15d的微球对不同渗透率填砂岩心进行封堵实验,结果表明封堵效率与渗透率成反比;对高渗透岩心,提高聚合物微球浓度对封堵效率影响甚微。微球膨胀粒径的大小决定着封堵机理,也是决定封堵效果的重要因素。     

新型孔喉尺度无机-有机聚合物复合微球调剖驱油剂研制

以SiO2纳米颗粒为无机组分,以丙烯酰胺、丙烯酸和交联剂为有机组分,采用分散聚合方法制得了一种新型孔喉尺度的无机—有机聚合物复合微球调剖驱油材料.利用红外光谱仪、扫描电镜和激光粒度分析仪对微球结构进行了研究,同时实验研究了复合微球在不同条件下的膨胀性能.研究表明:SiO2和有机聚合物形成了稳定的复合微球结构,微球粒径均匀,为亚微米级到微米级;在高温、高矿化度的条件下,复合微球具有良好的膨胀性和稳定性,其粒径可膨胀8倍以上,是一种具有应用潜力的调剖驱油材料.     

交联聚合物调驱技术在高尚堡油田高浅北区的应用

为实现高尚堡油田高浅北区的持续稳产和提高采收率,把交联聚合物调驱技术应用到高浅北区。2008年根据高浅北区油藏条件及剩余油情况分析了高浅北区交联聚合物整体调驱可行性,并根据多方面因素确定了交联聚合物整体调驱的目标区,共设计了26口调驱井;设计了交联聚合物调驱体系配方和科学合理的注入方案。交联聚合物调驱技术在高浅北区的应用已经取得了显著效果,注入压力上升,日采油量上升,提高了原油采收率,表明该技术适用于边水油藏。     

耐温抗剪切微球调剖剂的制备及评价

聚合微球深部调剖是一种改善油藏非均质性的有效方法,而常规聚丙烯酰胺微球耐温性、耐剪切性差,限制了微球适用范围。针对这一问题,文中以苯乙烯、二乙烯苯、丙烯酰胺为单体,失水山梨醇单油酸酯(Span80)、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠(AES)为乳化剂,采用调整表面活性剂加量控制微球粒径大小,通过乳液法制备了微米与亚微米2种不同粒径级别的微球。结果表明:微米尺寸微球表面富含丙烯酰胺链段,而亚微米尺寸微球具有核壳非均质结构,并且微球的壳以交联的丙烯酰胺链段为主;热重分析显示这两种微球具有良好的耐温性能,耐温可达300℃以上,耐温性能明显优于传统聚丙烯酰胺微球;研究剪切速率与剪切时间对微球粒径的影响可知这两种微球具有显著抗剪切能力。     

磁性聚合物复合微球调剖堵水剂研究

介绍了结构稳定、纳/微米级的磁性聚合物复合微球,可用作深度调剖驱油剂和堵水剂。表征分析了微球内磁性二氧化硅无机内核和聚丙烯酰胺-丙烯酸聚合物外壳的复合结构。室内评价试验表明,该聚合物复合微球具有很好的水溶胀性、耐温耐盐性,并具有一定的封堵能力,适于注水井深部调剖;同时,该聚合物复合微球具有超顺磁性,作为选择性调剖堵水剂,不仅在其突破油层随采出液携出时可实现磁性分离,而且适于在生产油井内进行磁性堵水,是一种具有潜质的新型调剖堵水剂。     

核壳型荧光微球的制备及性能分析

目的赋予聚合物微球一种荧光特性使其具有示踪性能,根据对采出液的检测,可清晰了解聚合物微球在地层中的吸附滞留、运移等实际情况。但是,如何最大程度保留原微球调驱能力的同时,将荧光材料与聚合物微球有效融合是目前亟待解决的一项难题。 方法以阳离子功能单体、丙烯酰胺等作为主要成分的普通核壳微球为载体,以碳量子点为荧光材料,通过共聚反应完成荧光微球材料的制备。测定了其荧光强度并进行了Zeta电位、水化膨胀性及封堵性能的对比实验。 结果碳量子点的荧光产率较高,最低检测限可达0.05%;Zeta电位数据证明了荧光单体成功固定至微球的核心层,确保了荧光材料与原型微球的有效融合;荧光微球与普通核壳微球的封堵率相差在3%之内,两者水化膨胀性和封堵性能基本相同。 结论碳量子点荧光材料引入至核心层并未改变聚合物微球的自身特性且检测极限值低,有望进行后续的现场应用。      

聚合物驱全过程调剖技术的矿场应用

运用聚合物驱全过程调剖技术可以解决注聚合物过程中聚合物窜流和后续注水快速指进的问题,明显改善聚合物驱的应用效果。河南油田在V油组上层系注聚合物前及I₅+Ⅱ_1-3层系聚合物驱转水驱前进行了区块整体调剖,调剖半径为50～80m,单井调剖剂量为3692～15300m³,调剖井占注聚合物井的75%以上。调剖后启动压力上升,吸水指数下降,吸水剖面得到了改善,与双河油田未进行整体调剖的聚合物驱区块相比,注聚合物2年后,产出的聚合物浓度从170mg/L下降到31mg/L,后续水驱第一年产油量由下降28.4%变为产油量上升。     

微球/高效驱油剂复合驱油体系增油效果及作用机理

以渤海油藏地质和流体为模拟对象,建立层内非均质岩心"分注分采"的实验方法,利用SEM、粒径分布、界面张力测试等方法评价了聚合物微球APS/高效驱油剂H1复合体系的增油效果。实验结果表明,APS微球水化240 h后膨胀倍数大于8倍,H1在质量浓度为1 000 mg/L时界面张力为9.15×10~(-2) mN/m,可组成APS/H1复合体系。APS/H1复合体系随后续水驱逐渐降低高渗层入口分流率5%～15%,采收率增幅最大,表现出良好的协同效应;单独注入H1时可快速降低高渗层入口分流率,但易产生绕流现象,采收率增幅最小;APS+H1组合体系对入口分流率影响较小,先注入的微球易伤害低渗层,影响后续高效驱油剂和水的吸液量,采收率介于上述二者之间。