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。     

水溶性疏水缔合聚合物的合成及其性质分析

采用自由基胶束聚合方法合成了水溶性的聚丙烯酰胺-丙烯酸十八烷基酯疏水缔合聚合物,研究了疏水缔 合聚合物水溶液的流变性能及其影响因素。实验表明,疏水单体链节含量的增加,使聚合物的特性粘数减小,即溶 液中大分子链团的流体力学体积减小,表明疏水缔合作用增强;同时聚合物表现了明显的抗盐耐温性。     

疏水缔合聚合物 AHAPAM的制备与性能评价

为获得耐温性能良好的疏水缔合聚合物,以丙烯酰胺(AM)、对苯乙烯磺酸钠(SSS)、N,N-二甲基十八烷基烯丙基氯化铵(DMAAC-18)为原料制备了一种两性疏水缔合聚合物AHAPAM。通过测定AHAPAM溶液的黏度优化了AHAPAM的制备条件,研究了AHAPAM的耐温抗盐性能。结果表明,在DMAAC-18和SSS摩尔分数分别为1.5%和0.6%、单体质量分数25%、引发剂((NH4)2S2O8与Na HSO3摩尔比1.2∶1)加量0.2%、反应温度45℃、p H值为9、反应时间6 h的最佳合成条件下制得的AHAPAM的临界缔合浓度值为0.19%。AHAPAM浓度高于临界缔合浓度时,聚合物疏水链间以分子间缔合为主并形成空间网状结构。AHAPAM的抗温性能良好,0.50%AHAPAM溶液在120℃、170 s~(-1)下剪切1.4 h的黏度约为90 m Pa·s。AHAPAM的抗盐性能较好,在氯化钠和氯化钙加量为18%和15%时,AHAPAM溶液的黏度约为330 m Pa·s。     

疏水缔合水溶性聚合物应用于钻井液中的性能研究

以丙烯酰胺(AM)、丙烯酸(AA)、2-甲基-2-丙烯酰胺基丙磺酸(AMPS)和长碳链酰胺型疏水单体(AP)为原料,采用自由基水溶液聚合合成了疏水缔合水溶性聚合物(HPAP)。以HPAP作为包被增粘剂构建了新型聚合物钻井液体系,本文对其性能进行了研究。结果表明,该聚合物钻井液的动塑比高(YP/PV≥0.7)、低剪切速率粘度高(LSRV≥30000mPa·s),具有优良的剪切稀释能力和强的动、静态携砂能力;可抗140℃高温;具有优异的抗盐性能,钻井液在高浓度NaCl盐水中性能优良;可抗10%以上CaCl2、MgCl2污染;具有好的抗械剪切能力。HPAP可以用于配制高矿化度盐水聚合物钻井液。     

耐温抗盐疏水缔合水溶性聚合物性能研究

疏水缔合水溶性聚合物是聚合物亲水性大分子链上带少量疏水基团的一类水溶性聚合物,介绍了疏水缔合溶性聚合物的合成方法及其分子结构,并结合室内实验研究结果,从机理上分析了该聚合物的耐温抗盐和抗剪切的特性.现场应用实例表明了该类聚合物在高温高盐油藏中具有广阔的应用前景.     

疏水缔合聚合物缔合程度及其油藏适应性

以物理化学、高分子材料学和油藏工程为理论指导,以仪器检测、化学分析和物理模拟为技术手段,以聚合物溶液黏度、聚合物分子线团尺寸、渗流特性和驱油效果等为评价指标,以渤海某油藏储层特征和流体性质为研究平台,开展了缔合程度对疏水缔合聚合物性能及其油藏适应性影响研究.结果表明:调节剂β-环糊精可以抑制疏水缔合聚合物分子链上疏水基团间缔合作用,改变调节剂质量分数就可以改变疏水缔合聚合物缔合程度即改变聚合物溶液黏度和分子聚集体尺寸,进而改变聚合物在多孔介质内渗流特性和传输运移能力;随调节剂质量分数增加,疏水缔合聚合物驱采收率呈现先增加后减小趋势,合适的调节剂质量分数即缔合程度可以改善疏水缔合聚合物与储层间适应性,提高聚合物驱增油效果.     

疏水缔合聚合物溶液的抗剪切机理研究

疏水缔合聚合物分子链上疏水基团的引入使其溶液具有独特的抗剪切性能,从而在油气田开采领域具有广阔的应用前景。为了研究该溶液的抗剪切机理,文章在淡水和模拟油藏条件下对疏水缔合聚合物溶液的粘度在剪切后的恢复情况进行了测试。结果表明,与部分水解聚丙烯酰胺HPAM相比,不管是在淡水还是模拟油藏盐水中,疏水缔合水溶性聚合物具有很好的剪切稀释性和抗剪切性,进一步证明了疏水缔合作用对缔合聚合物溶液的抗剪切性的贡献,从而可以指导油气开采用缔合聚合物的施工设计。     

疏水缔合聚合物溶液特性及评价方法

为了研究疏水缔合聚合物溶液的结构和流动特性,同时探索适合于疏水缔合聚合物自身的实验评价方法,以聚合物凝胶为对比对象,分析了静态条件下浓度和矿化度对疏水缔合聚合物溶液结构的影响及在多孔介质中疏水缔合聚合物溶液流动动态表现。结果表明:一定条件下聚合物凝胶和疏水缔合聚合物溶液具有相似的溶液结构和流动特性;胶态分散凝胶在多孔介质中的流动存在转变压力,2组流动实验中疏水缔合聚合物溶液也表现出类似的转变压力,分析认为聚合物凝胶分子链间(内)的联结是化学交联,而疏水缔合聚合物为物理缔合,类似的分子链间(内)联结方式是两种体系有相似流动特性的内在原因。建议对疏水缔合聚合物溶液进行特性评价时应该同时结合HPAM溶液和聚合物凝胶溶液特性评价方法,开展深入的疏水缔合聚合物溶液与聚合物凝胶的对比研究工作。     

疏水缔合聚合物溶液的渗流特性

针对渤海某高渗透油藏,单纯依靠聚合物溶液粘度对大孔道中的驱替进行流度控制具有较大难度.对疏水缔合聚合物溶液在高渗透多孔介质中的渗流特性的研究发现:随着疏水基摩尔分数的增加,梳型疏水缔合聚合物的溶液结构增强,在高渗透多孔介质中的阻力系数先增加后降低,但降低的幅度小,而残余阻力系数则一直增加;当疏水基摩尔分数相同时,星型比梳型疏水缔合聚合物的溶液结构强,在高渗透多孔介质中的阻力系数和残余阻力系数较高,星型疏水缔合聚合物能够更有效地改善流度比,降低水相渗透率.实验结果表明,疏水缔合聚合物的溶液结构能够提高聚合物溶液在高渗透多孔介质中的流度控制能力.     

新型耐温抗盐疏水缔合聚合物的制备及性能

以丙烯酰胺(AM)、丙烯酸(AA)、两性甜菜碱单体(MADPS)和油溶性双尾疏水单体(DiC₁₂AM)为原料通过自由基聚合制备了一种疏水缔合聚合物HASPAM,通过单因素方法优化了制备条件,采用1H NMR和黏弹性测试等方法考察了HASPAM的性能。实验结果表明,HASPAM的最佳制备条件为:n(AM)∶n(AA)=4∶1,MADPS用量0.6%(x),DiC₁₂AM用量0.2%(x),单体总用量30%(w),引发剂加量为单体总质量的0.15%,pH=7,25℃,4.0 h。在该条件下制备的0.4%(w)HASPAM溶液黏度为148.5 mPa·s,临界缔合浓度约为400 mg/L,在140℃、170 s^-1下剪切120 min后黏度保持在63 mPa·s。HASPAM的抗盐性能较好,当过硫酸铵加量为0.08%(w)时HASPAM溶液可完全破胶,且对岩心伤害最低为14.56%,可作为压裂液对储层进行压裂改造。     

疏水缔合聚合物三元复合体系流度控制能力随运移的变化规律

为了揭示疏水缔合聚合物三元复合体系在多孔介质长距离运移过程中流度控制能力的变化规律,采用自主设计研制的30 m长的物理填砂模型进行疏水缔合聚合物三元复合体系(简称缔合ASP三元体系)室内驱油实验,并与同等条件下常规三元复合体系(常规ASP三元体系)的驱油效果作对比,分析流度控制能力随运移距离的变化情况。研究结果表明,在平均渗透率K_g=872×10~(-3)μm~2的物理填砂模型中,缔合ASP三元体系在缔合状态下注入能力较差,在长距离运移条件下对深部的流度控制能力不如常规ASP三元体系。缔合ASP三元体系在近井地带的表观黏度测定值较高,但压力提高效果反而较弱,这是由于缔合聚合物分子间所形成的空间结构在孔喉中难以保持。二类油层条件下,注入的驱替相的黏度至少需要达到23 m Pa·s才能对小孔道中的流体产生有效波及,本实验条件下三元段塞维持黏度该值的距离仅为注采井距的40%左右。     

疏水缔合聚合物质量浓度对其结构形貌的影响

用原子力显微观测(AFM)研究了不同质量浓度的疏水缔合聚合物(AP-P4)溶液在云母片上的结构形貌。观察到疏水缔合聚合物的质量浓度对结构形貌具有决定性的影响,在不同质量浓度下,其结构形貌有很大不同。质量浓度在200 mg/L 时,溶液结构主要是以聚集体的形式存在;当质量浓度大于500 mg/L 后,其结构发展为空间网状结构。AFM 这种方法有助于了解疏水缔合聚合物分子形态及其凝胶结构,同时也有助于研究疏水缔合聚合物溶液的结构。     

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。     

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。     

新型端基型疏水缔合水溶性聚合物的合成及其性能

提出了端基型疏水缔合水溶性聚合物的分子结构设想,合成了新型端基型疏水缔合水溶性聚合物,克服了疏水基团在分子链中无规则分布的缺点;疏水基团位于分子链的两端,受分子链弯曲屏蔽的影响作用比一般的疏水缔合水溶性聚合物的影响小,使疏水缔合作用更加明显。评价了疏水端基大小和浓度对聚合物性能的影响和聚合物溶液的盐增粘性、抗温性、抗剪切性以及溶液中聚合物与外加表面活性剂的相互作用。结果表明,在水溶性聚合物分子的两端接上了不同的疏水基团,形成端基型疏水缔合水溶性聚合物,该类聚合物结构清楚,相对分子质量确定,并具有很好的增粘性、抗温性、抗盐性和抗剪切性;当疏水端基的质量分数为1.2%时,溶液的流出时间最长,说明缔合作用最强。     

叠前时间域全偏移处理方法与应用

采用了考虑传播效应的Kirchhoff积分法叠前时间偏移成像技术，结合实际资料。对比了叠前时间偏移与常规偏移的效果，提出了叠前时间偏移的处理方法。经实际生产应用，取得了较好的效果。     

聚合物驱产出液中疏水缔合聚合物质量浓度测定

由于高温高盐油藏聚合物驱后产出液中的聚丙烯酰胺相对分子质量和水解度发生变化,常规的淀粉-碘化镉浓度检测方法已不适用于见聚油井产出液中聚合物质量浓度的检测。用美国Millipore切向流超滤系统处理见聚油井产出液,消除了盐和表面活性剂等小分子的影响,可准确测定产出聚合物的质量浓度。本文采用淀粉-碘化镉比色法和超滤浓缩干燥法对采出液中的疏水缔合聚合物的质量浓度进行了测定分析,结果表明,超滤浓缩薄膜干燥法不受聚合物相对分子质量和水解度变化的影响,测得的聚合物质量浓度的相对误差小于1.0%,满足现场检测的要求;用淀粉-碘化镉法测得的见聚油井产出液中聚合物质量浓度明显偏低(通常降低100～500 mg/L),且随着水解度的增大而明显,测量误差较大。     

疏水缔合聚合物/表面活性剂二元体系性能研究

针对大港油田孔南地区油藏具有高凝、高黏和高矿化度等特点及水驱开发效果较差的问题,进行了疏水缔合聚合物/表面活性剂二元复合体系应用的可行性研究。分别考察了疏水缔合聚合物AP-P7 溶液及由聚合物AP-P7 和非离子表面活性剂官109PS985 组成的聚/表复合二元体的系黏度、分子线团尺寸、界面张力及其影响因 素,采用β-环糊精作为调节剂改善疏水缔合聚合物油藏适应性,分析了高凝高黏油藏聚合物和聚/表二元复合驱提高采收率机制。结果表明,β-环糊精可改变疏水缔合聚合物分子形态结构,使其与岩心孔喉匹配性变强,减少堵塞。由注入水和软化水配制的浓度2000 mg/L 的聚合物溶液黏度分别为223.4 mPa·s 和302.5 mPa·s,而加入0.07%的β-环糊精后的黏度分别为26.5 mPa·s 和35.3 mPa·s,加入β-环糊精后聚合物AP-P7 溶液的黏度明显降低。调节剂β-环糊精加量由0.001%增加至0.07%时,聚合物的分子线团尺寸由235 nm降至155 nm。此外,β-环糊精加量由0.001%增至0.07%或溶剂水中钙镁离子浓度由508 mg/L降低至0 时,聚/表二元体系与原油间界面张力降低,洗油效率提高。将含有β-环糊精的由注入水配制的浓度2000 mg/L的AP-P7 溶液注入气测渗透率3500×10^-3μm²的岩心,β-环糊精加量由0.001%增至0.07%时,阻力系数和参数阻力系数分别由35.6 和15.9 分别降至25.7 和11.0。在聚/表二元复合体系（C_p=2000 mg/L,C_s=2000 mg/L）中加入0.02%的β-环糊精,软化水配制的聚/表二元复合体系的黏度（81.5 mPa·s）高于未除去加药后注入水中沉淀的含垢水所配制的聚/表二元复合体系的黏度（69.5 mPa·s）,但后者的阻力系数和残余阻力系数高于前者的,后者的注入压力也高于前者的。图5表8参16     

聚合物驱油试井解释分析方法及应用

针对目前大庆油田聚合物驱油流体特性,研究建立了适合聚合物流体流变性的幂律型非牛顿流体试井解释模型,并应用有限元法对所建立的模型根据内外边界条件进行了数值求解.通过现场实例分析,证明该方法较好地解决了聚合物驱油流体的试井问题,曲线拟合效果较好,并可以通过试井曲线的形态变化,分析聚合物流体在地层中的推进情况.     

疏水缔合水溶性聚合物聚合方法的研究进展

对制备疏水缔合水溶性聚合物的聚合方法进行了综述,包括非均相共溶剂法、均相共溶剂法、超声波法、胶束共聚法、微乳液聚合法、反相微乳液聚合法、自由基界面聚合法、无皂乳液聚合法、活性阴离子聚合法、基团转移聚合法、原子转移自由基聚合法、可逆加成-断裂链转移聚合法、氧阴离子引发聚合法、高分子化学修饰法、二氧化硫环聚合反应法、超临界二氧化碳法等。评述了各种聚合方法制备疏水缔合水溶性聚合物的特点,认为微乳液聚合法和超临界二氧化碳法具有较好的应用前景。