耐温抗盐聚合物微球/表面活性剂交替段塞调驱实验研究

通过室内实验,优选出耐温抗盐型聚合物微球S5和耐温抗盐低界面张力阴非离子表面活性剂体系GH。在高温高盐条件下,测定了表面活性剂体系降低油水界面张力的能力;采用并联岩心物理模拟驱替装置,开展不同聚合物微球/表面活性剂交替段塞调驱实验。结果表明,表面活性剂体系在95℃和22×10⁴mg/L矿化度条件下老化三个月后可以将界面张力降低至超低水平;在渗透率为（70³50）×10^-3μm²的岩心中,聚合物微球具有良好的注入性和封堵性;在非均质条件下,聚合物微球/表面活性剂交替段塞的调驱效果明显好于表面活性剂体系,开展水驱+微球驱+表活剂驱+后续水驱和水驱+微球驱+再次水驱+表活剂驱+后续水驱,其低渗透率岩心提高采收率分别为25.59%和14.72%。该研究对聚合物微球/表面活性剂复合体系注入方案设计有重要的指导意义。     

耐温耐盐AMPS共聚物冻胶调剖体系的研制

针对涠洲12-1油田地层水高温高盐特点以及储层非均质性,开发了以AMPS共聚物为主体的耐温耐盐冻胶调剖体系,分析了冻胶的交联反应机理,并在高温高盐油藏条件下,优化了冻胶体系配方。较佳配方为:0.3%~0.6%共聚物BHJH-2+0.4%~0.7%交联剂BHJLJ-4A+0.6%~0.9%稳定剂BHJLJ-4B,体系能够耐温120℃,耐盐60 000mg/L,耐硬度2 000mg/L。性能评价实验表明:该体系具有良好的抗剪切性能、注入性、封堵性能、耐冲刷性能,室内实验条件下,中等强度冻胶体系能够提高采收率达到20.97%,能够满足高温高盐油藏调剖要求。     

高温高盐油藏聚合物微球-CO2复合驱的适应性

高温高盐非均质油藏调剖困难,高含水期无效水循环严重。本文以二乙烯苯、丙烯酰胺为单体,采用乳液聚合方法通过调整脱水山梨醇油酸脂的量制备了粒径为2.89数57.05μm的聚(二乙烯苯-丙烯酰胺)耐温耐盐微球。考察了合成聚合物微球的表面形貌、热稳定性、在水中的分散性、膨胀性及长期热稳定性,并进行了注入封堵性实验和驱替实验。研究结果表明:聚(二乙烯苯-丙烯酰胺)微球的耐温可达370℃,在2.69×10~5mg/L矿化度水中具有良好的分散性能,90℃下粒径为10.81μm的聚合物微球24 h后膨胀率为12.85%,且具有长期热稳定性。在高温高盐环境下,粒径为10.81μm的聚合物微球在渗透率1700×10~(-3)μm~2的岩心中有良好的注入性和封堵性;水驱后,微球调剖+CO_2驱的注入方式能更高效发挥微球的"调"和CO_2"驱"的作用,驱油效果优于直接CO_2驱和微球调剖+水驱,可以在高含水期提高原油采收率22.65%,高温高盐非均质油藏高含水期有必要进行"聚合物微球调剖+CO_2驱"复合作业来提高采收率。图22表2参29     

用于海外河油田调驱的有机铬交联聚合物弱凝胶体系及性能评价

为降低海外河油田油井含水率,改善水驱开发效果,针对油藏条件用部分水解聚丙烯酰胺（HPAM）和有机铬交联剂配制了有机铬交联聚合物弱凝胶,研究了弱凝胶的耐温、耐盐、抗剪切性、注入性、封堵性及吸水剖面改善能力。研究结果表明,在油藏温度70℃下,配方为2000 mg/L HPAM+100 mg/L 有机铬交联剂弱凝胶调驱体系的成胶时间为3 d,成胶强度为C级。弱凝胶具有较好的耐温性、抗盐性及抗剪切性,耐温可达90℃,抗盐可达3621.2 mg/L。岩心流动实验结果表明,弱凝胶体系的注入性和封堵性良好,可提高采收率10.4%～12.7%;吸水剖面改善能力较好,对非均质性岩心的吸水剖面改善率大于90%。图2 表8 参15     

阳离子聚丙烯酰胺微球水溶液的剪切性及黏弹性能

为揭示阳离子单体和交联剂浓度对阳离子聚丙烯酰胺微球水溶液的剪切性及黏弹性的影响规律,以丙烯酰胺(AM)、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DMC)和N,N’-亚甲基双丙烯酰胺(MBA)等为原料,通过反相乳液聚合法制备了阳离子度为2%数20%、交联度为0和阳离子度为10%、交联度为0.05%数0.2%的微球。采用高温高压流变仪研究了聚合物微球溶液的耐温耐剪切性、剪切恢复性以及黏弹性。结果表明,聚合物微球溶液的耐温耐剪切性优良,在80℃、170 s^-1的条件下剪切2 h的黏度仍能保持在150 mPa·s以上。增加阳离子度,微球溶液抗剪切性和剪切恢复性增强,黏度保留率从30.79%增至68.56%;加入交联剂,微球溶液的稳定性增强,黏度保留率高达85.38%,但微球溶液的整体黏度降低。在0.01数10 Hz频率扫描范围内,聚合物微球溶液的弹性模量始终大于黏性模量,具有良好的弹性;且随着阳离子度增加,微球溶液的黏弹性模量呈增大趋势;随着交联度增加,微球溶液的黏弹性模量先增大后减小。图8参13     

耐温抗盐交联聚合物深部调驱体系的研究与应用

阐述了耐温抗盐交联聚合物深部调驱体系的研究方法,确定了深部调驱体系最佳配方:水解聚丙烯酰胺HPAM浓度为2 000 mg/L,有机铬一酚醛树脂复合交联剂JL浓度为1 000mg/L,稳定剂浓度为600 mg/L.室内实验表明,该交联聚合物体系具有良好的耐温抗盐性、抗剪切性、黏弹性、热稳定性,而且耐冲刷能力较强,具有较好...     

耐温耐盐乳液聚合物冻胶在线调驱体系研制

针对南海西部油田高温高盐油藏无在线调驱体系可用的问题,优化了一套适用于海上油田井口平台在线注入的耐温耐盐乳液聚合物冻胶体系,最佳配方为:1.2%～1.6%乳液聚合物+0.5%～0.8%酚醛交联剂。考察了温度、矿化度等因素对调驱体系性能的影响,测定了冻胶体系的溶解性、注入性、封堵性及选择封堵性能,实验结果表明:该调驱体系能够实现耐温130℃,耐盐60 000 mg/L,耐二价离子2 000 mg/L,具有良好的注入性、封堵性,剖面改善率达到99%以上,选择封堵性能良好,满足海上油田在线调驱作业要求。     

温敏聚合物/纳米SiO2复合材料的制备与性能评价

由于目前大部分温敏增稠剂的耐温抗盐性能较差,难以适用于高深储层。以自制温敏单体(PADA)、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)、N,N-亚甲基双丙烯酰胺(MBA)和改性纳米SiO₂颗粒(N-np)为原料,通过原位聚合法制备了一种温敏聚合物/纳米SiO₂复合材料N-AMPA。采用正交实验优化了N-AMPA的合成条件,通过傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、核磁共振氢谱(¹H-NMR)等确定了N-AMPA的分子结构,考察了N-AMPA溶液的温敏增稠性能、耐温抗盐性能和抗剪切性能。研究结果表明,N-AMPA溶液在65～180℃内具有温敏增稠性能,最大增稠率达94%;N-AMPA溶液在200℃高温老化后黏度保留率为68%;在20%NaCl盐水溶液中,黏度保留率为63%;在剪切速率为1021 s^-1时其溶液黏度达50 m Pa·s。与温敏聚合物AMPA相比,N-AMPA表现出良好的耐温抗盐性、较强的抗剪切性能。     

低渗透油藏凝胶堵水调剖技术研究和现场应用

针对高温低渗透油田,研制了耐温延迟交联的凝胶调剖剂DJ,考察了体系pH、地层水矿化度、剪切时间等对调剖剂性能的影响,确定了凝胶调剖剂DJ最佳配方:聚合物浓度1 500～3 000 mg/L,交联剂浓度600～1 500 mg/L。结果表明,该调剖剂DJ具有良好的耐温抗盐性,该调剖剂DJ适用于30 000 mg/L的高矿化度地层,具有选择性注入的特点,在90℃具有良好的封堵性和耐冲刷性,适用于高温低渗透油田。在胜利油田坨166块T166X63井应用取得较好的效果,对类似低渗透油藏的水井调剖具有推广意义。     

一体化多功能抗盐稠化剂的研制与应用

为满足高矿化度水配液区块压裂作业对液体速溶性、耐盐性、降阻、耐温耐剪切和助排一体化的需求,以丙烯酰胺和丙烯酸钠为聚合物主体结构,添加抗盐单体,通过反相乳液聚合制备出一体化多功能抗盐稠化剂。通过将该稠化剂配制成压裂液并开展室内性能评价实验。结果表明,该稠化剂在50 000～60 000 mg/L矿化度水中30 s黏度释放率达到85%以上,配制的压裂液在模拟现场施工排量10 m³/min条件下降阻率大于75%,在90℃、170 s^-1条件下剪切90 min后黏度保持在30 mPa·s以上;在不添加助排剂情况下,压裂液彻底破胶后,表面张力最低24.65 mN/m,界面张力最低1.06 mN/m,残渣含量低于30 mg/L。在新疆油田MH区块某井采用稀释的盐湖水配液进行稠化剂的现场应用,施工过程中切换方便,无需额外添加助排剂,液体性能稳定,满足施工要求。     

聚合物微球与储层岩石孔喉的匹配关系

渤海Q油田储层非均质强,注水开发又加剧了其非均质性。为满足该油田深部液流转向技术的需求,文中利用激光粒度仪、生物显微镜、扫描电镜分析以及人造岩心驱替实验,研究了3种聚合物微球(简称微球)水化膨胀性能、微球与人造岩心孔喉的匹配关系及微球液流转向效果。结果表明：在磨口瓶中缓膨8 d后,微球A粒径中值从0.59μm增大至2.21μm,微球B粒径中值从3.80μm增大至28.02μm,微球C粒径中值从9.18μm增大至31.40μm,均表现出良好的缓膨效果;扫描电镜分析显示,提纯后的3种微球均呈球形堆积结构;微球A适用储层渗透率范围为100×10^-3～1 000×10^-3μm²,微球B为200×10^-3～1 500×10^-3μm²,微球C为500×10^-3～1 800×10^-3μm²;与微球B,C相比,微球A粒径较小,界面能较高,容易在注入过程中发生聚并现象,微球A的岩心孔喉直径/微球粒径值较高,这...     

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。     

非均质油藏深部调驱用聚合物微球的制备及性能评价

为解决常规丙烯酰胺类聚合物微球在高温高盐非均质油藏中应用效果较差的问题,以丙烯酰胺(AM)、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)和改性环状单体(NW-1)为合成原料,以N,N-亚甲基双丙烯酰胺和有机锆作为交联剂,制备了一种具有双重交联结构的聚合物微球SAM-2,室内评价其长期热稳定性能、黏弹性能、深部运移能力、剖面改善效果以及驱油效果,分析了调驱机理,并成功进行了现场应用。结果表明,聚合物微球SAM-2在储层温度(110℃)和矿化度(10.2×10⁴mg/L)条件下老化180 d后仍能够具备较高的黏度和良好的膨胀性能,具有良好的耐温抗盐性能和长期热稳定性能。聚合物微球SAM-2的黏弹性能较好,且具有较强的深部运移能力。注入长岩心后能够在深部区域产生有效的封堵,并能有效地改善非均质岩心的吸水剖面,注入聚合物微球后高、低渗透岩心的剖面改善率可以达到98.7%。三层非均质岩心水驱结束后注入0.5 PV聚合物微球SAM-2,可使采收率继续提高25.34百分点,调剖驱油效果较好。现场应用结果表明,M-101井采取聚合物微球SAM-2深部调驱措施后,平均日产油量提升56....     

大尺度交联聚丙烯酰胺微球微观形态及溶胀特性

采用扫描电镜（SEM）、光学显微镜、激光衍射仪研究了大尺度交联聚丙烯酰胺微球的微观形态及溶胀特性。结果表明,大尺度交联聚丙烯酰胺微球的粒径在200 nm~20 μm范围,微球在水中充分溶胀后粒径增大,粒径在2~100 μm范围,溶胀后体积大约增加30～80倍,具有良好的膨胀特性。大尺度交联聚丙烯酰胺微球分散在水中溶胀2 h后,粒径达到最大值,溶胀时间继续增加,微球粒径基本不再变化。随着分散体系盐质量浓度增加,交联聚丙烯酰胺微球的粒径变小,但变化幅度较小;随着温度的提高,微球溶胀后粒径有所增大;微球分散体系经高速剪切作用后,其形态及大小均未发生明显变化,因此交联聚丙烯酰胺微球具有良好的耐温、耐盐及抗剪切特性。     

低渗油藏超细聚合物微球的制备及性能评价

针对裂缝性低渗油藏多发育微裂缝、非均质性严重、水窜严重,常规调驱技术难以发挥有效作用的难题,以丙烯酰胺、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸钠为共聚单体,以过硫酸铵为引发剂、N,N-亚甲基双丙烯酰胺为化学交联剂、锂皂石为物理交联剂、Span80和Tween80为复合乳化剂、环己烷为油相,采用反相乳液聚合合成了一种耐温耐盐耐剪切的超细聚合物微球,并对其静态性能、封堵性能和提高采收率性能进行了评价。结果表明:超细聚合物微球为圆度很好的球形微米颗粒,初始平均粒径为8.5μm,膨胀性能良好,在20℃的模拟地层水中吸水48 h后粒径能达到初始粒径的8倍左右。该微球具有较好的耐温、耐盐和耐剪切性能,平均封堵率为88.39%,平均提高采收率21.37%。长庆油田H392区块S井的矿场试验表明:调驱后注水井注入压力升高,井组含水率由93.5%下降至74.2%,产油量增加125%。     

插层凝胶颗粒调驱技术在哈得油田的应用

为了提高哈得油田高温高盐油藏水驱效果,开展了插层凝胶颗粒调驱技术研究。通过配伍性实验、耐温抗盐实验和岩心驱替实验,对插层凝胶颗粒进行性能评价,并进行现场应用。实验结果表明,插层凝胶颗粒均匀分散在溶液中,与地层水的配伍性良好;在哈得油田地层水条件下,插层凝胶颗粒老化30 d,吸水膨胀倍数超过5.00倍,具有较好的耐温抗盐和吸水膨胀性能;向渗透率相近岩心中注入不同粒径的插层凝胶颗粒,最大封堵率为99.79%,说明插层凝胶颗粒具有较强的封堵性能。在哈得油田东河塘组砂岩油藏,利用插层凝胶颗粒进行深部调驱现场应用,截止到2018年10月底,调驱井组平均日产油量由104.07 t上升到121.52 t,含水率由83.95%降至74.40%,累计增油量1.7×10 ⁴ t,取得了较好的开发效果。     

深部调剖剂YG聚合物微球性能评价与应用

为考查深部调剖剂YG型聚合物微球在中原油田高温高矿化度油藏中的性能,通过透射电镜显微照相、吸水膨胀实验、岩心驱替实验和现场先导试验对其进行了性能评价与矿场应用。性能评价结果表明：该聚合物微球体积微小,可均匀分散在溶液中,与地层水表现出良好的配伍性;在95℃文留油田回注污水中,吸水膨胀倍数达40倍以上,具有较好的耐温抗盐和吸水膨胀性能;向中、低渗透率岩心注入微球体系过程中,呈现开始压力迅速上升、然后趋于稳定、压力略有下降的波动过程,具有较好的注入性;向中、高渗透率岩心注入微球体系过程中,随溶胀时间的延长,封堵率逐步增加,第10天达到最大,为17.14%。采用YG型微球在文留油田文10东块进行了深部调剖先导试验,取得了较好的开发效果。图6表4参5     

三次采油用新型两性离子表面活性剂性能评价及应用

针对高温高盐油藏在三次采油过程中存在表面活性剂配伍性差、驱油效率低等问题,研究开发出一种新型两性离子表面活性剂DS-115,室内考察了其界面活性、耐温抗盐性、吸附性能、与碱和聚合物的配伍性以及模拟岩心驱油效率。结果表明,在DS-115加量为0.3%时,能使表面张力降低至25 m N/m以下,使油水界面张力值达到10~(-3)m N/m数量级,具有良好的界面活性;当温度达到100℃、Na Cl浓度达到50 000 mg/L时,油水界面张力值仍较低,具有良好的耐温抗盐性能;表面活性剂在80℃、12 h的吸附量小于1 mg/g; DS-115与碱、聚合物具有良好的配伍性,在二元复配和三元复配体系中均能保持良好的降低油水界面张力的能力。岩心驱油实验结果表明,注入浓度为0.3%的DS-115溶液0.3 PV后,能使岩心水驱后的采收率提高10%以上,起到了良好的驱油效果。     

致密砂岩变黏滑溜水体系的研制与应用

目的 为了满足致密砂岩气藏储层改造需求以及解决作业现场压裂返排液处理难题,开发了一种自缔合乳液变黏滑溜水(VSW)体系,该体系仅含一种多效添加剂。方法 通过含量控制实现滑溜水与携砂液的在线转变,评价了压裂液的降阻性能、耐温抗剪切性能、携砂性能、破胶液性能及岩心基质伤害,并在苏里格气田开展了水平井现场试验。结果 配方为1.0%(w)VSW的高黏滑溜水在清水和标准盐水中的黏度分别为93 mPa·s和64 mPa·s;清水配制的1.0%(w)VSW高黏滑溜水,在90℃、170 s^-1下剪切1 h后,黏度为78 mPa·s;携砂性能良好,0.425～0.850 mm陶粒支撑剂的沉降速度为0.84 mm/s。配方为0.1%(w)～0.3%(w)VSW的低黏滑溜水降阻率可超过75%。高黏滑溜水破胶液黏度为1.74 mPa·s,对岩心基质的损害率低于10%;现场压裂施工最高加砂质量浓度达700 kg/m³,平均无阻流量达104.69×10⁴ m³/d,返排液回收利用率达97.5%。结论 该体系具有良好的增黏性及抗...     

高温深井非交联无残渣加重压裂液性能研究

加重压裂液是解决施工压力过高的有效手段之一,但普通胍胶加重压裂液存在残渣含量高、管路摩阻大、不抗剪切等缺点,而一般VES类压裂液使用温度受限。针对以上问题,本文研究了密度达到1.3g/cm~3,耐温达到140℃的新型加重压裂液体系,压裂液配方为:0.6%GRF-1H+0.3%稠化辅剂GRF-2+37.05%加重剂JZ12,并评价了该体系的动态携砂性能、耐温耐剪切性、滤失性及对裂缝导流能力的伤害。实验表明:新型加重压裂液黏度达到22mPa·s以上时就具有良好的携砂性能,该体系具有良好的抗温、抗剪切性能,而且随着密度的上升,体系具有显著的盐增稠效应。使用真实岩心评价了该体系的静态滤失性能,该体系没有滤饼但却具有良好的控制滤失能力。该体系对裂缝导流能力的伤害率仅为8.94%,远小于硼交联HPG压裂液。图4表4参6