超高分三元共聚物流变特性及驱油性能

常规水解聚丙烯酰胺在高温高盐油藏下粘度较低,将2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸耐温抗盐单体引入聚丙烯酰胺主链制备超高分三元共聚物是提高聚合物耐温抗盐特性的有效方法。对比研究常规水解聚丙烯酰胺和含2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸单体的超高分三元共聚物的基本物化性能、流变特性及驱油效果。在模拟水总矿化度为32 868 mg/L的条件下,与常规水解聚丙烯酰胺相比,超高分三元共聚物流体力学有效直径增加30%以上,分子链更加舒展,网络结构更加完整,粘度提高1倍以上。流变特性研究表明,超高分三元共聚物剪切流变方程中增稠系数提高2倍,假塑性指数降低22%,因此,超高分三元共聚物具有更高的粘弹性,在地层运移时产生的拉伸粘度提高1倍以上。双管物理模拟驱油实验结果表明,常规水解聚丙烯酰胺提高采收率仅为15.7%,超高分三元共聚物提高采收率达24.1%,驱油效果更好,具有良好的应用前景。     

胜利油田聚合物驱油技术经济潜力分析

聚合物驱油技术在胜利油区的工业化推广应用取得了较好的增油降水效果,经济效益显著。采用数值模拟和经济评价相结合的方法计算了不同油价下胜利油田聚合物驱单元的经济界限指标,研究了胜利油区聚合物驱的技术和经济潜力。认为:聚合物驱最佳用量与油价密切相关,低油价下,低聚合物用量的经济效益好,高油价下,高聚合物用量的经济效益好,在目前高油价状态下,聚合物驱单元应该进一步增加用量,延缓后期含水上升速度,提高聚合物驱的总体经济效益;后续水驱单元二次注聚的潜力较小;胜利油区适合聚合物驱的四类资源较少,聚合物驱风险较大;三类资源比较丰富,但常规聚合物不适合三类高温高盐油藏,需要进行耐温抗盐聚合物和聚合物加合增效体系攻关研究,在先导试验取得成功的基础上,可成为下步聚合物驱的主阵地。图3表5参11     

新型耐特高温抗水解型聚合物驱油性能

胜利油区特高温油藏温度为95～120℃,目前已有的驱油用聚合物在该温度下放置30 d后水解度约为100%,黏度仅为1 mPa·s,驱油性能大幅降低,无法满足此类油藏聚合物驱要求。为了改善聚合物在特高温条件下的热稳定性和驱油性能,通过引入AMPS单体和耐特高温的N-乙烯基吡咯烷酮单体,优选了新型耐特高温抗水解型聚合物,研究了聚合物在特高温油藏下的增黏性能、流变性能、注入性能及驱油性能,重点研究了聚合物在120℃下的水解度和黏度热稳定性。结果表明,与相对分子质量相近的常规部分水解聚丙烯酰胺相比,耐特高温抗水解型聚合物初始黏度提高1倍以上,黏弹性能大幅增加,且具有良好的注入性和驱油效果,120℃下放置30 d后水解度仍为0,黏度不变,具有良好的热稳定性,有望应用在胜利油区特高温油藏,突破化学驱提高采收率温度界限。     

胜利油田高温高盐稠油油藏复合驱技术

为提高胜利油田孤岛油田东区油藏化学驱油体系的耐温性、抗盐性、增黏性,研制了新型二元复合驱油体系。根据聚合物驱水油黏度比与提高采收率的关系,确定了聚合物的合理黏度,利用动态界面张力分析,研究了驱油体系各组分之间的相互作用。实验结果表明：油藏条件下分子质量为22×10⁶的超高分子质量聚丙烯酰胺可满足驱油要求;石油磺酸盐（SLPS）与烷醇酰胺类非离子表面活性剂（GD-1）复配能大幅度提高体系的界面活性和抗钙能力;高效二元复合驱配方为0.18%聚合物+0.2% SLPS＋0.2% GD-1,室内提高采收率17.4个百分点。孤岛东区Ng3-4二元复合驱先导试验于2011年实施,试验后综合含水率从94.7%降至80.9%,日产油由279t/d增至778t/d,截至2016年8月,试验区已累计增油65×10⁴t,提高采收率6.0个百分点,预测可提高采收率11.3个百分点。研发的新型二元复合驱油体系可满足胜利油田高温、高盐稠油油藏开发的需要,先导试验的成功为同类油藏大幅度提高采收率研究提供了借鉴。     

高温油藏AMPS聚合物驱提高采收率先导性试验研究

针对高温油藏增加可采储量的要求,通过室内试验和数值模拟研究了AMPS(2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸)聚合物驱提高原油采收率的机理和能力.室内试验显示AMPS聚合物驱油体系较常规聚合物体系在高温条件下增粘能力强、粘度保留率高;岩心驱替试验证实在L21高温油藏下AMPS聚合物驱油体系驱油效果明显好于常规聚合物体系,能够满足...     

超高分子聚合物驱提高高盐稠油油藏采收率机理及现场应用

针对常规聚合物(部分水解聚丙烯酰胺HPAM)无法满足高盐稠油油藏采收率要求的问题,以胜坨油田二区东三4砂组高盐稠油油藏为研究对象,实验结合数值模拟分析了超高分子聚合物驱和常规聚合物驱的提高采收率机理。研究表明,超高分子聚合物黏度、黏弹性,耐盐性以及高温下的稳定性均优于常规聚合物,采用超高分子聚合物驱油更容易实现活塞驱油;相比于常规聚合物,分子间排列更加致密且互相缠绕,分子间缔合作用力远大于常规聚合物,表现出很强的抗盐、抗拖拽能力,具有很强的调剖能力;CMG数值模拟结果表明,采用超高分子聚合物驱提高东三4砂组油藏采收率具有见效早、降低含水率效果好的优点。对于东三4砂组油藏,采用超高分子聚合物驱(DQ-3500)相对于常规聚合物驱(8^#HPAM)采收率提高了1.74%。该研究成果对于采用超高分子聚合物驱提高高盐稠油油藏采收率的推广应用具有重要意义。     

耐温抗盐缔合聚合物的合成及性能评价

针对胜利油区三类油藏高温高盐的环境,采用胶束聚合法合成了一种耐温抗盐缔合聚合物HAWSP,研究了引发剂、表面活性剂、缔合单体DiC8AM物质的量分数及耐温抗盐功能单体AMPS-Na质量分数对HAWSP合成的影响,将其分子结构进行核磁共振氢谱表征,并对其溶液性能进行评价。HAWSP的最佳合成条件为:复合引发剂为Y4,表面活性剂为NS,DiC8AM物质的量分数为1.4%~1.6%,AMPS-Na质量分数为15%~17.5%。核磁共振氢谱证实HAWSP由AM,DiC8AM和AMPS-Na共聚而成。随着溶液中钙镁离子质量浓度的增加,HAWSP溶液的粘度保留率为55%~60%,而抗盐高分子质量聚合物PAM溶液的仅为30%~40%;在90℃高温下经120 d老化后,质量浓度为1 500mg/L的HAWSP溶液的粘度为15 mPa·s,而相同质量浓度的PAM溶液在老化时间超过60 d后产生沉淀,HAWSP的耐温抗盐、老化稳定和驱油性能明显优于PAM,原油采收率提高幅度也明显高于PAM,可用作三次采油驱油剂。     

大庆油田二类B油层DS1200新型聚合物的合成与评价

为解决大庆油田二类B油层聚驱现有驱油体系与油层匹配低、污水稀释聚合物抗盐性差、黏度保留率低等问题，根据污水降黏机理，通过在部分水解聚丙烯酰胺分子结构上加入强极性侧基，抵制污水中高价阳离子对主链的破坏，进而提升抗盐性。同时引入具有新型杂环结构的强极性刚性单体，增强分子链在污水中的伸展程度，合成出DS1200新型抗盐聚合物，并评价了新体系的溶液性能和驱油效果。结果表明：DS1200新型抗盐聚合物的增黏性、抗剪切性、稳定性、黏弹性及注入能力等均优于同等相对分子质量的油田正在使用的聚合物驱油剂。天然岩心驱油实验显示，相同用量下的DS1200聚合物可以提高二类B油层的聚驱采收率18%以上，驱油效率显著高于其他聚合物驱油剂。研究成果可为大庆油田二类B油层聚驱提质提效提供一定理论支撑。     

新型三元防膨体系提高低渗高泥油藏采收率的机理研究

针对低渗高泥油藏容易受到损害而且难于处理或恢复的特点,实验研制了一种新型的可有效防膨的三元化学复合体系配方:2SY重烷基苯磺酸盐表面活性剂(质量分数0.5%)/部分水解聚丙烯酰胺(质量分数1.0% )/NaOH (质量分数1.5%)/KCl(质量分数1.0%),实验采用蒸馏水和经过严格脱活性物质并过滤处理的非极性模拟油.该体系提高采收率的主要机理是:转变岩石润湿性、降低油水界面张力、增加油水相对渗透率、提高波及系数、防止黏土膨胀等.低渗高泥天然岩心的驱油效率实验表明,采用该三元防膨复合体系驱可比水驱提高采收率21.7%,比常规三元复合驱提高采收率5.2%.     

三元磺化改性聚丙烯酰胺性能及驱油效果研究

针对高温高盐条件下部分水解聚丙烯酰胺增黏能力下降的问题,采用偶氮-氧化还原剂复合引发体系合成了三元磺化改性聚丙烯酰胺,并对其进行结构表征、性能评价和驱油效果研究。研究结果表明,三元磺化改性聚丙烯酰胺分子呈长链结构,其链间相互接触、相互缠绕,构成无规则的空间立体网状结构。与部分水解聚丙烯酰胺和梳型聚合物相比较,三元磺化改性聚丙烯酰胺黏度较大,耐温、抗盐性、稳定性和黏弹性更好;三元磺化改性聚丙烯酰胺阻力系数和残余阻力系数最大,其次是梳型聚合物,部分水解聚丙烯酰胺阻力系数和残余阻力系数最小;三元磺化改性聚丙烯酰胺驱油效果最好,其次是梳型聚合物,部分水解聚丙烯酰胺驱油效果最差。随聚合物浓度降低、温度升高和矿化度升高,三元磺化改性聚丙烯酰胺化学驱采收率增幅降低。将研究成果应用于胜利油田F30区块13口采油井,采油井日产油增至5.2 t/d,含水降至90.4%,平均单井累计增油为685.3 t。研究内容对提高聚合物驱经济效益、指导矿场实践具有重要意义。