非离子型Gemini表面活性剂对交联聚合物溶液性质的影响

采用核微孔滤膜过滤实验、落球粘度计及动态光散射法，研究了非离子型Gemini表面活性剂（GS420）对交联聚合物溶液（LPS）的封堵性能、粘度及交联聚合物线团（LPC）大小的影响。结果表明，加入表面活性剂后，LPS体系对核微孔滤膜的封堵性能降低，但是还能对孔径为1．2μm的核孔膜产生封堵。LPS-GS420复合体系的粘度低于不加表面活性剂的LPS溶液的粘度。动态光散射法测得LPS-GS420复合体系中LPC的平均流体力学半径为190nm，比不加表面活性剂的LPS中的LPC的粒径小。     

盐度对交联聚合物溶液性质的影响

采用核孔膜过滤和动态光散射手段，研究了盐度对部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)与柠檬酸铝(AlCit)交联反应过程的影响以及所形成的交联聚合物溶液线团(LPC)的大小。结果表明，HPAM与AlCit反应所形成的交联聚合物线团对1．2μm核孔膜的封堵程度与其反应时间有关。随着NaCl含量的增加，交联聚合物溶液(LPS)对1．2μm核孔膜的封堵程度先增加后下降，且存在一最佳值。HPAM与AlCit交联后形成的交联聚合物线团尺寸比相同条件下形成的HPAM线团尺寸小．并随着盐度的增加而减小。     

聚合物凝胶体系在孔隙介质中交联及运移封堵性能研究

聚合物凝胶体系是由部分水解聚丙烯酰胺和XL有机铬交联剂交联而成。采用ESEM2020型环境扫描电镜、聚合物凝胶动态交联和渗流规律实验装置及不同规格的填砂管模型对聚合物凝胶体系的微观交联机理、在孔隙介质中动态交联性能及在岩心中的封堵运移性能进行了研究。实验结果表明,聚合物分子在微观上呈星状结构排列,而聚合物凝胶在微观上呈链状分形结构,是Cr3+与聚丙烯酰胺分子中的羧基交联的结果。动态交联实验结果表明,聚合物凝胶体系在孔隙介质中流动状态下可发生交联,初始交联时间为7～8h,最终交联时间约为70h。聚合物凝胶体系在运移过程中,从填砂管前4个测压段的压力指数来看,各段压力系数均有不同程度的上升,说明聚合物凝胶体系具有良好的运移封堵能力;其在填砂管中的封堵系数随着注入孔隙体积倍数的增大而增大;但随着体系运移距离的增加,封堵能力降低。     

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。     

多孔介质对交联聚合物成胶效果影响及作用机理

研究了3种交联聚合物体系在多孔介质中的成胶性能,实验温度45℃。在实验容器中,Al3 交联体系配制后60天内黏度变化较小,是一种CDG;Cr3 交联体系15天达到最高黏度2.3 Pa.s,是缓慢交联的弱凝胶;无机有机复合交联体系15天黏度1.8 Pa.s,45天达到最高黏度80 Pa.s,是延迟交联的强凝胶。人造非均质岩心模拟大庆主力油层,平均渗透率0.8μm2,长30 cm。以聚合物溶液为对照,按水—凝胶—水—凝胶—候凝20天—水的顺序驱替,由驱替过程中入口和中间点压力与注入量关系判断,Al3 体系进入岩心并通过分子内交联成胶,Cr3 体系在进入岩心前已发生交联并在端面造成堵塞;进入岩心的复合交联体系基本上不成胶。引证了文献发表的大庆油田铬凝胶调驱的有关数据。讨论了储层孔隙结构、渗透率-孔隙半径中值关系曲线及聚合物分子线团半径。认为在孔隙介质中由于孔隙壁造成的“笼”效应,聚合物的分子间交联受到一定程度的阻碍。图7表3参8。     

剪切作用对交联聚合物溶液封堵性能的影响

用核微孔滤膜过滤实验，研究了不同的剪切方法对部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)与交联剂柠檬酸铝(AlCit)的交联反应过程、及所形成的交联聚合物溶液(LPS)封堵性能的影响。结果表明，HPAM与AlCit反应所形成的交联聚合物溶液具有一定的抗剪切能力。在较低剪切作用下，其对核孔膜的封堵性能影响较小；高速剪切下，交联聚合物溶液的封堵能力大大降低。岩心孔隙介质对聚合物的吸附滞留和机械剪切作用使交联聚合物溶液的封堵能力降低；岩心渗透率越低、且注入速率越大，这种作用越显著。     

阴离子型聚合物表面活性剂SPNH及其溶液性质的研究

我们用精密溶解热量热计、示差扫描量热计和热失重等装置,对本所合成的新型阴离子表面活性剂进行了实验研究。由实验测定结果计算出该表面活性剂溶液的有关化学热力学函数,并与表面张力测定的结果进行了比较。结果表明该表面活性剂的热学性能稳定,抗盐性好,根有希望作蒸汽驱油添加剂。     

聚合物稀溶液流经孔隙介质时的粘弹效应及其表征

通过均匀粒子充填床层流动试验求得了多种聚合物稀溶液在稳定层流条件下由纯粘性流动转变为粘弹性流动的临界条件:临界流速,临界雷诺数、临界德博拉数、综合阻力系数>1。讨论了聚合物链结构、分子量、溶液浓度、床层孔隙结构等对粘弹效应的影响。粘弹性流体流经均匀粒子充填床层时的总压力降由粘性压力降和弹性压力降组成:ΔP_T=ΔP_C+ΔP_E,作者利用修正的 Blake-Kozeny 方程得到了ΔP_V 的表达式,基于实验结果求出了ΔP_E 的表达式:ΔP_E=C_0ηpθ_(fl)V_0~m/Dp~2,其中 C_0和 m 为流体参数。     

交联聚合物溶液的热稳定性

 采用黏度法、核孔膜过滤和动态光散射(DLS)法, 研究了高相对分子质量、低浓度的部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)与柠檬酸铝(AlCit)反应所形成的交联聚合物溶液(LPS)的热稳定性、HPAM降解后与AlCit反应所形成的体系的封堵性能及降解机理. 结果表明, 在较低温度下(40～60℃), HPAM与 AlCit反应所形成的LPS能够长时间地稳定存在, 对1.2μm的核孔膜有很好的封堵效果. 而在较高温度下(70～110℃), 所形成的LPS很快降解, 不能对核孔膜形成有效封堵; 温度越高, 降解速率越快, 对核孔膜的封堵性能越差. LPS高温降解后封堵性能下降的原因是LPS中交联聚合物线团(LPC)尺寸变小, 平均表观流体力学半径从降解前的292nm减小到39.9nm左右. HPAM高温降解后与AlCit反应所形成的交联体系不能对1.2μm的核孔膜产生有效封堵.     

交联聚合物溶液的热氧化及剪切安定性对其封堵性能的影响

 摘要：采用核孔膜过滤和动态光散射(DLS)法,研究了高相对分子质量、低浓度的部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)与柠檬酸铝(AlCit)反应所形成的交联聚合物溶液(LPS)的热氧化及剪切安定性对其在油藏深部调剖封堵性能的影响及其原因。结果表明,HPAM与AlCit反应所形成的LPS在90℃下热氧化降解24h后,对0.4 m 和1.2 m核孔膜不能形成有效封堵,降低过膜压力也不能改善其封堵性能。LPS经剪切降解后对1.2 m的核孔膜不能形成有效封堵,但对0.4 m的核孔膜能形成有效封堵;降低过膜压力能够增大对1.2 m核孔膜的封堵性能。LPS中交联聚合物线团(LPC)尺寸变小及HPAM与AlCit之间交联点的破坏分别是热氧化和剪切降解造成封堵性能下降的原因。     

聚合物驱油粘性流体渗流的分形研究

针对聚合物驱油两相渗流过程中的指进现象,建立了平面可视的渗流实验装置与实验方法和图像及数据处理方法.以驱替的波及面积为主要参数,建立了分维计算方法,并通过不同粘度的驱替液的驱油实验,确证油水两相的驱替渗流过程是分维的,同时得出了分维数是和聚合物驱替液粘度间的函数关系.由五点法井网注采模型上进行的实验现象表明,随着聚合物溶液浓度增加其粘度也增加,驱油时其前缘的推进也愈均匀.定量计算结果表明,随着聚合物溶液粘度增加,分维数也增大.如用不含聚合物的清水驱替时,分维数是1.563,当用1500mg/L的聚合物溶液驱替时,分维数是1.791;当聚合物浓度为4000mg/L时,分维数增加到1.956,且很接近于完全波及时的极限值2.0.这表明:用聚合物溶液驱油,驱替波及过的地方“破碎”程度减小,波及效果增加.这一实验和理论计算结果表明,用聚合物溶液驱油时,在扩大波及系数的同时,还可提高波及效果.从微观上讲,聚合物驱还可以降低残余油饱和度,提高洗油系数,其量和聚合物溶液粘度有关.     

多孔介质中聚合物溶液衰竭层效应的计算

通过实验测定了聚合物溶液在流变仪中的流变曲线和流过多孔介质的流变曲线,用双流体模型和线形衰竭层模型计算了衰竭层效应.通过改变聚合物溶液浓度和岩心渗透率,计算了较宽浓度范围和渗透率范围内的衰竭层效应.结果表明:衰竭层厚度大小与聚合物分子的回旋半径级别相当;线形模型计算的衰竭层厚度高于双流体模型计算的结果.在聚合物浓度较低时,衰竭层厚度变化不大;浓度高于缠结浓度时,衰竭层厚度随浓度升高而降低.但是,即使浓度高至1500mg/L,衰竭层厚度对表观粘度的影响仍很大;衰竭层厚度与多孔介质的渗透率大小无关.因此,这种效应有利于聚合物在非均质油藏低渗透部位的流动,能起到扩大聚合物驱波及体积的作用.     

多孔介质毛细管压力对凝析油气相态影响研究

本文在常规相态分析的基础上，提出了一个新的考虑多孔介质毛管压力对相态影响的理论模型，建立了相应的模拟器。通过对实测露点的模拟和亲油介质中求解结果与ＳＰＥ２０１８０的比较，表明了本模拟器的可行性。用此模拟器进行了实例计算，较为全面地说明了多孔介质毛管压力力对的油气相上图和等温闪蒸中反凝析液饱和度的影响。     

声波振动与岩石表面润湿性

通过水与岩石表面接触角的测定、声被驱油实验和理论分析,研究考察了声波振动对原油─岩石、水─岩石界面特性的影响,从界面化学角度对岩石表面的润湿性和声波驱油机理进行了探索。结果表明:经原油浸泡后,由于原油中极性化合物(胶质、沥青质等)在岩石表面的吸附,岩石表面由水相润湿为主转变为油相润湿为主;无论岩石表面以水相润湿为主还是油相润湿为主,在水浸泡过程中,声波振动可促进其表面亲油性减弱和亲水性增强,毛细管阻力降低;伴随着岩石表面润湿性的改变,原油对岩石表面的粘附功明显降低;减弱了原油与岩石表面间的粘滞力,使原油更易于从岩石表面上剥离,提高原油采收率;岩石的渗透率越低,声波振动作用越显着。     

多孔介质对凝析气露点的影响讨论

关于多孔介质对凝析气露点的影响 ,不同学者实验研究得出的结论各不相同 ,有的结论甚至相反 ,但目前还没有一种理论能较好地解释这种矛盾现象。文中建立了一种考虑多孔介质毛管压力和吸附作用影响的露点压力计算理论模型 ,针对实验室和实际地层两种条件进行了计算和分析 ,说明了造成实验结果差异的原因 ,并阐述了地层条件下多孔介质对凝析气露点的影响趋势。     

黏土-聚合物复合冻胶调堵体系研究

借助黏土胶驱油剂的使用方法,研制了黏土-聚合物铬冻胶体系。考察了黏土的加入对聚合物铬冻胶强度和封堵性能的影响。结果表明,黏土的加入可以在一定程度上增加聚合物冻胶的黏度;会增加聚合物冻胶的强度,且随黏土浓度的增加,冻胶强度先增加后减小,在2%时达到最大;黏土-聚合物冻胶体系的封堵强度和耐冲刷性远高于聚合物冻胶体系,其中封堵强度高于聚合物冻胶体系的强度的1.2倍,尤其是针对大孔道的封堵;分析认为,黏土-聚合物冻胶体系除了聚合物冻胶本身的封堵作用外,还能通过形成结构、偶合、架桥、吸附膜等机理起封堵作用;在封堵大孔道方面,黏土-聚合物冻胶体系相比聚合物冻胶体系有较大优势,具有较好的应用前景。     

油层润湿性研究现状及对采收率的影响

简要介绍了油层润湿性的研究历史、分类及测量方法 ,指出了每种测量方法的优点与局限性。结合对靖安油田的实际研究工作 ,认为影响油层润湿性的因素主要有岩石矿物成分、原油组分、地层水成分和地层温度、压力等。油层润湿性研究对油田注水开发方案的制定以及油田采收率的提高有重要意义     

孔隙介质细观渗流DLA效应的实验研究

很多工程问题都与流体渗流形貌密切相关.由于经典渗流力学是建立在均匀性假说基础上,因此不能考虑孔隙介质细观结构对渗流形貌的影响.通过细观渗流实验,研究了孔隙介质细观结构对渗流边界形貌的影响,揭示了渗流边界形貌演化的DLA效应.从理论上说明了达西定理描述的不可压缩流体渗流与Laplace分形的内在联系.建立了渗流边界的随机微分方程,揭示了渗流边界形貌的演化机理.理论计算与实验结果具有很好的一致性,初步说明了随机理论分析的正确性.文章指出,渗流边界之所以出现复杂边界是由于达西定理描述的平均化趋势与孔隙介质细观结构决定的随机涨落综合影响的结果,渗流边界DLA效应的根本原因是由于孔隙介质中孔隙空间分布上的不均匀性.文中的有关结论同样适合于水趋油过程中的指进现象.     

多孔介质中束缚水对凝析油饱和度的影响

为了更好地开发含水凝析气藏，必须研究在凝析气藏开发过程中束缚水对凝析油饱和度的影响，为此建立了超声波测试高温高压岩心中凝析油饱和度的直接测试和软件模拟方法。对于同样一块岩心在相同压力条件下，采用相同的凝析气样品来进行衰竭实验，多孔介质中凝析油饱和度随束缚水增加而降低；得到衰竭至大气压时残余油饱和度也随束缚水的增加而变小，且两者呈很好的线性关系。理论及实验表明，束缚水对凝析气藏开发的影响不可忽视。