海上典型油田聚表二元复合体系乳化性室内研究

聚表二元体系的乳化性能有助于扩大波及体积,提高驱油效率,从而增加采收率,因此开展室内实验对复合体系乳化性能进行研究。结果表明:不同聚合物浓度的二元体系形成的乳状液,聚合物浓度越高,形成的乳状液更加稳定,破乳时间更长;不同浓度表面活性剂体系中,随着表面活性剂浓度的增大,形成的乳状液越稳定,破乳时间越长;二元体系乳状液黏度随水油比例的减小而增大,2 500万相对分子质量聚合物配制的二元体系复配效果优于3 500万聚合物配制的二元体系。     

高浓度、大段塞聚合物驱油效果的研究

根据目前大庆油田的实际情况,探索了一种新的大幅度提高原油采收率的方法。在室内两维纵向非均质岩心上,进行了一元驱注入时机、聚合物段塞和相对分子质量对驱油效果的影响的研究。研究表明,聚合物浓度越高,采收率越大,产出液处理量越小,经济上越合算;越早转注一元驱,采收率越大,经济效益越好;随着聚合物段塞的增大,聚合物驱采收率增加,但聚合物段塞增大到一定值后,采收率增加的速率开始变缓;企业总利润开始随着聚合物段塞的增大而增加,但聚合物段塞增大到一定值后,企业总利润开始下降;企业最大总利润所对应的聚合物段塞随着油价的增加而增大,较为合理的段塞大小为0．8～1．0PV左右：相对分子质量越高。驱油效果越好。     

适用于苛刻油藏聚合物驱的新型微生物多糖性能

针对广泛应用于聚合物驱的部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)耐高温高矿化度性能较差的问题,探索了新型微生物多糖迪特胶、韦兰胶、黄原胶作为新型驱油用聚合物的可行性,研究了微生物多糖的浓度、温度、剪切速率、放置时间、碱浓度以及矿化度等因素对其黏度的影响,并对微生物多糖的驱油效果进行了评价,同时与HPAM进行了对比。实验证明:新型微生物多糖具有良好水溶性,其溶液黏度随浓度的增加而增加;溶液表现出良好的抗剪切性能和放置稳定性;与传统的HPAM溶液相比,微生物多糖溶液在耐温性、耐碱性和耐盐性等方面都有明显提高;微生物多糖驱油效果明显优于HPAM,因此,可以作为适用于苛刻油藏的新型驱油剂。     

三类油层弱碱三元复合体系动态驱油实验研究

为提高萨尔图油田三类油层实施弱碱三元复合体系驱油效果,开展室内岩心驱替实验,对比分析了不同注入时机、不同聚合物浓度、不同表面活性剂浓度及不同注入方式的驱油效果。结果表明：对于三类油层,水驱转注三元复合体系的时间越早,采收率越高;三类油层实施弱碱三元复合体系驱油时,主段塞聚合物浓度越高,表面活性剂浓度越高,采出程度越高;注入聚合物前置段塞的体积越大,聚合物后续保护段塞体积越大,采出程度越高;相对分子质量为620 X 10⁴聚合物的三元复合体系中聚合物浓度大于2 750 mg／L时,在水驱基础上化学驱采出程度大于11％;相对分子质量为700 X 10⁴(抗盐)和相对分子质量为1 400×10⁴聚合物的三元复合体系在水驱基础上化学驱采出程度均大于20％。     

胜坨油田聚合物驱优化控制条件研究

针对胜坨油田油藏条件,选用抗温耐盐聚合物恒聚Ⅱ作为驱油聚合物,通过室内填砂管物理模拟驱油实验,研究了水油黏度比、渗透率、聚合物用量3项参数对聚合物驱效果的影响。研究结果表明:在模拟原油黏度为20.0mPa.s时,聚合物驱的合理水油黏度比为0.8;最佳岩心渗透率为2.0μm2;在实验条件下,聚合物总用量相同时,聚合物溶液浓度越高,提高采收率幅度越高;水驱之后转注质量浓度为3000 mg/L的聚合物段塞时,采收率增值随着段塞尺寸的增大而增加,但增加的幅度逐渐变小。图4表2参7     

功能单体类型及含量对耐温抗盐聚合物驱油效果的影响

针对高温高盐环境中聚合物稳定性差的问题,在胜利油田III类油藏条件下,系统对比研究了功能单体类型 （AMPS、NVP和DMAM）及含量对合成耐温抗盐聚合物增黏能力、长期稳定性、渗流特征和驱油效果的影响。结 果表明,在质量浓度为1500～3000 mg/L、温度为25～95 ℃下,聚合物AM-AMPS/20%溶液的黏度明显高于其他 AMPS含量聚合物以及功能单体NVP、DMAM的聚合物AM-NVP、AM-DMAM,具有最好的增黏效果;但是当钙 镁离子浓度从874.0 mg/L提高至5296.0 mg/L时,聚合物AM-DMAM/10%溶液具有最高的黏度。单体含量影响 方面,AMPS单体含量越高,聚合物溶液黏度越大;而NVP和DMAM单体含量升高,聚合物相对分子质量减小, 溶液黏度降低。驱油结果表明,AM-AMPS 驱油采收率增幅在 21.9%～24.9%,AM-NVP 驱油采收率增幅在 20.9% ～19.8% ,AM-DMAM 驱 油 采 收 率 增 幅 在 22.1% ～20.2% ,AM-AMPS 聚 合 物 驱 油 能 力 最 强（其 中 AM-AMPS/20%驱替采收率增幅最高为24.9%）,是胜利油田III类油藏驱油潜力聚合物。     

聚合物对二元复合体系乳化能力的影响

利用Turbiscan LAB Expert型稳定性分析仪和光学显微镜,研究了聚合物对二元复合驱油体系乳化原油形成乳状液的稳定性和乳化效果的影响。结果表明:二元复合驱油体系与原油形成的乳状液在失稳的过程中,乳状液体系下部主要表现为液滴的上浮,伴有聚集和聚并;体系中部主要表现为液滴的聚集和聚并;二元复合体系与原油形成的乳状液,随着聚合物相对分子质量和质量浓度的增加,乳状液稳定性逐渐增加,当聚合物质量浓度达到2 000 mg/L时,继续增加聚合物质量浓度,乳状液体系稳定性基本不变。研究成果对二元复合体系矿场试验和实际生产中采出液的处理有重要指导意义。     

模拟二元复合驱采出液稳定性影响因素研究

二元复合驱是中高渗透油藏提高采收率的主要技术之一。为了研究聚表二元驱对乳状液稳定性的影响,选取含聚表水与模拟油组成油水界面体系,测试了油水界面张力、界面剪切黏度等参数,并结合乳状液静置脱水效果,分析聚表二元驱对油水采出液稳定性的作用机理。采用含聚合物和表面活性剂的水相与模拟油配制成模拟油采出液,用于测试不同聚合物及表面活性剂浓度对界面张力的影响。界面张力结果表明:聚表二元驱成分能够显著增大油水乳状液的稳定性,但聚合物与表面活性剂在界面活性上存在明显差异;界面剪切黏度的影响因素主要为聚合物;静置脱水实验表明,影响油水乳状液稳定性的主要因素为表面活性剂。这与过去的观点存在矛盾,即认为界面剪切黏度是影响乳状液稳定性的关键。因此本研究认为存在其他因素影响乳状液稳定性。     

污水聚合物驱油效果评价及机理分析

在“等浓度”和“等黏度”条件下，对污水配制的3种抗盐聚合物溶液的驱油效果进行了评价，并与普通清水聚合物溶液的驱油效果进行了比较。实验结果表明，通过适当增加聚合物浓度或提高聚合物相对分子质量，可以改善污水聚合物驱的增油效果。     

大庆油田二元、三元复合驱油体系的研究

根据提高石油采收率的需要,筛选确定了适合于大庆油田的驱油用表面活性剂,通过考察表面活性剂浓度、牺牲剂浓度、聚合物浓度等对驱油体系界面活性及黏度的影响,得到了适合大庆油田的SP二元、ASP三元驱油体系,对该二元和三元体系的驱油性能进行了研究.实验结果表明:SP二元体系、ASP三元体系与原油间的界面张力均随表面活性剂浓度的增加先降低后缓慢上升,且都可达到10-3级超低界面张力;磷酸钠浓度在0g/L～6 g/L之间变化时,随着浓度的增加,体系黏度略有下降,油水问界面张力先下降后上升.且在浓度2 g/L时最低;随聚合物溶液浓度增加,体系黏度均增大,在相同聚合物浓度下,SP二元体系黏度明显高于ASP三元体系.驱油实验结果表明,所选择的十种驱油体系中二元体系的驱油效果好于三元体系,弱碱三元体系的驱油效果好于强碱三元体系;加入牺牲剂的驱油体系的驱油效果与不加牺牲剂相差不多,但可以降低活性剂用量30%～50%.现场试验结果表明应用二元体系驱油的采出井检泵周期明显高于三元采出井检泵周期,节约了作业成本.     

聚合物溶液粘弹性影响因素研究

通过理论与动态剪切实验研究,从聚合物分子结构及分子运动论的角度具体分析了聚合物溶液粘弹性在不同相对分子质量、浓度、矿化度、频率及温度等影响因素下的对比关系。从而得出：聚合物溶液的相对分子质量越大,浓度越高,矿化度越低,动态曲线中相应的储存模量与损耗模量也增加;粘弹性随频率的增加先增大后减小,随温度的增大而缓慢减小;聚合物溶液粘度很高时,弹性比粘性大很多,高弹性聚合物溶液能提高驱油效率。     

表面活性剂降低高浓度聚合物溶液注入压力的研究

针对高浓度聚合物溶液注入压力高的实际情况,开展了表面活性剂降低高浓度聚合物注入压力的研究。室内岩心降压模拟实验表明,在表面活性剂体系驱替1PV后,使后续高浓度聚合物溶液驱替压力降低的幅度在47．86％-67、01％之间,连续注入90PV左右后,注入压力不上升。现场试验结果表明：采取表面活性剂措施可以实现高浓度（2000～2500mg／L）聚合物的连续有效注入。     

聚合物溶液在多孔介质中的渗流规律及其提高驱油效率的机理

通过室内实验，测定了聚丙烯酰胺（HPAM）溶液在流变仪中的流变性，通过多孔介质的流变性和残余阻力系数，并用不同的浓度，注入速度和岩心渗透率进行了驱油实验，结果表明，随着浓度的增加，聚合物溶液的体相粘度、表观粘度和残余阻力系数增加，衰竭层厚度减小，驱油效率增加，注入速度增加时，聚合物溶液的衰竭层厚度降低，粘弹性增加，驱油效率增加，渗透率的增加能使驱油效率增加，对提高驱油效率起作用的是聚合物分子的缠结作用引起的表观粘度的增加或衰竭层厚度的降低，这种作用能使平行于油水界面的拉动残余油的力增加。     

四类渤海S油田化学驱驱油体系渗流机理及提高采收率特性

为筛选出最适合渤海S油田的驱油体系,采用不同实验方法对渤海该油田目前使用的部分水解聚丙烯酰胺（HPAM）、疏水缔合聚合物（AP-P4）、交联聚合物（HPAM+Cr³⁺）、新型聚表剂（JBJ-1）驱油体系进行对比研究,的分析4类驱油体系的分子结构形态、分子线团尺寸、流变性、注入运移能力和驱油效率等方面进行对比研究。结果表明：在水溶液中JBJ-1具有明显的网络结构,且降解前、后JBJ-1均具有相对较大的水动力学半径,表明其良好的抗剪切性能,同时JBJ-1还表现出最大的表观黏度和弹性模量以及优异的微观和宏观驱油性能,在水驱基础上可进一步提高采收率19.88个百分点。新型聚表剂具有比普通化学驱体系更好的增黏能力和抗剪切性,在有助于改善地层中的可建立更好的渗流阻力和驱油能力,可进一步推动化学驱石油储量动用,满足目前渤海S油田的生产需求。但在矿场试验中,应考虑其浓度的优化,以保证其注入性的问题。     

新型插层聚合物溶液性能及其作用机理研究

针对矿场实际需求,利用现代油藏工程理论、仪器检测分析和物理模拟方法,开展了插层聚合物溶液分子聚集态、增黏性、抗盐性、耐温性、稳定性、分子线团尺寸、流变性、黏弹性和流动特性实验研究,进行了性能特征及其影响机理的分析和探索。结果表明,插层聚合物聚集态主要以"层叠片状"为主,而"高分"聚合物聚集态呈长链立体网络结构。相对于普通聚合物而言,插层聚合物具有较好的耐温抗盐性和稳定性以及流变性和黏弹性。在流动特性实验中,相较于普通聚合物,插层聚合物溶液具有黏度小,但阻力系数和残余阻力系数较大的渗流特点,表现出了良好的液流转向能力。图9表6参16     

污水稀释聚合物溶液驱油方法

针对油田采出污水外排的问题,开展了污水稀释聚合物驱油研究。结果表明,污水暴氧、提高聚合物浓度及采用超高分子聚合物,可有效提高污水聚合物溶液的粘度,是保证污水注聚的有效手段。这一研究成果应用于聚驱现场试验,取得了良好的试验效果。     

络合剂提升聚合物增黏能力实验研究

选用L1、L2、草酸钠作为络合剂,分别测定加入不同浓度络合剂后HPAM(部分水解聚丙烯酰胺)溶液的黏度,对比水驱后注入聚合物溶液和加入草酸钠溶液的复配体系的驱油效果。实验结果表明,随着L1、L2、草酸钠浓度的增加,聚合物溶液黏度呈现先逐渐增加至峰值后减小的变化规律。当聚合物溶液中分别加入100 mg/L的L1、200 mg/L的L2、300 mg/L的草酸钠时,黏度分别达到峰值74.1 mPa·s、89.3 mPa·s、90.1 mPa·s。与无络合剂相比,相同浓度的聚合物溶液添加200 mg/L的草酸钠可以使得体系驱较水驱提高采出程度再增加4.23%。由此可见,加入草酸钠作为络合剂可以有效的提高聚合物溶液的化学驱采出程度,络合剂的用量直接影响聚合物溶液的黏度,为了达到最佳增黏效果,在使用中应根据经济成本和聚合物溶液的增黏率来综合选择。     

聚驱后缔合聚合物三元复合驱提高采收率技术

三元复合驱是大庆油田聚驱后进一步提高采收率的重要途径,其驱油体系须保证超低油-水界面张力,且能大幅提高波及能力。通过研究烷基苯磺酸盐（ABS）-缔合聚合物（HAPAM）-NaOH三元复合驱体系的性能,并与超高分子量部分水解聚丙烯酰胺（HPAM）三元复合体系进行对比。研究结果表明,HAPAM三元复合体系在NaOH浓度为0.5%~1.2%、ABS浓度为0.025%~0.300%时具有良好的界面活性,油-水界面张力可达10^-3mN/m数量级。0.16%HAPAM-0.3%ABS-1.2%NaOH三元复合体系黏度达108.8 mPa ·s,采用HPAM达到相同黏度其浓度为0.265%,因此HAPAM可降低聚合物用量40%。驱油实验结果表明,在相同黏度下,HAPAM三元复合体系在不同孔隙介质中均能提高聚驱后采收率13%以上,比HPAM三元复合体系多提高采收率6%以上。HAPAM三元复合体系具有更高的阻力系数与残余阻力系数、更好的黏弹性以及乳化稳定性,可以为大庆油田聚驱后提高采收率提供新的技术手段。     

宽相对分子质量分布聚合物溶液性能及驱油效果研究

针对油田实际需求,笔者运用仪器分析、物理模拟和油藏工程理论方法,开展了复配聚合物黏度及其影响因素、分子线团尺寸Dh及其分布和驱油效果实验研究,并对复配宽相对分子质量分布聚合物驱提高采收率机理进行了分析。结果表明,对于由"超高分"、"高分"和"中分"等3种聚合物复配而成的宽相对分子质量分布聚合物,随"超高分"聚合物所占比重增大,复配聚合物中分子线团尺寸Dh增大,视黏度增加。与"高分"聚合物相比较,复配聚合物分子线团尺寸Dh分布变宽,抗盐性和抗剪切性增强。物理模拟表明,在聚合物溶液黏度相同条件下,复配聚合物驱增油效果好于"高分"聚合物驱。随复配聚合物中"超高分"聚合物所占比重增加,采收率增幅增加。     

耐高温聚合物长期稳定性技术研究

高温条件下聚合物会发生明显的分子降解和水解作用,使黏度下降,驱油效果变差。为此研究了耐温聚合物在高温条件下的长期稳定性。结果表明,耐温聚合物在高温条件下长期稳定性的关键技术是将聚合物溶解氧浓度控制在1.0 mg/L以下,饱和氧条件下可通过添加多羟基化合物,以减缓聚合物溶液黏度下降速度,从而保证聚合物的长期稳定性。