疏水改性聚丙烯酰胺的驱油效果

考察疏水改性聚丙烯酰胺(HMPAM)和部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)溶液的黏度、阻力系数和残余阻力系数,HMPAM在55℃时仍保持较高的黏度,耐温效果明显,HMPAM的增黏效果远优于HPAM;HMPAM具有很高的阻力系数和残余阻力系数,依次为97.62和67.11。HMPAM并联双管驱油实验表明,调驱后,低渗岩心采收率从47.75%提高至58.56%,高渗岩心采收率从58.16%提高至67.04%;调驱前注入压力0.045 MPa,调驱后注入压力0.206 MPa。     

聚合物驱油体系高效络合剂研究

针对部分水解聚丙烯酰胺在高矿化度条件下增黏能力下降的问题,采用仪器检测和物理模拟等方法,对具有能够去除或屏蔽水中Ca²⁺、Mg²⁺的络合剂进行筛选、复配和评价,并在此基础上,进行流动性实验和驱油效果实验研究。结果表明,10种络合剂中,氨基三甲叉膦酸与羟基乙叉二膦酸对部分水解聚丙烯酰胺具有很好的增黏效果,增黏率达到了30%左右。综合考虑增黏效果、稳黏效果、反应时间和成本等方面因素,将10种络合剂复配,其中,“SY-Ⅰ”络合剂提高初始黏度效果明显,“SY-Ⅱ”络合剂提高黏度稳定性效果明显。与未加络合剂的聚合物溶液相比较,加入络合剂的聚合物溶液分子线团尺寸更大,黏弹性更好,阻力系数和残余阻力系数更大,驱油效果更好。矿场试验表明,加入络合剂的聚合物在驱替过程中注入压力明显提升,采油井的含水明显下降,产油量明显增加,增油降水效果显著。该研究对提高聚合物驱技术经济效益、指导矿场实践应用具有重要意义。     

油水界面活性聚合物驱采出液反相破乳剂研究进展

采用部分水解聚丙烯酰胺进行聚合物驱是应用最广泛的化学驱技术。为解决部分水解聚丙烯酰胺在高矿化度、高温水体内增黏效果差和难以注入低渗透率油藏的问题，聚合物驱中引入了带有亲油侧链且具有油水界面活性的改性聚丙烯酰胺代替普通部分水解聚丙烯酰胺，在改善高矿化度、高温和低渗透率油藏聚驱开发效果的同时，也减少了聚合物的用量及费用。注入油水界面活性聚合物的部分区块的采出液中O/W型原油乳状液稳定性高，造成采出水处理设施进水含油浓度大幅度增高，处理后回注的采出水含油浓度难以达到回注指标。为此分析了含油水界面活性聚合物驱的性质以及对O/W型乳状液的乳化和稳定作用，明确了今后反相破乳剂的研发应以非离子和阴离子药剂等与阴离子型油水界面活性聚合物不产生沉淀反应的药剂为主要方向。     

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。     

甜菜碱表面活性剂EDAB与HPAM聚合物溶液的性能及驱油效果研究

利用流变仪、物理模拟驱替试验系统研究了长碳链甜菜碱表面活性剂EDAB和部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)黏弹性溶液体系在增黏性、耐温抗盐性、流变性、驱油性等方面的性能特征及差异。结果表明,溶液中EDAB和HPAM的浓度高于某临界值后都具有很强的增黏性能、存在剪切稀释行为,属黏弹性流体。EDAB较HPAM有更强的耐盐性,耐温抗盐增黏性更优于HPAM,在表观黏度基本相当的条件下,用HPAM聚合物溶液驱油,注入压力由0. 011 MPa升高至0. 029MPa,产出液含水由98. 3%降至36. 9%,相比于水驱提高采收率14. 5%;而相同条件下,EDAB溶液驱替时,注入压力只有小幅升高,采出液含水未出现明显降低,相比水驱仅提高采收率4. 8%,HPAM溶液驱油效果明显好于EDAB。     

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。     

胜利油田胜坨一区聚合物驱油的试验进展

报道胜利油田胜坨一区采用清水配制普通聚丙烯酰胺(MO-4000)进行聚合物驱先导试验及所取得的显著的增油(平均单井增油1690t)降水效果，以及针对胜利油田清水资源严重缺乏的情况，分别进行采用清水和污水配制的梳形抗盐聚合物(KYPAM)驱试验及所取得的更明显的效果：平均单井增油分别为2094t和2186t，且比清水配制的MO-4000用量更少，采收率提高幅度更明显。     

聚合物分子尺寸与油藏孔喉的配伍性

驱油用水溶性聚合物分子流经多孔介质时经受孔喉尺寸的自然选择作用。根据“架桥”原理，可对孔喉形成较稳定堵塞的聚合物分子水动力学半径（Rn）与孔喉半径（R）的关系为：Rn大于0．46R。通常，适于聚合物驱油藏的平均孔喉半径中值约为4～16Mm。聚合物分子尺寸的归一化权重分布函数在10nm至数百纳米出现主分布峰，并可能带有水动力学半径为10^3nm数量级或更大的次分布峰。聚合物分子线团越大，在矿化度上升、溶液电场加强后越易被压缩。超大聚合物分子被压缩后使归一化权重分布函数主峰向分子尺寸更大方向移动。梳形聚合物分子结构的改性增强主链刚性，使水动力学半径升高，产生增黏效果。与分子量和水解度相近的聚丙烯酰胺相比，梳形聚合物溶液的增黏幅度高于水动力学半径变化程度。聚合物驱中水动力学半径大于10^3nm数量级的聚合物分子易造成孔喉半径较小的部分多孔介质堵塞，使用清水配制聚合物溶液时此现象更严重。图5表6参10     

梳形聚丙稀酰胺的特性及应用

梳形聚丙烯酰胺的现场应用结果表明,在相同条件下,梳形聚丙烯酰胺比大庆产聚丙烯酰胺的增粘能力高58%～81%,比日本三菱公司产MO4000的增粘能力高22%～70%;其驱油效果比聚丙烯酰胺约提高一倍,降低聚合物用量30%以上.梳形聚丙烯酰胺在油田聚合物驱、三元复合驱和深部调驱中已取得很好的经济、社会和环境效益,成为油田新一代的高效驱油剂和调剖剂.     

驱油用耐温抗盐水溶性聚合物的研究进展

综述了国内外超高相对分子质量聚丙烯酰胺、耐温抗盐单体共聚物、疏水缔合聚合物、两性聚合物、复合型聚合物和梳形辫状聚合物六大类驱油用耐温抗盐水溶性聚合物的研究现状,对六大类水溶性聚合物的耐温抗盐机理进行了阐述和分析,指出了一些耐温抗盐水溶性聚合物在溶解、增黏、吸附和抗剪切等方面存在的缺陷,提出了耐温抗盐单体共聚物和梳形辫状聚合物在耐温抗盐驱油剂方面具有极大的应用前景。     

TS系列新型耐温抗盐聚合物的研究

基于分子结构设计理论，研究了TS系列新型耐温抗盐聚合物。这种耐温抗盐聚合物由丙烯酰胺、含强极性基团的阴离子单体和适量的疏水单体共聚合成，性能试验表明其耐温抗盐性能较好，并可满足聚合物的污水配制需要。驱油试验表明，在高矿化度配制水条件下，相对于超高分子量聚丙烯酰胺(分子量2500万)，耐温抗盐聚合物的驱油效率可提高6%。图2表1参8     

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     

梳形聚合物与常规聚丙烯酰胺的调剖对比研究

针对河南油田江河区高温高盐现状,开展了聚合物调剖性能评价研究。考察了不同聚合物交联体系的成胶情况,评价了不同聚合物交联体系的耐温性、抗盐性、剪切稳定性及长期稳定性,测定了其储能模量和损耗模量,并对不同聚合物交联体系进行了初步经济评价。结果表明,梳形聚合物用量是常规聚丙烯酰胺用量的2/3时,其交联体系黏度相当,且梳形聚合物各项性能均优于常规聚丙烯酰胺,而以梳形聚合物为原料的调剖剂提高采收率最高,达15.61%,且该调剖剂价格仅为156.80元/t,经济效益显著。     

低渗油藏缔合聚合物调剖体系

缔合聚合物调剖技术通过添加交联剂,使之与缔合聚合物形成三维网状结构体系,可控制成胶时间及强度,改善了单纯聚合物体系存在的抗盐性、耐温性、抗剪切性差的问题。针对马寨油田油藏特点,对缔合聚合物的黏-浓、黏-温、稳定性、耐盐性、耐剪切性等指标进行评价,试验结果表明,缔合聚合物体系具有良好的抗温、抗盐及剪切恢复性能。在95℃、马寨注入水配制条件下,3000mg/L时体系黏度可达64mPa·s;在同浓度下(1000mg/L),与聚丙烯酰胺、AMPS聚合物常温增黏特性相比,缔合聚合物黏度高于前二者2~30倍。现场实施取得了良好的增油效果,表明缔合聚合物调剖体系适用于低渗透油藏提高采收率的需要。     

近井地带剪切作用对驱油用聚合物溶液渗流特性的影响

在前人的工作基础上设计了一个近井地带剪切模拟装置,选用两种较为典型的聚丙烯酰胺类聚合物——部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)和疏水缔合聚丙烯酰胺(HAPAM)进行室内实验,研究两种聚合物溶液经剪切后的渗流特性。实验结果表明：随着吸水强度的增加,两种浓度为1750 mg/L的聚合物溶液的黏度和黏度保留率快速下降。由于自身的疏水缔合作用,HAPAM溶液剪切后具有高于HPAM溶液的黏度及黏度保留率。在吸水强度10 m³/(m·d)和20 m³/(m·d)条件下剪切两种聚合物溶液,经剪切后的HAPAM溶液的阻力系数和残余阻力系数远大于HPAM溶液的,HAPAM溶液的阻力系数损失率小于HPAM溶液,而残余阻力系数损失率大于HPAM溶液。经剪切后的HAPAM溶液具有更高的驱油效率,剪切后HAPAM的溶液原油采收率损失略高于HPAM溶液的。     

环保型聚合物钻井液抗温增效剂的研制与性能评价

针对当前聚合物钻井液处理剂抗温性能较差,无法满足深层、超深层高温钻井要求,以及环保对部分磺化材料的使用受限等问题,以N,N-二甲基胺、草酸、CA催化剂为单体,通过优化合成单体配比、反应温度和时间,利用溶液聚合方法制备了抗温增效剂HAS,评价了HAS在包被剂聚丙烯酰胺钾盐KPAM、抗高温聚合物增黏降滤失剂driscal-D、抗温抗盐增黏剂BDV-200S等10余种聚合物溶液、低黏羧甲基纤维素钠盐LV-CMC膨润土钻井液、聚合物氯化钾钻井液体系中的抗温增效性能,并采用生物发光细菌法检测了HAS的生物毒性。研究结果表明,N,N-二甲基胺、草酸、CA催化剂摩尔比1∶3∶2、反应温度70℃、反应时间8 h的条件下制备的HAS产率最高,达98%。抗温增效剂HAS对大部分聚合物溶液具有明显的抗温增效作用,能将BDV-200S聚合物的抗温能力由180℃提高到220℃以上,将LV-CMC膨润土钻井液的抗温能力由80℃提高至150℃,聚合物氯化钾钻井液体系的抗温能力可达150℃。加入HAS后钻井液的流变性能稳定、黏度保留率高,与老化前相当,API滤失量降低了50%以上,抑制性能大幅度提高。该增效剂经过生物...     

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。     

高相对分子质量聚合物驱油效果影响因素分析

聚合物相对分子质量大小是影响聚合物驱油效果的一个重要因素，聚合物相对分子质量越高，增粘效果越好，最终采收率也越高。采用高相对分子质量聚合物驱油时，油水粘度比很小，采出液中含水率上升速度将大大减缓，当它达到采油经济允许的极限含水率时，油层中的含水孢和度已经很高，因而获得的驱油效率高。运用室内实验、矿场试验和数值模拟方法研究了残余阻力系数变化对聚合物驱油效果的影响以及高相对分子质量聚合物对聚合物驱最终采收率和含水变化的影响，为油田应用高相对分子质量聚合物提供了理论和实践依据。