聚合物溶液注入过程中黏弹性的影响因素

基于聚合物溶液黏弹性理论研究了注入速度、渗流距离和孔喉比对聚合物溶液黏弹性参数的影响,认为在此因素作用下的聚合物分子会受到不同程度的破坏,呈现出一定的规律性.随着注入速度、渗流距离和孔喉比的增加,聚合物分子受到的剪切程度增加,表现为聚合物溶液的剪切应力、表观黏度、复合模量逐渐降低(在低剪切速率、低角频率时的下降幅度较明显).相比之下,渗流距离对聚合物黏弹性的影响最大,注入速度、孔喉比次之.     

部分枝化黏弹性颗粒溶液的增黏性及抗剪切性

为了研究剪切条件下B-PPG溶液的黏度及黏弹性变化的机理,通过机械剪切(模拟聚合物从设备到井筒注入过程中所受剪切)和射孔孔眼(炮眼)剪切(模拟聚合物溶液通过射孔孔眼及近井地层所受剪切)方法,研究了B-PPG在不同剪切强度作用下溶液的黏度保留率,并利用原子力显微镜观察B-PPG溶液的微观结构。结果表明,B-PPG的增黏性较好。70℃下当溶液质量浓度大于3.5 g/L时,颗粒的支化链相互缠绕形成的网络结构导致溶液黏度迅速增大。B-PPG的抗剪切性较好。B-PPG溶液的表观黏度随剪切速率增加而降低;B-PPG溶液浓度越高,溶液黏度降幅越大。机械剪切后B-PPG溶液的黏度保留率大于50%,模拟射孔孔眼剪切后的黏度保留率大于20%。剪切前后的B-PPG溶液均以储能模量为主。两种剪切条件下B-PPG原有的交联网络结构均有不同程度地破坏,分子间连接较弱,不同剪切类型及强度对网络结构的破坏程度不同,射孔孔眼剪切对网络结构的破坏最大。图13参14     

孤东油田提高聚合物注入过程中黏度保留率的研究

针对聚合物注入过程中黏度保留率较低,考察了配制条件、注入泵剪切作用、管线长度、注入速度、污水中还原性物质、固体悬浮物、原油对HPAM溶液黏度损失的影响.结果表明,配制条件对HPAM溶液的黏度损失率为5.80％;注入泵剪切作用对HPAM溶液的黏度损失率为5.45％;管线长度和注入速度对HPAM黏度影响较小;污水对聚合物溶液黏度的影响最大,存放30 d,处理污水配制的聚合物溶液黏度保留率最高,黏度为16.7 mPa·s,未经处理污水配制的HPAM溶液黏度最低,为9.4 mPa·s.     

高分子量缔合聚合物与聚丙烯酰胺岩心剪切稳定性对比

研究了高分子量缔合聚合物(HAWSP)和聚丙烯酰胺(HPAM)溶液的岩心剪切黏度及分子量稳定性,考察了注入速度、剪切次数及岩心渗透率对剪切稳定性的影响。实验结果表明,随着注入速度的增加,HAWSP聚合物溶液剪切后黏度呈"先平稳后下降"的两段式特征,而HPAM溶液剪切后黏度则单调下降;HAWSP聚合物经一次剪切后黏度及分子量即趋于稳定,而HPAM则需多次岩心剪切后才趋于稳定;高速岩心剪切时聚合物分子量保留率与岩心渗透率大小密切有关,渗透率越高,分子量保留率越大;在渗透率和注入速度相同时,HAWSP表现出更好的剪切稳定性。     

聚合物溶液在油藏中的实际黏度和黏度损失率

通过多测点岩心物模实验,研究了聚合物驱中聚合物溶液在油藏中的实际黏度及黏度损失率沿注入井向生产井方向的变化规律.分析了相对分子质量、浓度和岩心渗透率等因素对聚合物在油藏中黏度损失率的影响.研究结果表明,相对分子质量和浓度不同聚合物溶液在油藏深部黏度损失程度不同.对于中低相对分子质量聚合物溶液,当沿着生产井方向渗流时,实际黏度不断降低,黏度损失率不断增加,并最终达到平稳.相对分子质量越高、浓度越高,岩心的渗透率越低,黏度损失越严重.相对分子质量800万、浓度1200 mg/L聚合物溶液在渗透率为119.60×10-3μm2的储层中流动(流速1m/d),距注入井1/3井距处,黏度损失率为85%.相对分子质量400万、浓度1200 mg/L聚合物溶液在渗透率为106.73×10-3μm2、54.24×10-3μm2、19.63×10-3μm2的储层中流动,距注入井1/3井距处,黏度损失率分别为41%、51%和78%.在评价聚合物驱油效果和设计注聚相关参数时,应以聚合物溶液在油藏深部的实际黏度为依据.     

聚合物驱压裂井油水两相渗流不稳定压力分析方法

基于两相渗流理论，考虑聚合物的剪切变稀、剪切增稠、对流、扩散、吸附滞留、不可及孔隙体积和有效渗透率下降的综合影响，建立了聚合物驱压裂井油水两相渗流不稳定压力分析模型。采用有限体积差分和牛顿迭代方法对模型进行求解，分析了裂缝导流系数、注入聚合物质量浓度、地层初始聚合物质量浓度和含水饱和度对压裂井试井典型曲线的影响规律。结果表明：裂缝导流系数增加，压力传导加快，压降减小，过渡流段压力曲线下移，双线性流段的持续时间更短，线性流段出现更早，且线性流持续时间更长。注入聚合物质量浓度增加，水相有效黏度增大，压力传播损耗增加，压力和压力导数上移，双线性流段缩短。地层初始聚合物质量浓度增加，水相有效黏度增加，井筒储集段后的压力曲线整体上移。地层含水饱和度增加，水相相对渗透率变大，油相相对渗透率减小，油水两相总流度增加，压力传播损耗减小，井筒储集段后的压力曲线整体下移。模型退化后计算结果和商业试井软件计算结果对比及实测试井资料验证了新模型的可靠性、实用性。     

聚合物在多孔介质中的流变性研究

聚合物溶液的黏度是油藏方案设计、动态预测和数值模拟中最为重要的输入参数。其中,聚合物的宏观黏度与聚合物经过多孔介质后的剪切黏度具有很大差异。为了进一步完善聚合物驱设计过程中的黏度,采用室内物理模拟方法,利用岩心驱替装置系统分析了不同渗透率、不同质量浓度聚合物的剪切流变性。结果表明,聚合物经过多孔介质剪切后表观黏度均下降,随着岩心渗透率降低,黏度降解的程度增加,黏度损失率均随岩心渗透率的增大而减小。相同渗透率条件下,随着质量浓度的增加,聚合物溶液剪切后表观黏度升高。当聚合物质量浓度低时,黏度剪切降解对渗透率不敏感,随着质量浓度的增加,黏度损失率增加,黏度与剪切次数呈衰减趋势。      

高温油藏中梳形聚合物驱油技术可行性研究

针对地层温度为82℃的国外某油藏,通过室内试验,进行梳形聚合物驱油技术的可行性研究,评价了梳形聚合物溶液的热稳定性、剪切稳定性、抗温性、抗盐性,分析了梳形聚合物的剪切流变性和黏弹性,并在此基础上采用天然岩心进行驱油实验,对梳形聚合物溶液的段塞尺寸、段塞浓度、注入方式进行优化。结果表明：在82℃下老化30 d后,浓度为1500~2000 mg/L的梳形聚合物溶液黏度保留率仍大于40%;以1500 r/min的转速剪切梳形聚合物溶液120 min后,聚合物溶液的黏度仅降低8.95 mPa·s;与普通聚合物相比,梳形聚合物具有良好的抗温性和抗盐性,并且梳形聚合物溶液属于非牛顿流体。在聚合物段塞浓度相同的条件下,聚合物段塞尺寸越大,聚合物驱采收程度愈大;在聚合物段塞尺寸相同的条件下,聚合物溶液段塞浓度愈大,聚合物驱采收程度愈大;建议梳形聚合物段塞浓度为2000 mg/L,段塞尺寸为0.3 PV,注入方式为整体段塞注入。     

聚合物滞留特性对化学驱提高采收率的影响

为了揭示聚合物驱油机理和驱油剂黏度大小与聚合物驱采收率增幅间关系,在"等黏"和"等浓"条件下测试了聚合物和甘油溶液增黏性、流变性、黏弹性和渗流特性,并在均质和非均质岩心上开展了"等黏"甘油和聚合物溶液驱替效果以及它们注入先后顺序对驱替效果影响实验研究。结果表明,随浓度增大,甘油和聚合物溶液黏度都增加,但聚合物增黏能力远强于甘油。随剪切速率增加,甘油溶液视黏度保持恒定,聚合物溶液视黏度降低,表明前者为牛顿流体,后者为非牛顿流体。在"等黏"条件下,甘油和聚合物溶液阻力系数相差不大,但残余阻力系数相差很大,表明甘油在多孔介质内滞留能力很差。在"等黏"条件下,"先聚合物后甘油"比"先甘油后聚合物"注入方式增油效果好,表明驱油剂在高渗透层内滞留由此引起渗流阻力增加、全井注入压力升高是促使液流转向中低渗透层的动力源泉,也是聚合物驱提高采收率的主要机理和聚驱过程中发生"剖面反转"的根本原因。     

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。     

炮眼剪切对注入聚合物溶液粘度影响的数学模型

把聚合物溶液在炮眼处的流动过程看作是在一个变截面管道中先收缩后扩张的流动过程,在聚合物溶液经过等径圆管时的表观粘度模型的基础上,推导了炮眼剪切对聚合物溶液粘度影响的数学模型,分析了炮眼半径、炮眼密度和聚合物的注入量对聚合物溶液粘度在炮眼附近地层中分布的影响。计算结果表明:炮眼半径对聚合物溶液表观粘度的影响主要集中在聚合物进入炮眼的瞬间,炮眼半径既影响表观粘度大小的分布,又影响表观粘度的变化幅度,炮眼半径越小,聚合物溶液的表观粘度越小,表观粘度降幅越大;聚合物的注入量和炮眼密度对聚合物溶液表观粘度的影响都集中在注入井的中心位置,炮眼密度和聚合物的注入量只影响表观粘度大小的分布,炮眼密度越小或者注入量越大,聚合物溶液的表观粘度越小。     

渤海SZ36-1油田缔合聚合物黏度损失研究

针对渤海SZ36-1油田海上平台有限空间特征、绕丝筛管砾石充填的防砂完井方式、单层大排量开发生产特征,通过室内和现场试验,研究了缔合聚合物溶液配注过程中黏度损失情况。结果表明:聚合物配注工艺系统机械剪切、配聚用水水质是影响缔合聚合物黏度损失的重要因素。其中注聚泵、射孔炮眼等环节造成的缔合聚合物黏损率超过60%;随配聚水中二价阳离子含量增加,缔合聚合物溶液黏损率增加;另外胶团研磨快速溶解方式对缔合聚合物目标液黏度损失也有一定影响,但影响程度较小。该研究为提高缔合聚合物驱矿场工作液有效黏度提供了参考依据。     

机械剪切对缔合聚合物溶液结构的影响

由于缔合聚合物在水溶液中黏度形成机理与水解聚丙烯酰胺不同,为了研究缔合聚合物驱油剂在配注过程中由于机械剪切作用发生的黏度损失,结合动态激光散射法、芘探针荧光光谱法、原子力显微镜观测等分析方法,研究机械剪切对缔合聚合物溶液的影响规律。研究结果表明,缔合聚合物溶液在受到机械剪切作用初期,黏度、黏均分子量、水化粒子体积均有明显损失;溶液中缔合微区数量随着剪切作用时间的增加而降低;剪切后放置24 h可使缔合微区数量有少量恢复,但无法恢复到到剪切前水平;缔合聚合物溶液剪切前后均存在网络结构,剪切后粒子体积和粒子间联系部分尺寸都有明显减小。因此剪切作用不仅使缔合聚合物分子结构破坏,也破坏了溶液中的缔合结构,并且缔合结构难以恢复,最终造成了溶液黏度的降低。     

配注水质对二元驱油剂黏度的影响研究

二元驱地面工艺技术的核心是控制聚合物溶液的黏度损失率,黏度损失率的增加会导致驱油效果下降,同时增加运行成本。文章介绍了通过筛选和优化二元驱地面工程配注水源,采用软化工艺去除水中的铁离子、钙离子和镁离子,减小了上述离子对聚合物溶液抗剪切性能的不利影响,有效地降低了二元驱注入体系的黏度损失。     

HPAM的分子量对岩心渗透率适应性研究

本文以不同分子量ＨＰＡＭ通过不同渗透率岩心后粘度、筛网系数及特性粘度的变化研究ＨＰＡＭ分子量与岩心渗透率的适应性，给出了不同渗透率地层所适应的分子量范围及降低降解程度的方法。     

交联聚合物凝胶流变性能评价研究

以铬交联凝胶体系为研究对象,考察铬凝胶体系成胶前后的流变性变化.结果表明:交联聚合物溶液的表观黏度与聚合物含量和流速相关;剪切作用使黏度损失并影响成胶强度和成胶速度;凝胶强度可用储能模量量化表示;一定强度的剪切作用能彻底破坏凝胶结构,静置后能够部分恢复黏度,不同黏度的凝胶恢复能力差距较大.     

稠油油藏有机铬交联聚合物调驱实验研究

从海上油田开发实际需求出发,针对南堡35-2油田储层非均质特征、储层物性和流体性质特点,利用室内实验方法,对以有机铬为交联剂的交联聚合物溶液的成胶性能、流动能力、粘弹性进行了测定,对交联聚合物溶液的封堵和驱油效果进行了评价。结果表明,有机铬交联聚合物溶液能够在南堡35-2油田地质条件下形成"分子内"交联体系,注入油藏后可达到增大孔隙流动阻力、增加注入压力的作用;注入时机、交联聚合物注入量、聚合物浓度、原油粘度和物理模型等参数将影响封堵和驱油效果。     

分层注聚配注器环空聚合物流动研究

基于Fluent软件,模拟了聚合物溶液在分层注聚配注器环形空间的流动过程及流动场。计算结果显示建立的分层注聚配注器环空流道模型能很好地反映实际工作状态。带环切槽的环形空间进、出口端具有较好的节流作用,对聚合物的限流阻力大,随着配注心长度的增加,节流压差增大,可满足不同层、不同配注量的要求。聚合物溶液在所设计的配注器内的流动比较平稳,可很好地防止机械剪切作用,有效地减少了聚合物溶液的粘度损失,确保注聚过程的粘度保留率。     

盐浓度对交联聚合物溶液剪切增稠现象的影响

交联聚合物溶液（LPS）是一种新型调剖剂,LPS在油藏中的流动特性是影响其调剖效果的关键因素之一。采用奥式黏度计模拟油藏中多孔介质的剪切作用,研究了在不同盐质量浓度范围内,重复剪切作用下LPS流动特性的变化,并结合流变学理论,分析了重复剪切作用下LPS剪切增稠现象与LPS中线团（LPC）分散状态间的关系。实验结果表明,在一定NaCl质量浓度范围内,随着NaCl质量浓度的增加,反应到一定时间的LPS会发生剪切增稠现象,且出现剪切增稠所需的反应时间随NaCl质量浓度的增加而缩短。此现象反映出盐质量浓度的提高增加了聚合物与交联剂间发生分子内交联的比例和LPC的数量,为研究低质量浓度聚合物交联体系的交联过程提供了一种简单可行的新方法。     

JZ9-3油田水质对聚合物3640C溶液黏度的影响分析

实验研究了JZ9-3油田的3种水质(水源水、污水、清污混合水)对聚合物溶液剪切前后黏度的影响。结果显示:在相同浓度条件下,清污混合水配制的聚合物溶液黏度最高,其次是污水配制的聚合物溶液,水源水配制的聚合物溶液黏度最低;聚合物溶液经WARING搅拌器(1档3 500 rpm,20 s)剪切后的黏度保留率数据显示,污水配制的聚合物溶液剪切后黏度保留率最高,当浓度大于1 000 mg/L时,保留率在90%左右;最低的是水源水配制的聚合物溶液,保留率在55%左右。分析发现二价阳离子除了对聚合物溶液的黏度存在一定的影响外,对聚合物溶液剪切后的黏度保留率影响更大。