耐高温弱凝胶体系的室内研究

以聚合物HPAM为主剂,加入有机酚醛类交联剂和有机复配稳定剂,制备了高温弱凝胶调驱体系。考察了聚合物浓度、交联剂浓度、稳定剂浓度、温度、矿化度及pH对成胶性能的影响。确定了弱凝胶体系的最佳适用条件：聚合物HPAM浓度1200-1800mg／L,交联剂浓度800mg／L;稳定剂浓度80mg／L,体系pH为6～8,在此条件下可耐油藏高温达110℃。弱凝胶体系可实现成胶时间可控,凝胶强度可调。     

HPAM/Cr^3＋弱凝胶调剖封堵性能研究

在室内研制了一种适用于较高温度、较高矿化度油藏深部调剖的HPAM/Cr^3＋弱凝胶调驱体系。研究了聚合物浓度、交联剂浓度、稳定剂浓度、温度以及pH值对成胶性能的影响。确定了HPAM/Cr^3＋弱凝胶体系的最佳形成条件：HPAM浓度为2000mg/L,K2Cr2O7浓度为900mg/L,Na2SO3浓度为3000mg/L,硫脲浓度为80mg/L,体系pH值为6～7,最佳使用温度范围为55～70℃。HPAM/Cr^3＋弱凝胶体系可实现成胶时间控制,凝胶强度可调。     

高矿化度下弱凝胶体系调剖性能研究

通过单因素实验和正交实验考察了聚合物浓度、交联剂浓度、稳定剂浓度及氯化铬/乳酸摩尔比对凝胶性能的影响,研制了一种适用于高矿化度低渗透裂缝性油藏的弱凝胶体系配方,并对弱凝胶体系的驱油效果进行了研究。实验结果表明,在实验温度32℃、地层水矿化度为29 500 mg/L条件下,优选出弱凝胶体系配方为:聚合物质量浓度2 000 mg/L,稳定剂质量浓度800 mg/L,交联剂质量浓度200 mg/L,三氯化铬/乳酸的摩尔比为1∶8;弱凝胶体系注入量越大(0.3～0.6 PV),低渗层采收率提高值越高,对于层间差异大的油层,或对于存在高渗透率的油层,加大注入凝胶量才能调整流量分配,注凝胶后的注入水更多的进入低渗透油层驱油,采收率提高值大于15%。     

耐温抗盐交联聚合物深部调驱体系的研究与应用

阐述了耐温抗盐交联聚合物深部调驱体系的研究方法,确定了深部调驱体系最佳配方:水解聚丙烯酰胺HPAM浓度为2 000 mg/L,有机铬一酚醛树脂复合交联剂JL浓度为1 000mg/L,稳定剂浓度为600 mg/L.室内实验表明,该交联聚合物体系具有良好的耐温抗盐性、抗剪切性、黏弹性、热稳定性,而且耐冲刷能力较强,具有较好...     

高矿化度油藏弱凝胶调驱剂配方研制及性能评价

针对狮子沟N1油藏地层水矿化度高,一般弱凝胶难以成胶的问题,对比了不同弱凝胶体系在淡水和盐水中的成胶性能,得出梳形聚合物（KYPAM）＋酚醛类交联剂体系在高矿化度盐水中具有较好的成胶性能。优化配方试验得到弱凝胶适宜的配方为：梳形聚合物KYPAM浓度1 300-1 600 mg/L,酚醛类交联剂浓度200 mg/L,促凝剂浓度100 mg/L,除氧剂浓度100 mg/L。性能评价试验结果表明,该弱凝胶体系具有良好的抗盐性和抗剪切性,并且对非均质地层具有很好的调驱效果,可使水驱采收率得到大幅度提高。     

聚驱后自修复凝胶调剖剂的研制

聚合物驱后的油层非均质性更加严重,低效、无效循环严重。常规凝胶调剖剂在地层条件下经剪切后黏弹性大幅下降,严重影响了调剖效果。本文通过考察pH值、阴离子型聚丙烯酰胺CH601浓度、交联剂SQ-1浓度、稳定剂TYB-5浓度对自修复凝胶体系成胶性能的影响,进而得到最佳配方。考察了最佳配方自修复凝胶体系的耐温性、抗剪切性及封堵性能。结果表明：最佳自修复凝胶体系配方为：3000~5000 mg/L聚合物,3000 ~4500 mg/L交联剂,200~400 mg/L稳定剂。体系的pH值在5~6之间。该体系的热稳定性良好,在45℃下放置300 d后的黏度保持率为76.9%,弹性模量保持率为76.5%。该自修复凝胶体系具有较强的抗剪切性能,在45℃条件下初次成胶后经高速混调器剪切后,再次放入45℃烘箱内,成胶后再用相同的方式剪切,如此反复6次仍能成胶,成胶黏度为4430 mPa?s,黏度恢复率达到45%以上。岩心实验结果表明自修复凝胶体系对水测渗透率为1.2~4.5μm²的人造石英砂岩心的封堵率均在99%以上,残余阻力系数为68~147。     

西峰油田交联聚合物深部调驱体系

西峰低渗裂缝性油藏选用的交联聚合物调驱体系各组分最佳浓度范围分别为:聚合物浓度1 200～1 500 mg/L,交联剂浓度800～12 00mg/L,稳定剂浓度400～500 mg/L.室内研究结果表明,该体系具有较稳定的抗盐、抗剪切性能,高温、高盐及剪切条件下成胶黏度保留率高;具有较强的岩心封堵能力,阻力系数大于32,残余阻力系数大于20,封堵率大于95%.室内调驱实验结果表明,该体系具有较好的启动低渗层能力,最终提高采收率幅度较HPAM调驱高13%.在西峰油田开展的6个井组交联聚合物调驱先导试验均取得较好效果,有96.4%试验井见效,含水下降11%,调剖井吸水剖面得到明显改善,启动新层吸水14.4 m/9层,截至2009年5月底累计增油8 461 t.     

中低渗油藏弱凝胶驱油体系的室内研究

Z35断块聚合物驱中,针对Z145井存在的注入压力不上升,未形成有效流动阻力的问题,在聚合物中加入交联剂及其他添加剂,形成黏度更高的弱凝胶体系。确定了有机铬弱凝胶体系最佳配方:聚丙烯酰胺KY62210浓度为800~1 200 mg/L,Cr(Ⅳ)交联剂浓度为200~400 mg/L,稳定剂硫脲浓度为200 mg/L,体系pH为7~8。KY62210浓度为1 000 mg/L时,成胶后黏度最高可达674.30 mPa·s,油藏温度下热稳定100 d后,黏度仍保持在300.00 mPa·s以上。并联岩心驱油实验表明,该有机铬弱凝胶体系对低渗岩心的提高采收率为13.2%。     

用于海外河油田调驱的有机铬交联聚合物弱凝胶体系及性能评价

为降低海外河油田油井含水率,改善水驱开发效果,针对油藏条件用部分水解聚丙烯酰胺（HPAM）和有机铬交联剂配制了有机铬交联聚合物弱凝胶,研究了弱凝胶的耐温、耐盐、抗剪切性、注入性、封堵性及吸水剖面改善能力。研究结果表明,在油藏温度70℃下,配方为2000 mg/L HPAM+100 mg/L 有机铬交联剂弱凝胶调驱体系的成胶时间为3 d,成胶强度为C级。弱凝胶具有较好的耐温性、抗盐性及抗剪切性,耐温可达90℃,抗盐可达3621.2 mg/L。岩心流动实验结果表明,弱凝胶体系的注入性和封堵性良好,可提高采收率10.4%～12.7%;吸水剖面改善能力较好,对非均质性岩心的吸水剖面改善率大于90%。图2 表8 参15     

用作弱凝胶交联剂的水溶性酚醛树脂的合成

对用作聚合物弱凝胶交联剂的水溶性酚醛树脂合成工艺进行了系统的实验研究。实验弱凝胶体系由1.5 g/L的HPAM(M-=1.8×107,HD=25%)和酚醛树脂组成,二者质量比6∶1,配液用水为矿化度19334 mg/L、含Ca2 Mg2 4145 mg/L的胜利标准盐水。以85℃下成胶的弱凝胶粘度(85℃,7.3 1/s)作为评价酚醛树脂对HPAM交联性能的参数。两步碱催化法树脂的游离甲醛含量低,羟甲基含量高,交联HPAM的性能明显优于一步碱催化法树脂,其粘度随甲醛、苯酚摩尔比的增加而持续增大,羟甲基含量和弱凝胶粘度随甲醛、苯酚摩尔比、最终缩聚温度、合成反应时间的增加而变化的规律一致,均经过最大值,由此求得用作聚合物弱凝胶交联剂的水溶性酚醛树脂的最佳合成条件为:苯酚、甲醛摩尔比1∶2~1∶3,pH值9~10,最终缩聚温度85℃,最终缩聚时间30 min。这种树脂的红外光谱中不出现表征交联的强吸收峰。图8表2参10。     

适用于海上油田的耐温抗盐速溶冻胶堵剂的研究

针对常规冻胶堵剂溶解时间长、高温高盐油藏中稳定性差等问题,研制了一种由乳液聚合物、单体交联剂和稳定剂组成的适用于海上油田的耐温抗盐速溶冻胶堵剂。通过室内静态评价实验,优化了130℃下冻胶堵剂配方:2.0%~3.0%乳液聚合物+0.6%~1.2%交联剂+2.0%~3%稳定剂PE,该堵剂体系30℃下溶解时间20 min左右,成冻时间4~11 h可控,成冻强度级别D~F可调。实验结果表明,该冻胶堵剂在高温(130℃)高盐(矿化度33 351 mg/L,Ca2+、Mg2+离子含量达1 613 mg/L)条件下老化90 d后未脱水,显示出较好的耐温抗盐性能及抗剪切性能。典型冻胶堵剂配方的室内封堵和耐冲刷评价实验表明,优选出的冻胶配方封堵率达到96%以上,封堵效果较好,并且具良好的耐冲刷性能。     

HPAM／柠檬酸铝弱凝胶体系的研制与成胶机理探讨

针对岔河集油田油藏条件,研制出低毒性HPAM／柠檬酸铝弱凝胶调驱体系。考察了聚合物HPAM浓度、交联剂柠檬酸铝浓度及稳定剂浓度对弱凝胶体系成胶性能的影响。结果表明,在聚合物HPAM浓度1500mg／L,交联剂浓度50mg／L,缓凝剂浓度450mg／L,除氧剂浓度100mg／L,稳定剂浓度200mg／L最佳配方条件下,体系成胶时间在3—15d可调,强度在100～1500mPa·s。并对这类弱凝胶配方体系的成胶反应机理和延缓交联机理进行了探讨。     

异步交联调驱体系影响因素及性能评价

为改善目前常规交联聚合物体系成胶时间短、成胶强度不佳的问题,使用聚合物、有机铬和有机酚醛为主剂制备了一种异步交联聚合物调驱体系,通过成胶强度测试及扫描电镜等方法考察了体系的交联特性、影响因素及调驱性能。结果表明,异步交联体系交联时,体系成胶强度呈双“台阶”式变化,生成的冻胶微观结构致密,结构硬朗。异步交联体系可在地层温度50~90 ℃、Na+质量浓度≤35 000 mg/L、Ca2+质量浓度≤1 500 mg/L、pH为4~8条件下稳定成胶,封堵率高达95.33%,且体系具有较好的选择性封堵性能,水驱后体系能较大幅度地提高采收率。低于60 ℃时异步交联体系的成胶时间在300 h以上,其“异步”和“多次”交联特征使其适用于深部地层调驱。     

有机凝胶调剖剂强度的剪切恢复性能研究

采用动态剪切实验研究了两种有机凝胶类调剖剂强度的剪切恢复性能,通过测定不同条件下凝胶体系的储能模量\耗能模量和相位角的变化,分析了在聚交比一定的条件下,聚合物浓度、温度以及交联剂类型对凝胶剪切后强度恢复性能的影响。结果表明:在一定的应力下,随着聚合物浓度的增加,凝胶的成交点频率向低频移动;相同聚合物浓度和放置时间下,有机金属交联型调剖剂的强度大于有机酚醛交联型调剖剂;同种凝胶体系,在聚交比一定的条件下,浓度高时体系强度的剪切恢复性能好;对于两种凝胶体系来说,温度升高使得体系的剪切恢复性能下降;有机金属交联的凝胶体系剪切恢复能力高于有机树脂交联的凝胶体系。     

低温高渗透油藏调堵剂ZJ-1的室内研究及评价

研制了一种适用于低温高渗透油藏调堵剂ZJ-1,确定了调堵剂ZJ-1最佳配方：2000mg／LHPAM、1％有机铬交联剂、1％有机酚醛交联剂、1％稳定剂及淡水。结果表明,调堵剂ZJ-1能在低温成胶,具有较好的稳定性、封堵性和耐冲刷性。     

贝壳粉基自适应性封堵剂

以丙烯酸（AA）、丙烯酰胺（AM）、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸（AMPS）、N-乙烯基吡咯烷酮（NVP）为聚合单体,以N,N-亚甲基双丙烯酰胺（MBA）为交联剂、甲基丙烯酸十二烷酯（DM）为功能单体、过硫酸铵（APS）-亚硫酸氢钠为氧化还原引发剂,形成的凝胶聚合物将贝壳粉包裹形成多核无定形微囊。通过研究封堵剂吸水性能和形貌确定了AA∶AM质量比为1∶3时效果最佳。该封堵剂有良好的自适应性,封堵性能优异,对钻井液流变性影响较小,抗温抗盐性能良好,单剂180 ℃老化16 h后,结构保持完整,加入1%封堵剂的4%膨润土浆在150 ℃老化16 h后的API滤失量为11.4 mL,环保体系加入1%该封堵剂在150 ℃老化16 h后,中压砂床测试侵入程度为28.74%;1%30～50目封堵剂可封堵宽0.5 mm、深5 mm的模拟裂缝,且承压至4 MPa。      

Synthesis, characterization and evaluation of polyacrylamide graft starch/clay nanocomposite hydrogel system for enhanced oil recovery

In this paper the suitability of a graft polymer nanocomposite hydrogel system for enhanced oil recovery was examined using polyacrylamide graft starch/clay nanocomposite (a laboratory synthesized product) and chromium (III) acetate (crosslinker). X-ray diffraction analysis, Fourier transform infrared spectrometry analysis, field-emission scanning electron microscopy and transmission electron microscopy were carried out to reveal the laboratory synthesized product as a nanocomposite. The effects of various parameters like salt concentration, pH, temperature, polymer concentration and crosslinker concentration on the properties of the developed gel system were systematically evaluated. The thermal stability of the nanocomposite gel and the conventional gel system were also determined by thermogravimetric analysis. The graft polymer nanocomposite gel system exhibited acceptable gel strength, gelation time and gel stability compared with the conventional gel system. The nanocomposite gels prepared using a low crosslinker concentration showed higher gel strength and required longer gelation time than the conventional gel which is more desirable properties for the effective placement of gel during enhanced oil recovery operations. In addition, sand pack flooding experiments show that the graft polymer nanocomposite gels had better plugging capacity than the conventional gel systems under reservoir conditions. Hence, this gel system may be suitable in the water shutoff treatments required for enhanced oil recovery from oilfields.     

温8区块复合深部调驱体系的制备与评价

针对温米油田温8区块油藏地质条件,采用水驱流向改变剂／弱凝胶复合深部调驱技术。选用粒径为3～5mm水驱流向改变剂2^#用于复合调驱体系;并研制了适合该油藏条件的弱凝胶体系,确定了其最佳配方：聚合物HPAM浓度1000～1500mg／L,交联剂FO浓度300mg／L,交联剂GR20mg／L,稳定剂WD浓度100mg／L,除氧剂CY浓度100mg／L。通过岩心流动实验,评价水驱流向改变剂／弱凝胶复合深部调驱体系对吸水剖面的改善能力。结果表明,该复合调驱体系可大幅提高吸水剖面改善率,适用于温8区块的调驱作业。     

海上油田剖面调整用分散共聚物颗粒体系的研制

为了对海上油田中高含水期非均质油层进行剖面调整,以丙烯酰胺（AM）为主剂,N, N亚甲基双丙烯酰胺（MBA）为交联剂,合成了网状结构的高黏聚合物,经研磨控制技术处理后,制得分散共聚物颗粒体系。试验结果表明,在AM质量分数（5%）和AM/MBA质量比（250∶1）一定的条件下,研磨速率和研磨时间对粒径分布影响较大。封堵运移性能评价试验结果表明,分散共聚物颗粒体系具有良好注入性、深部运移能力及封堵性能,在等用量条件下,分散共聚物颗粒的封堵能力显著优于聚合物凝胶。研究表明,研制的分散共聚物颗粒粒径分布宽,纳米至微米级别可控,且可实现在线注入,具有制备工艺简单、成本低、抗高温和环保等特点,对海上中高含水期油田剖面调整具有较好的适用性,可在现场推广应用。