弱凝胶驱油体系研究

弱凝胶是指使用接近与聚合物驱浓度的聚合物,加入少量延缓型交联剂,使之形成主要以分子间交联为主,分子内交联为辅的凝胶体系;具有成本低、成胶时间长、聚合物和交联剂用量低等特点.本文对有机铝交联体系、有机铬交联体系和酚醛交联体系从作用机理、现场应用等方面进行了综述.     

双尾疏水缔合聚合物弱凝胶成胶性能影响因素分析

针对常规聚合物不能耐高温高盐的特点,选用耐温抗盐的新型双尾疏水缔合聚合物(DTHAP)为弱凝胶主剂。研究了聚合物质量浓度、交联剂质量分数、温度、矿化度和多孔介质剪切等对凝胶体系成胶性能的影响;并用扫描电镜(SEM)对其微观结构进行探究。实验结果表明:弱凝胶的成胶时间、成胶强度可以通过调节聚合物和交联剂浓度来控制。在80℃下,聚合物质量浓度为1 000~2 250 mg/L,交联度质量分数为0.6%时,体系成胶时间1~6 d可调控,最大成胶强度能达到F级。该体系在温度为80~90℃,矿化度为2×104~8×104mg/L的条件下具有较好的成胶稳定性,经多孔介质剪切后仍具有较好的稳定性,SEM表明弱凝胶体系有致密的空间网络结构。结果表明,该体系能应用于高温高盐油藏。     

缔合聚合物长效凝胶体系研究

在模拟大庆油田条件下,分别在改变pH值、改变交联剂的浓度、改变交联剂的内部配比、改变交联剂与聚合物之间的配比、改变交联剂的种类进行配制胶联体系的实验。实验结果表明,缔合聚合物凝胶体系的研制有一定的可行性。缔合聚合物交联体系成胶效果与pH值存在一定的关系;加入不同的交联剂、不同的助剂以及使用不同的浓度对成胶效果影响也不一样,其中交联剂La对交联体系的影响很大,对成胶速度和交联强度都很有效。     

中原油田耐温抗盐交联聚合物成胶影响因素及先导试验

交联体系可分为三类,即:凝胶体、弱凝胶和交联聚合物溶液;针对高温、高盐和非均质严重的油藏特征,适于中原油田调驱应用的是:具有一定流动性和良好稳定性的弱凝胶体系;根据室内评价实验,聚合物的类型、分子量及浓度,以及交联剂类型及浓度,对成胶强度和稳定时间都有影响,而限制交联体系成胶的主要因素是高温、高盐的环境条件,此限制在本质上体现为对凝胶体系空间完善网络结构形成和破坏的影响上;目前条件下,通过精心筛选聚合物和加入适量起“保水作用”的添加剂,在温度≤90℃、矿化度≤15×104mg/L的条件下,形成稳定的弱凝胶调驱体系是完全可行的;为验证配方和技术有效性而开展的现场先导试验截止目前效果显著。     

长庆油田注水井调剖用弱凝胶的研发

本文通过实验研发出了调剖用星形聚合物CQS-1及延迟交联剂CJL-3,制备出一种聚合物凝胶。该凝胶具有延迟交联性能,其成胶时间为46.5h,成胶后粘度65893mPa·s,成胶后的凝胶置于60℃温度时老化6个月,粘度保留率为88.5%,凝胶代码为D型。研发的延迟交联聚合物凝胶性能满足长庆油田注水井用弱凝胶调剖剂技术要求,可用于油田注水井调剖。     

低温复合交联凝胶体系的制备与评价

针对春风油田低温、高矿化度的储层条件,以部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)为主剂、J1和J2为交联剂制备了聚合物凝胶体系调剖体系。凝胶配方包括:1.0%HPAM、0.1%～0.5%无机交联剂J1、0.5%～2.5%有机交联剂J2、0.2%除氧剂D3。研究了聚合物浓度、交联剂浓度和矿化度对体系成胶时间及强度的影响。结果表明,该复合凝胶可在30℃下成胶,通过调节交联剂的用量可使成胶时间控制在10～72 h。当单独使用0.5%J1交联剂时,凝胶的黏度为9 756 mPa·s,当交联剂用量为0.5%J1、2.5%J2时凝胶黏度达到了28 576 mPa·s,复合交联的方法使凝胶性能得到大幅度提高。室内实验封堵率达到95.88%,表明该凝胶体系具有良好的封堵性能。     

水驱油藏聚乙烯亚胺交联聚合物凝胶体系研究进展

聚乙烯亚胺（PEI）是一种低毒性环保材料,它与聚合物交联的凝胶体系具有适用温度范围广、成胶时间可控、成胶后强度大、高温稳定时间长、几乎不受储层岩石矿物影响等优点。本文回顾了以PEI作为交联剂的各类凝胶体系的研究动态,阐明了PEI与各类聚合物的交联反应机理及其凝胶体系特点,分析了各类因素对凝胶性能的影响,并列举了改善凝胶性能的方法和成功的矿场应用实例,重点分析了提高凝胶体系交联活性的方法研究。最后,提出聚丙烯酰胺（PAM）/PEI凝胶体系作为环保型调驱体系在中低温油藏深部调控方面具有非常大的应用前景,应继续深入研究提高PAM/PEI凝胶体系交联效率的方法及其作用机理,以降低聚合物与交联剂用量,为这一体系的推广应用提供理论依据与实验基础。     

调剖用乳液聚合物交联体系的研究与性能评价

乳液聚合物是在线调剖技术中的一类体系,室内实验通过将乳液聚合物与4种交联剂交联,测定体系的热稳定性、耐盐性、抗剪切性、封堵性等指标。室内实验结果发现,交联体系成胶时间2至5 d可控,成胶强度可达10×104 mPa·s;50～90℃范围内均可以成胶,4种体系耐Ca2+/Mg2+能力不低于1 000 mg/L。凝胶具有较好的耐温抗盐性能,岩心模型封堵率可达98.7%。矿场试验表明,该凝胶体系具有施工可靠性强的优点,增油达5 600 m3。     

低毒弱凝胶体系稳定性的研究

用AP—P5、间苯二酚、硫脲、乌洛托品配制成低毒的弱凝胶体系,选用疏水缔合聚合物与间苯二酚／乌洛托品交联剂的凝胶体系,研究了其成胶条件及成胶性能。实验表明：由AP—P5聚合物的浓度为2500—4000mg／L配制的凝胶体系的成胶时间、强度可控,同时该体系在高速剪切下成胶强度能保持较大比例,其稳定性好。     

化学剂组分浓度对聚合物凝胶成胶性能影响研究

为了更好的揭示聚合物凝胶体系的成胶规律,利用布氏粘度仪对不同化学剂浓度下聚合物凝胶体系成胶粘度及成胶时间进行表征。研究结果表明:凝胶体系随着聚合物以及铬交联剂浓度的增加成胶时间下降、成胶强度增加,硫脲作为稳定可以有效的延缓成胶时间而对成胶强度影响较小。综合考虑成胶时间及成胶强度,最佳的聚合物凝胶体系配方为浓度为2 500 mg/L的聚合物+质量分数为为0.3%的铬交联剂醋酸铬+质量分数分别为0.03%的硫脲。     

羟甲基木质素磺酸钠对聚丙烯酰胺弱凝胶的改性

以聚丙烯酰胺(HPAM)为主剂,采用两步碱催化法合成水溶性酚醛树脂作交联剂,羟甲基木质素磺酸钠(HSL)作添加剂,制备HPAM弱凝胶。探讨HPAM浓度、交联剂用量、HSL用量、成胶温度、体系pH对成胶黏度的影响。结果表明,较适宜的成胶条件为:HPAM浓度0.3%,交联剂用量0.4%,HSL用量0.03%,pH为6～9,温度70～110℃。该体系所形成的弱凝胶具有网格密集、大小均一的三维网络结构,具有良好的抗盐及抗剪切性能。     

羟甲基木质素磺酸钠对聚丙烯酰胺弱凝胶的改性

以聚丙烯酰胺(HPAM)为主剂,采用两步碱催化法合成水溶性酚醛树脂作交联剂,羟甲基木质素磺酸钠(HSL)作添加剂,制备HPAM弱凝胶。探讨HPAM浓度、交联剂用量、HSL用量、成胶温度、体系pH对成胶黏度的影响。结果表明,较适宜的成胶条件为:HPAM浓度0.3%,交联剂用量0.4%,HSL用量0.03%,pH为6～9,温度70～110℃。该体系所形成的弱凝胶具有网格密集、大小均一的三维网络结构,具有良好的抗盐及抗剪切性能。     

化学驱工作液运移特征室内实验技术研究与应用

在60×2.5×2.5 cm的岩心上进行物理模拟实验,对比研究浓度为1 750 mg/L时,缔合聚合物AP-P4、AP-P4与JLJ-14复配后的弱凝胶体系、AP-P4与PPG复配后的固液复合非均相体系通过岩心时的运移特征。此外对比研究复配比为2∶1的条件下,不同配方弱凝胶交联体系通过岩心时的运移规律。研究结果表明,1 750 mg/L的聚合物AP-P4加入875 mg/L的JLJ-14形成的弱凝胶交联体系和加入500 mg/L的PPG形成的固液复合非均相体系相比于单纯的聚合物体系传导性有所变差,但封堵能力增强。在聚交复配比为2∶1的条件下,不同配方的弱凝胶交联体系成胶强度随着聚合物和交联剂用量的增加而增大,运移能力随着药剂用量的增加而降低。     

有机聚合交联弱凝胶室内实验研究

针对常规丙烯酰胺类弱凝胶堵剂成胶黏度低、不耐高矿化度等问题,研制了一种有机聚合物交联弱凝胶。应用流变法研究了有机聚合物交联弱凝胶的性能,考察了温度、pH、矿化度对弱凝胶性能的影响,并进行了填砂管封堵实验。结果表明,在80℃、碱性条件下,弱凝胶体系成胶黏度可达143×10~3m Pa·s,并具有较好的抗盐性能。该弱凝胶堵剂对高渗层的封堵率达99%以上,且在驱替30 PV后封堵率仍能达到97%以上,封堵性能较好,能够满足调剖堵水作业现场的需求。     

疏水缔合聚合物交联弱凝胶流变性能研究

疏水缔合聚合物交联弱凝胶体系含有化学交联和物理缔合双重性能,采用Bohlin CVO流变仪测试了该体系的流变性,并采用Carreau模型和幂律模型对测试数据进行拟合。结果表明,疏水缔合聚合物交联弱凝胶体系完全满足这些模型,其零剪切粘度和稠度系数均随着交联剂和聚合物浓度的增加而增加。     

延缓交联用双重乳液交联剂研究

针对常规驱油用有机铬弱凝胶交联体系成胶时间过快的问题,利用乳化破乳机理,通过物理和化学手段,将有机铬交联剂、HPAM等驱油用化学试剂乳化分散到由油和水加表面活性剂形成的双重乳液中。在地面配制后注入地层,达到破乳时间后,交联体系成胶从而达到延缓交联的目的。     

萨南油田铬微凝胶体系静态成胶浓度界限室内评价

选取2 500万分子量聚合物,HD-4、HD-5型交联剂配制的铬微凝胶在未剪切的条件下分别对萨南油田铬微凝胶体系进行静态成胶浓度界限进行评价。实验表明:聚合物成胶最低浓度在350~400 mg/L,对应交联剂成胶最低浓度为80~90 mg/L,低浓度的铬凝胶体系成胶时间一般在24~36 h之间,成胶后体系粘度会显著上升,表明铬微凝胶体系成胶。     

柠檬酸铝交联剂的制备及其性能影响因素研究

以AlCl3和柠檬酸等为原料合成了适用于部分水解聚丙烯酰胺交联的柠檬酸铝交联剂,并对这类凝胶体系的成胶反应机理和延缓交联机理进行了探讨。考察了pH值、温度、聚合物分子量和浓度、交联比等对体系成胶性能的影响。结果表明,在pH值为3~7,温度为20~50℃时质量分数为0.5%的部分水解聚丙烯酰胺在交联比为20∶1~40∶1时均可形成的良好凝胶。     

碳酸盐岩油藏聚合物凝胶体系调驱参数优选

UDM区块目前在开发中存在层内、层间的水驱程度差异大,剖面动用状况差,开发效果差等问题。凝胶体系的阻力系数是在几乎未发生交联反应时体系的阻力系数,故同聚合物溶液一样,使注入流体黏度增大,降低流度比,提高采收率;交联聚合物溶液成胶后,黏度迅速增大,后续水驱注入压力升高,水相渗透率降低,凝胶体系具有较好的封堵性。其中残余阻力系数更大体系,说明其成胶后的滞留封堵作用也更强,通过室内模拟实验优选了聚合物弱凝胶体系的调驱轮次、调驱时机以及调驱剂注入量。结果表明,对于渗透率级差为6的多岩心并联实验,聚合物弱凝胶调驱可在水驱基础上提高采收率10%~15%左右。     

海上油田深部堵水用乳液增黏复合凝胶体系研究

针对海上油藏作业空间有限的特点以及传统的在线配注堵剂体系存在成胶强度低和封堵能力弱的问题,研制了一种由AMPS耐温抗盐乳液聚合物、聚乙烯亚胺（PEI）交联剂和无机纳米增强剂所组成的复合凝胶体系。通过成胶实验研究了组分质量分数、温度和矿化度对复合凝胶体系成胶性能的影响,优选了合理的配方并评价了注入和运移性能、热稳定性能和选择性封堵性能。结果表明：随着聚合物、交联剂和无机纳米增强剂组分质量分数的增加,成胶时间缩短和成胶强度增加。相比单一凝胶体系,复合凝胶体系的成胶时间缩短和强度增强。岩心注入和运移性能评价结果表明,复合凝胶体系待成胶液黏度低,能够在多孔介质中实现注入和深部运移,达到深部封堵目的。在模拟油藏温度80℃条件下,复合凝胶体系老化90 d后,脱水率仍然低于10%。该体系对不同渗透率的地层均具有良好的选择性封堵性能。