制备聚合物冻胶用有机铬和有机铬铝交联剂组成研究

为了改善制备聚合物冻胶堵水调剂剂用的延缓作用有机铬交联剂的性能，合成了多种有机铬和有机铬铝交联剂，讨论了配方因素和操作条件的影响，考察了这些交联剂与HPAM（日本三菱公司的MO4000）形成冻胶的过程和冻胶强度（粘度）。成胶溶液中HAPM浓度4000mg/L,Cr^3 或Cr^3 Al^3 浓度1.5mmol/L,NaCl浓度8000mg/L,pH＝6,室温成胶。实验研究结果如下：（1）在单配体体系中，乳酸铬的延缓交联效果优于丙酸铬；（2）在双配体体系中，乳酸／丙二酸铬的延缓交联成于乳酸／丙酸铬；（3）加入乙二醇的三配体体系乳酸／丙酸／乙酸铬可使交联时间延迟48小时以上；（4）Cr^3 ,Al^3 摩尔比范围适当的乳酸／丙二酸／乙酸铬铝具有良好的延迟交联作用，可在很宽的pH范围使用；（5）亚硝酸钠作为重铬酸钾还原剂的使用效果优于硫脲和亚硫酸钠，使用应过量；（6）有机酸，Cr理论摩尔比为3：1，实际摩尔比至少为4：1，计入调节pH的廉价酸如乙酸时至少为11：1；（7）加入草酸盐离子可防止生成的HPAM／Cr^3 冻胶发生失水收缩。     

胜坨油田高温油藏深部调剖体系研究及矿场应用

实验评价了酚醛树脂交联剂与聚合物在地层温度下形成的冻胶的各项性能。结果表明,在100℃静态条件下,酚醛树脂冻胶作为深部调剖体系,成胶时间长,耐温抗盐能力强;调剖体系中适宜的聚合物质量浓度为1 500～3 000 mg/L,交联剂质量浓度为800～1 800 mg/L,体系适应的pH值在6～9之间。在动态条件下,酚醛树脂冻胶封堵率在90%以上,水驱10 PV后,封堵率保持在83%以上。矿场应用结果表明,使用酚醛树脂冻胶对胜坨油田坨143断块高温油藏实施深部调剖后,注水井启动压力得到有效改善,增油效果明显。     

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／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。     

延缓HPAM凝胶调剖封窜剂研究

由于氧化还原体系K2 Cr2 O7/Na2 SO3 交联HPAM强度较低 ,不适用于高渗透层、大孔道的封堵 ,文中主要研究了HPAM -间苯二酚—六次甲基四胺冻胶调剖剂体系 ,并考察了各因素对成胶时间和冻胶粘度的影响。实验结果表明 ,未反应的体系可泵性良好 ,溶液的pH值影响成胶时间和粘度 ,适宜的pH值为 3 .0～ 4.0 ,复合醛加量为 0 .42 % ,间苯二酚的合适用量为 0 .0 5 % ,HPAM的用量为 0 .8% ,得到的冻胶粘度在 330Pa·s以上。 6 0℃时 30d内不破胶不析水 ,表现出较好的热稳定性 ,同时具有很高的耐盐容能力。岩心实验表明 ,挤入该溶液后 ,可以对高渗透岩心实行有效封堵 ,对渗透率为 19μm2 的岩心封堵率达到 98%以上。     

聚丙烯酰胺冻胶调剖剂实验研究

研究了影响水解聚丙烯酰胺(HPAM)-间苯二酚-六亚甲基四胺冻胶调剖剂体系成胶时间和冻胶强度的各种因素。实验结果表明,未反应的体系可泵性良好,体系的pH值影响成胶时间和冻胶强度,适宜的pH值为2.7～3.8;六亚甲基四胺的加量为0.15％,间苯二酚的加量为0.05％,HPAM浓度为0.8％时,得到的冻胶强度在460 Pa·s以上,60 ℃、40天内不破胶不析水,表现出较好的热稳定性,同时具有很高的耐盐能力。岩心实验表明,挤入该溶液后,可以对高渗透岩心实行有效封堵,对渗透率为19 μm~2的岩心封堵率达98％以上。     

耐温抗盐有机微凝胶体系影响因素研究

通过测定成胶溶液在75～105℃、0-180天老化过程中黏度（30℃，7．61／s）的变化，考察了一种多元羟基化合物（质量分数15％）交联的聚合物微凝胶的成胶性能。用清水配制4．0g／L的聚合物母液，用矿化度8．73g／L、pH：9．1的陈化双河油田污水稀释至设定浓度，加入交联剂溶液，控制含氧量0．1mg／L，得到实验成胶溶液。分子量1789×100、水解度24％的耶AM的最低成胶浓度为150mg／L，150-80mg／LHPAM＋50～200mg／L交联剂成胶体系在90℃老化180天后，黏度在41．4-426mPa·S范围。对于400mg／LHPAM／150mg／L交联剂成胶体系（400／150体系），当聚合物水解度相同时，黏度随分子量升高而增大；当分子量相差不大时，黏度随水解度降低（39％～0％）而略有增大；含NaCI量为2．0--30g／L时黏度变化不大，但低于无盐体系，NaCI含量增至100g／L时黏度反而增大；温度由75℃升至105℃时，成胶时闻由10天缩短至0．5天。400／250体系经10cm长岩心剪切后，随流速增大（0～500m／d）成胶时间延长，成胶黏度减小。该有机微凝胶可耐温105℃，耐矿化度100g／L。图3表5参7。     

高强度乳液冻胶体系的研究与应用

为解决传统冻胶体系现场溶解困难和针对大孔喉的封堵效果差的问题,研究了一种可快速溶解的水溶性 乳液聚合物为主剂的高强度冻胶堵剂体系,并评价了该体系的稳定性和封堵性能。实验结果表明,配方为5000 mg/L HPAM类聚合物乳液主剂+500 mg/L 交联剂+1500 mg/L pH 调节剂乙酸的体系,在60 ℃下可形成黏度为 130 Pa·s 以上的高强度冻胶,该冻胶体系具有良好热稳定性和针对大孔道的封堵能力,对大孔隙和裂缝的封堵率 高达89.36%。此外,通过玻尔兹曼拟合建立了交联剂浓度与交联反应进程间的显函数关系,首次从理论上提出 了一种通过调整交联剂浓度来控制冻胶体系黏度变化的方法。     

有机铬交联剂CXJ-Ⅱ的研制与性能

研制了一种有机铬交联剂CXJ—Ⅱ,并进行了工业生产。性能评价表明：CXJ-Ⅱ交联剂具有较宽的成胶浓度范围,HPAM浓度为1000mg／L时,Cr^3＋浓度在（20～200）mg／L的范围内体系都可以成胶,在（20～100）mg／L时均能得到性能较好的凝胶体系;CXJ—Ⅱ交联剂的成胶性能良好,聚合物浓度最低可达到200mg／L;不同聚合浓度的凝胶体系具有良好的稳定性,90天时体系依然可保持较高粘度。对工业产品的性能评价表明,CXJ-Ⅱ交联剂产品性能稳定,其生产工艺是可行的。     

复合冻胶堵调剂体系研究

本文研究了三种复合冻胶堵调剂体系：（1）HPAM─苯酚─醛体系;（2）HPAM─脲─醛体系;（3）HPAM─糠醇─醛体系。介绍三种体系的典型配方,具体考察了体系对地层环境如高矿化度和原油的表面活性的适应性。实验结果表明：体系成胶前具有良好的可泵性,所成冻胶在75℃时30天不破胶、不析水,体现出较好的冻胶稳定性,成胶后具有很高的强度（成胶剪切强度≥125Pa·s）,对高渗透率岩心的堵塞程度也较高。研究了HPAM的分子量、水解度、浓度对所形成冻胶与地层岩石的粘附状态的影响。施工时在前置液中加入适量、合适的促凝剂,以避免配方中反应成分被地层流体稀释而不成胶,以提高成功率。     

复合交联聚合物调堵剂的研制

介绍了复合交联剂的交联机理,考察了聚合物水解聚丙烯酰胺（HPAM）浓度、单交联剂有机铬、复合交联剂有机铬与酚醛、温度等因素对凝胶体系的影响。结果表明,在聚合物HPAM浓度1500mg／L,采用复合交联剂,其中有机铬浓度50mg／L,酚醛浓度150mg／L,多羟基酚和除氧剂浓度均为100mg／L,温度45℃条件下,可配制出粘弹性好、强度高、粘度保持率达95％以上的复合交联聚合物调堵剂。该调堵剂可用于温度低于50℃的中低温油藏条件。     

改性抗盐调剖剂的配制与室内研究

考察调剖剂溶液体系总矿化度、温度、阳离子聚丙烯酰胺浓度、溶液pH值以及岩心渗透率对改性抗盐调剖剂性能的影响,结果表明,总矿化度处于2 500～8 000 mg/L时,改性抗盐调剖剂稳定性好,黏度大;温度对改性抗盐调剖剂体系的成胶反应速率影响较大,温度越高,成胶时间越短;阳离子聚丙酰胺浓度增加,溶液形成凝胶的速度加快,凝胶强度增大,其最佳浓度为1 800 mg/L;溶液pH值对成胶时间影响较大,随pH值的增加,成胶时间增加。当岩心渗透率小于15×10^-2μm²时,改性抗盐调剖剂对岩心的堵塞率大于92%。     

胜坨油田污水水质对聚丙烯酰胺凝胶堵剂成胶影响研究

水质对聚丙烯酰胺凝胶堵剂的成胶有较大的影响,该文通过分析不同水质中的pH值,矿化度中钙离子、镁离子、钠离子,以及机械杂质、含油量、不同离子浓度等各种因素,对聚丙烯酰胺凝胶堵剂的成胶强度和时间影响进行试验,得到了聚丙烯酰胺的最佳成胶条件和成胶时间,即pH值范围5～7,钙离子浓度范围2 000～3 000 mg/L,镁离子浓度范围2 500～4 000 mg/L,钠离子浓度范围为10 000～30 000 mg/L,污水中机械杂质对成胶也有很大影响,但含油量对成胶影响较弱。通过一系列的研究实验,用不同区块水质配制的堵剂,达到了现场堵水调剖施工工艺的要求。     

双基团二次交联调剖体系试验研究

针对裂缝性油藏调剖堵水措施成功率低、效果差,堵剂在注入过程中漏失严重等问题,研制了一种利用部分水解聚丙烯酰胺（HPAM）的2个不同基团分别和2种交联剂反应形成高强度的聚合物调剖体系。经过组分用量分析,确定适用配方为:5 000~7 000 mg/L HPAM+125 mg/L有机铬交联剂+80 mg/L苯酚+120 mg/L乌洛托品+80 mg/L增强剂,考察了温度、pH值、矿化度对该调剖体系性能的影响,对比了双基团二次交联调剖体系与2种交联剂单独使用时调剖体系的成胶性能。采用单管和双管并联岩心封堵试验模拟调剖体系的调剖过程,试验结果表明,调剖体系对单管岩心的封堵率高于99%,突破压力大于36 MPa/m;对双管并联岩心中高渗岩心的封堵率在98%以上,对低渗岩心的封堵率低于15%。研究表明,双基团二次交联调剖体系可以降低在裂缝中的漏失,减轻进入微裂缝对油流通道造成的堵塞,在裂缝性油藏调剖堵水中具有良好的应用前景。      

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。     

铬凝胶体系提高稠油驱油效率实验研究

针对辽河油田锦99块普通稠油区块地层流体特点,采用铬凝胶体系调驱技术。考察了HPAM、有机铬交联剂用量,体系pH,不同水型,剪切强度和剪切时间对铬凝胶体系成胶性能的影响。结果表明,在HPAM用量0．1％,有机铬交联剂用量0．05％,体系pH5—8,剪切强度5000—8000min^-1,剪切时间30s以内,采用模拟水、地层水、回流水配制的凝胶体系均能成胶。应用铬凝胶体系进行单管、双管岩芯封堵驱油实验,结果表明,注入铬凝胶体系后,封堵效率在85％以上,含水率下降幅度较大,驱油效率明显提高。     

CDG深部调驱剂的室内评价与应用

根据胜坨油田高含水期提高原油采收率的要求，针对其高温、高矿化度、非均质性严重等油藏地质特点，在探讨弱凝胶调驱技术原理的基础上，制备了以部分水解聚丙烯酰胺（HPAM）和有机铬交联剂XE—1为主剂的CDG深部调驱剂体系。确定了CDG深部调驱剂体系最佳配方：HPAM浓度为l500～2000mg／L，有机铬交联剂XE-1浓度为800—1000mg／L，稳定剂浓度为300mg／L。利用SCDS-2型堵剂封堵能力评价仪，对CDG选择性、岩芯封堵率、运移性能等进行了评价，室内评价试验表明，CDG岩芯封堵率大于95％，适用于油田大剂量深部调驱作业，在胜坨油田试验应用14口井，调驱效果显著。     

复合凝胶堵剂的研制及应用

简要介绍了复合凝胶堵剂的制备方法.考察了凝胶含量、凝胶体系溶液pH、溶液温度、地层水矿化度对成胶速度和成胶黏度的影响.结果表明,凝胶含量在0.8％ ～ 2.0％,溶液pH 7.0 ～9.0,溶液温度65℃,地层水矿化度达20 000 mg/L条件下,凝胶溶液具有很强的成胶能力,并且成胶速度快,成胶黏度高.岩心封堵模拟实验结果表明,该凝胶堵剂封堵率达96.7％,高渗分流率由堵前82％下降到10％,低渗分流率由堵前18％上升到90％,有效封堵窜流通道,启动低渗通道.现场应用效果明显,压力比措施前上升4.5 MPa,增油量达569.1 t,投入产出比为1∶3.36.