复合交联聚合物调剖剂的室内实验研究

研制了一种聚丙烯酰胺为主要成分的复合交联聚合物型调剖剂体系,考查了聚丙烯酰胺、稳定剂、温度等因素对调剖剂性能的影响。实验结果表明,配方体系可在120℃条件下成胶,可配置出黏弹性高、强度高、黏度保持率高的复合交联聚合物调剖剂。通过室内实验研究,确定该调剖剂可用于120℃以下高温油藏的调剖作业。     

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.     

交联聚合物冻胶调堵剂性能评价指标及方法

交联聚合物冻胶(凝胶)因其独特的结构及优良的性能,而成为国内外油田堵水调剖作业中应用最广泛的堵剂。根据聚合物、交联剂及其它添加剂的不同,交联聚合物凝胶又可细分为多种类别的堵剂,这些堵剂尽管结构、形成路径和使用范围不同,但其基本性能及性能评价指标差异不大,现有的性能评价方法[1]多数缺乏科学性和实用性。本研究以聚丙烯酰胺凝胶堵剂为基准,建立了交联聚合物凝胶堵剂系统的性能评价方法,针对堵剂的溶解性能、成胶性能及在多孔介质中的封堵性能等量化指标进行了探讨,提出了聚合物凝胶调堵剂性能评价指标及定量评价方法。     

有机铬交联剂部分水解聚丙烯酰胺凝胶深部调剖试验

介绍了有机铬交联聚丙烯酰胺凝胶(Cr-HPAM)深部调剖剂的配方及现场应用情况,通过对部分水解聚丙烯酰胺有机铬交联剂体系粘度-时间关系的研究,讨论了部分水解聚丙烯酰胺和有机铬交联体系的成胶性能,即延缓交联性、抗盐敏性和热稳定性,得到了适用于温度75℃、矿化度40000～50000mg/L油藏的最佳配方.     

新型缔合聚合物AP调剖体系研制及矿场应用

本文针对常规聚合物如聚丙烯酰胺在调剖、调驱、三采使用过程中存在的耐温、耐盐、抗剪切性能的不足,利用新型缔合聚合物AP-P4的特殊分子结构及其抗温、抗盐、抗剪切优势,首次研究开发出了适合中原油田高温、高盐油藏的新型缔合聚合物调剖体系,筛选出了适合新型缔合聚合物调剖体系的酸度调整剂、交联剂MZ-YL、MZ-BE、MZ-XS,通过性能评价试验表明,该体系具有良好的增粘、耐温、耐盐、抗剪切和抗脱水特性。2003年率先在国内开展了新型缔合聚合物调剖现场试验26井次,取得了明显的增油降水效果。研制开发的新型缔合聚合物调剖体系及相关应用技术对高温、高矿化度油藏开展聚合物调剖具有指导作用。     

AMPS交联体系堵水剂研究

利用耐温耐盐聚合物AMPS开展交联体系堵水剂研究,对比常规聚丙烯酰胺进行交联试验,选定AMPs／酚醛树脂交联体系进行配方优选。探讨温度、矿化度、pH值、除氧剂加量等各因素对交联体系性能的影响,进行了油井封堵性能评价。其中温度考察达到120℃．矿化度考察达到200g／L,结果表明,与聚丙烯酰胺相比AMPS交联体系具有更好的耐温耐盐性,其中AMPS酚醛树脂交联体系pH值适用范围广,封堵率大和稳定性好,90℃累积考察16d封堵率基本不受温度、矿化度影响,可应用于高温高盐条件下油井堵水。     

海上油田调剖体系的研制及应用

目前在埕岛油田进行调剖堵水作业时,多采用干粉状聚丙烯酰胺,部分水井采用油包水反相乳液形式的聚丙烯酰胺,存在溶解时间长、需船载施工、作业成本高、火灾隐患大和易污染环境等问题.以新型的海水介质分散型聚丙烯酰胺乳液为主剂,预聚酚醛树脂为交联剂,合成了一种新型的高强度抗盐调剖体系,研究了温度、矿化度、pH值和组分浓度等因素对调剖体系成胶性能的影响,并对其性能进行了评价.实验结果表明,该调剖体系适用于海水,具有选择性和较好的抗酸、碱、盐的性能,成胶时间可控(3～8d),成胶强度可调(-0.078～-0.036MPa),稳定性好.     

聚丙烯酰胺-乌洛托品-间苯二酚堵水技术

本文主要针对注水开发砂岩非均质油藏层内调剖提出了聚丙烯酰胺-乌洛托品-间苯二酚调剖剂。该调剖剂是国内性能较好的一种新型调剖剂。它利用乌洛托品析出甲醛的延迟反应和线型酚醛树脂对聚丙烯酰胺的交联作用,使调剖剂具有良好的稳定性,施工方便,成功率高。     

聚丙烯酰胺相对分子质量对冻胶稳定性的影响研究

聚丙烯酰胺冻胶堵剂是目前较为常用堵水调剖剂,现场应用存在聚合物相对分子质量过大、支链过多,导致过炮眼剪切严重、交联效果差,影响堵调效果。对聚丙烯酰胺相对分子质量对冻胶稳定性的影响进行了室内试验研究。用现场污水配制不同浓度的聚丙烯酰胺溶液,与酚醛交联剂交联,测试成胶前后黏度变化、成胶强度、热稳定性、抗剪切性及封堵性能。结果表明,聚合物相对分子质量为800万~1 500万,聚合物初始黏度低,成胶后强度高,热稳定性好,抗剪切能力高,封堵效果好。     

高强度HPAM冻胶微观结构分析

为研究部分水解聚丙烯酰胺双基团交联体系的常规性能及微观结构,选取有机铬—六亚甲基四胺/苯酚—部分水解聚丙烯酰胺双基团交联冻胶(体系1)和有机铬—酚醛树脂—部分水解聚丙烯酰胺双基团交联冻胶(体系2)进行对比分析.结果显示:2种体系均具有较强的耐盐、抗剪切性能,封堵率大于95％:体系1聚合物分子排列规则、整齐,胶体呈片状分裂,聚合物分子骨架之间孔隙被交联剂反应物充填,无明显分子链缠结现象,冻胶呈轻微刚性;体系2结构致密,呈明显三维网架结构,聚合物分子链与体型酚醛树脂骨架交叉互穿,整体骨架硬朗,交联结构中均匀镶嵌有酚醛树脂聚集颗粒,大部分粒径小于10 μm,冻胶黏弹性好;体系1和体系2分别适合高温和低温油藏深部调剖,体系2内部网架结构强度及整体性能好于体系1.     

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。     

三元磺化改性聚丙烯酰胺性能及驱油效果研究

针对高温高盐条件下部分水解聚丙烯酰胺增黏能力下降的问题,采用偶氮-氧化还原剂复合引发体系合成了三元磺化改性聚丙烯酰胺,并对其进行结构表征、性能评价和驱油效果研究。研究结果表明,三元磺化改性聚丙烯酰胺分子呈长链结构,其链间相互接触、相互缠绕,构成无规则的空间立体网状结构。与部分水解聚丙烯酰胺和梳型聚合物相比较,三元磺化改性聚丙烯酰胺黏度较大,耐温、抗盐性、稳定性和黏弹性更好;三元磺化改性聚丙烯酰胺阻力系数和残余阻力系数最大,其次是梳型聚合物,部分水解聚丙烯酰胺阻力系数和残余阻力系数最小;三元磺化改性聚丙烯酰胺驱油效果最好,其次是梳型聚合物,部分水解聚丙烯酰胺驱油效果最差。随聚合物浓度降低、温度升高和矿化度升高,三元磺化改性聚丙烯酰胺化学驱采收率增幅降低。将研究成果应用于胜利油田F30区块13口采油井,采油井日产油增至5.2 t/d,含水降至90.4%,平均单井累计增油为685.3 t。研究内容对提高聚合物驱经济效益、指导矿场实践具有重要意义。     

八面河油田聚合物-粉煤灰复合调剖技术

为解决聚丙烯酰胺在水中易水解、在地层中吸附性大、剪切稳定性和热稳定性较差等难题,在聚丙烯酰胺聚合物中引入辅助剂环氧树脂,显著增加了其剪切稳定性和热稳定性,减少了其吸附量,增大了堵塞孔喉的聚合物量;筛选出的高交联性的交联剂交联出的高强度立体型网状聚合物解决了聚丙烯酰胺体系的稳定应用难题;针对八面河油田试验区具体地质和油藏情况,优化选择出粉煤灰作为交联介质。现场应用表明,成胶的聚合物-粉煤灰复合体系对于大孔道、高渗透率裂缝性油层的调剖应用效果突出。该研究为同类油藏的开发提供了经验。     

大庆油区三元复合驱耐碱性调剖剂的研制与段塞组合优化

针对大庆油区三元复合驱区块中后期含水上升快,不同渗透率油层动用差异大,注入液无效循环的问题,开展了三元复合驱耐碱性调剖剂的研制。通过对交联剂种类及质量分数、聚合物质量浓度及相对分子质量和聚合物溶液熟化时间等的筛选,并结合正交试验,研制出了适用于三元复合驱深部调剖的调剖剂配方,该配方由相对分子质量为2 500×104且质量浓度为2 000 mg/L的聚合物、质量分数为0.15%的离子型交联剂YH-1、质量分数分别为0.1%和0.08%的有机交联剂THM-1和THM-2以及质量分数为0.2%的稳定剂、质量分数为0.1%的除氧剂组成,形成的调剖剂成胶时间为102 h,成胶粘度为3 510 m Pa·s,稳定时间大于60 d,抗盐性好,对三元复合体系界面张力影响不大。该调剖剂应用于三元复合驱调剖时,能够更好地发挥注入液驱替中、低渗透层的作用,比不应用调剖剂的三元复合驱提高采收率4%左右。数值模拟结果表明,在注入调剖剂前,加入0.01倍孔隙体积的前置聚合物段塞,能够使调剖剂保持更好的成胶性能,效果更好。     

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。      

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%。     

聚丙烯酰胺／有机铬聚合物凝胶体系的制备与评价

以聚丙烯酰胺（PAM）为原料，有机铬为交联剂，制备了PAM／有机铬聚合物凝胶体系。考察了交联剂三氯化铬与醋酸钠质量比及加量、聚丙烯酰胺加量、温度及稳定刺加量对聚合物凝胶体系性能的影响。确定了PAM／有机铬聚合物凝胶体系最佳配方：交联剂加量为3．0％-4．0％，其中三氯化铬与醋酸钠质量比为l：3．5，PAM加量为0．2％-0．3％，稳定剂加量为0．1％-0．2％，甲醛加量为0．2％。性能评价表明，该凝胶体系可适用较宽的温度范围，具有较好的耐温抗盐性，及对不同裂缝性地层的良好封堵能力，具有较好的实际应用价值。     

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。     

复合离子聚合物调剖剂体系性能影响因素研究

为提高注聚区块的整体开发效果,研究了复合离子聚合物调剖剂性能的主要影响因素及配方优化。影响复合离子聚合物调剖剂性能的因素主要包括水质、复合离子聚合物浓度、复合离子聚合物相对分子质量、交联剂浓度、复合离子聚合物体系剪切率、pH值以及实验配制方式等。对复合离子聚合物调剖剂配方进行优化,主要考虑从聚合物浓度、交联剂浓度等方面进行筛选,拟在取得较好的应用效果的同时;获得更高的经济效益,为复合离子聚合物调剖剂在油田上应用提供可靠的依据。