水解聚丙烯酰胺盐水溶液表观粘度的数学模拟(Ⅲ)——表观粘度与剪切速率的通用关系式

通过对水解聚丙烯酰胺盐水溶液的流动曲线的分析,提出了两点假设.据此分别建立了Meter-Bird式常数γ_(1/2)和P_α与零剪切粘度η_0间的经验式,及表观粘度η_α和剪切速率γ间的通用 Meter-Bird式.用此方程式与本文(Ⅰ)报通用 MHS方程式和(Ⅱ)报式(4) 联用,模拟水解聚丙烯酰胺盐水溶液的表观粘度,取得了较好的结果.     

二元无碱驱油体系研究

三元复合驱技术中大量使用碱剂 ,碱的使用可引起多价离子沉淀、岩石矿物溶蚀等现象。解决上述问题的根本途径是不使用碱剂 ,但不加碱的复合体系必须产生超低界面张力 ,实验结果表明 :二元无碱复合驱油体系的粘度明显高于同等条件下的三元复合体系 ,界面张力达到超低 ,且驱油效率较高。     

柔性转向剂性能及作用机理研究

为了遏制水驱油藏注入水通过高渗透部位时出现无效循环,研制了柔性转向剂(代号SR-3),用于改变油藏中水的流场及实现深部液流转向。这种柔性转向剂可随机发生形变,具有韧性好、不易破碎和断裂以及化学稳定性高的特点。室内物理模拟显示:SR-3转向剂能在地层高渗透率区大孔道中运移,可实现沿程调剖,SR-3在地层"大孔道"中流动遇阻时发生形变并产生堵塞压力。随压力的升高,SR-3蠕变并出现突破压力,然后又降至流动压力并趋于平衡;再遇阻又发生形变并产生堵塞,如此反复地在地层深部产生动态堵塞。大庆油田东部萨尔图和葡萄花油层的柔性转向剂现场试验验证了此机理,也说明了无裂缝砂岩油藏经长期注水开发,在水驱主流道可能冲刷出了大孔道高渗透带。对这些大孔道进行沿程堵塞,可以大幅度地改善水驱波及系数。     

粘弹性聚合物溶液能够提高岩心的微观驱油效率

人们普遍认为,聚合物驱不能提高微观驱油效率。而新近的大量研究成果不再支持这一观点。通过实验室岩心驱油实验,对水驱后的不同残余油类型进行了研究,并将残余油的类型划分为:①岩石表面的油膜;②“盲端”状残余油;③毛管力作用下的孔喉残余油;④岩心微观非质部分未被波及的残余油。研究表明,粘弹性的聚合物溶液驱替后,所有类型的微观残余油均减少。而且其在孔隙中的速度分布与牛顿流体有很大不同,在驱替不同类型的残余油时,表现出很强的“拉、拽”作用。研究证实了微观驱油效率的提高与聚合物溶液的弹性有关。不同性质的聚合物溶液具有不同的弹性。选用不同的聚合物驱油时,其提高采收率幅度的差异可高达6%OOIP以上。大庆油田工业规模聚合物驱开发区块的密闭取心资料也证实了这一观点。研究较全面地阐述了:①一些聚合物驱成功与失败的原因;②开展聚合物驱油时应考虑的因素;③如何进一步提高聚合物驱油的采收率。粘弹性的流体在孔隙介质中的流变性还需进一步做大量的研究工作。研究牛顿流体所得到的许多结论在用于粘弹性流体时,还有待于重新评价。     

表面活性剂界面吸附行为的分子动力学模拟

 采用分子动力学(MD,Molecular dynamics)方法模拟了油、水两相分离过程及表面活性剂十二烷基苯磺酸钠在油-水界面的吸附行为,考察了十二烷基苯磺酸钠分子支化程度、在油-水体系中的浓度和不同油相对油、水两相分离过程的影响及作用。结果表明,对于油-水体系,油、水两相在短时间内可达到分离平衡,形成一个明显的油-水界面;在烷烃-水体系中,以十二烷作为油相时,十二烷基苯磺酸钠在界面处浓度最大,吸附趋势最强;随着体系中十二烷基苯磺酸钠浓度的增大,模拟得到的吸附峰值浓度先增加然后略降,与实验结果相符。研究还提出,表面活性剂的界面接触面积(ASA,accessible surface area)可以作为衡量表面活性剂的油-水界面吸附能力及电解质降低油-水界面张力效果的指标。MD给出的分子水平的微观信息可以为三次采油技术中表面活性剂的筛选及有效应用提供指导。     

烷基芳基磺酸盐分子量及其分布对中相微乳液特性参数的影响

用Winsor相图法研究了由实验室自制的8种烷基芳基磺酸盐复配体系/正丁醇/正癸烷/NaCl形成的微乳液,探讨了烷基芳基磺酸盐平均分子量及其分布对中相微乳液特性参数的影响,为中相微乳液体系最佳配方的选择提供了理论指导。结果表明：中相形成盐度S₁,中相消失盐度S₂, 中相盐宽ΔS,最佳盐度S^*值均随高分子量磺酸盐含量的增加而减小;最佳中相微乳液体积V^*和增溶参数S.P值均随高分子量磺酸盐含量的增加而增大;S₁、S₂、ΔS、S^*值均随磺酸盐平均分子量的增大而减小;V^*和S.P值均随磺酸盐平均分子量的增大而增大;且在实验范围内,lgS^*、V^*、S.P与磺酸盐平均分子量均呈线性关系。     

强碱三元复合驱钙、硅垢沉积模型及结垢预测

以Oddo-Tomson饱和指数法和硅钼黄法测定低聚硅为基础,研究了大庆油田强碱三元复合驱区块的温度、压力、pH值和离子强度等因素对CaCO₃垢和硅垢沉积的影响规律;采用多项式函数和MATLAB中exponention函数对钙、硅混合垢沉积数据进行拟合,建立了钙、硅混合垢沉积预测方程,并结合成垢离子数据、pH值等,建立了大庆油田三元复合驱钙、硅混合垢各阶段结垢的量化预测方法。针对不同油藏区块,通过水驱空白CaCO₃饱和指数值和低聚硅理论饱和值对三元复合驱混合垢预测模型进行修正,可以提高结垢预测准确率;对大庆油田喇北东区33口井和南五区39口井进行结垢预测验证,钙、硅混合垢结垢预测的准确率分别为92.8%和89.6%。     

缩小井距结合聚合物驱提高边际油层采收率研究

陆相、多层、非均质砂岩油田部分油层因发育连续性差、渗透率低、层间渗透性差异大,造成现井网水驱控制程度低和层间干扰严重,致使水驱采收率低。由于进一步加密井网进行水驱开采经济上不可行,为此提出了井网加密和聚合物驱结合的方法,并开展了先导性矿场试验。室内聚合物注入参数研究、方案设计优化、聚合物驱动态特征、分层注入工艺以及增产、增注措施的研究表明,在井距缩小到100 m的条件下,将厚度小于1 m、渗透率界于5×10-3~100×10-3μm2的油层组合,通过分层注聚、分质周期注聚,可提高采收率10%以上。结果表明,井网加密和聚合物驱技术结合经济可行。     

水解－分光光度法测定微量聚丙烯酰胺

将聚丙烯酰胺水溶液与氢氧化钠作用，使其变为水解产物。在碱性条件下，水解聚丙烯酰胺与适量的亚甲基蓝作用形成深蓝色复合物，在５０ｍｌ聚内烯酰胺水溶液中，当聚丙烯酰胺含量在１００—３０００μｇ时，符合比尔定律；特别是聚丙烯酰胺含量在５００—３０００μｇ时，误差在１．８％以下。     

大庆油田三次采油技术研究现状及发展方向

简要阐述了三次采油的基本概念、类型及驱油机理。分析了大庆油田进行三次采油的3个有利条件，即油层非均质变异系数在0．6－0．8之间、地层水矿化适中以及油层温度适合进行化学驱。综述了大庆油田在聚合物驱和三元复合驱研究方面迄今为止所取得的重要成果。指出了大庆油田三次采油技术今后的主要研究问题和发展方向。