海水速溶型AM/AA/AMPS三元共聚物驱油剂的合成及性能

以丙烯酰胺(AM)、丙烯酸(AA)和2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)为聚合单体,在模板存在的条件下,合成一种海水速溶聚合物.对反应体系的引发剂浓度、引发温度、单体浓度、模板聚合物浓度以及助剂浓度对分子量的影响进行了研究,结果表明:在引发剂质量分数为0.01％、引发温度10～15℃、单体质量分数为20％、模板聚合物质量分数为0.2％、甲酸钠质量分数为0.2％时,获得的海水速溶聚合物的分子量最大;对海水速溶聚合物与普通线性聚合物及疏水缔合聚合物的溶解性能进行了比较,结果发现:海水速溶聚合物溶解时间约20 min,而另外两种聚合物溶解时间大于60 min;驱油实验结果表明:海水速溶聚合物的驱油效率比普通线性聚合物高2.26％.     

耐温耐盐聚合物驱油体系的研制

介绍一种用于聚合物驱油的新型聚合物交联体系,通过试验,对比分析了聚合物浓度、聚交比、剪切降解、温度、热稳定性等对交联体系性能的影响,表明该体系可用于高矿化度、中等温度的油藏聚合物调驱油。新型交联体系的耐盐能力高达70000mg／L（其中Ca^2＋＋Mg^2＋含量为1627．35mg／L）,耐受温度达到80％,可获得较好的聚合物调驱油效果。     

聚合物驱后进一步提高采收率方法及其技术经济效果评价

依据矿场实际需求,本文通过物理模拟驱油实验对聚合物驱后采用高浓度聚合物溶液(平均相对分子量M(下同)=2500×104,聚合物浓度CP=2.5g/L)、"碱/表面活性剂/聚合物"ASP(CP=2g/L,表面活性剂HAPS浓度CS=3g/L,碱浓度(CA=12g/L)、"表面活性剂/聚合物"SP(M=2500×104,CP=2g/L,非离子表面活性剂浓度CS=3g/L)、聚表剂溶液(CSp=2g/L)驱油效果进行了对比与评价。结果表明,在化学剂用量相同条件下,4种驱油体系均可以进一步提高原油采收率,采收率增幅在10.1%～22.9%之间。在化学剂费用相同条件下,采用单一高浓度聚合物段塞增油降水效果最好,最终采收率均高于4种驱油剂多段塞组合方式。多段塞组合方式中,"低黏度驱油体系+高黏度驱油体系"方式的增油效果好于"高黏度驱油体系+低黏度驱油体系"的增油效果。综合技术条件和经济效果两方面考虑,推荐聚合物驱后采用单一高浓度聚合物驱,采收率增幅预计为15%～18%。     

大庆油田条件下疏水缔合两性聚合物三元复合驱和聚合物驱体系的应用性能

西南石油学院研制了一系列疏水缔合两性水溶性聚合物 ,其中一些可用于大庆油田的三元复合驱和聚合物驱。本文报道了以下室内研究结果。 ( 1 )在ASP体系中该聚合物用量仅为 70 0— 80 0mg/L ,而大庆产高分子量( 1 430万 )HPAM的用量为 2 0 0 0— 2 50 0mg/L ,超高分子量 ( 2 2 0 0万 )HPAM为 1 30 0— 1 40 0mg/L。 ( 2 )所配ASP体系的粘度、界面张力、稳定性等性能符合大庆油田要求 ,驱油效果不低于大庆油田现用体系 (提高采收率 >2 0 %OOIP)。 ( 3)用大庆油田采出污水配制的粘度达到 40mPa·s的聚合物溶液 ,浓度仅为 80 0— 90 0mg/L ,而大庆产高分子量 ( 1 430万 )HPAM的浓度为 1 70 0mg/L。这类聚合物的生产成本与超高分子量HPAM大体相当。     

高浓度聚合物注入时机及段塞组合对驱油效果的影响

在大庆油田聚合物驱条件下(45℃,原油粘度～10 mPa·s,清水配制聚合物溶液),取聚合物总用量2020 PV*mg/L,在人造岩心上实验研究了水驱之后不同段塞组合的"普浓聚合物"(浓度1000 mg/L、粘度8.6 mPa·s、分子量1.7×107的HPAM溶液)+"高浓聚合物"(浓度最高达3000 mg/L、粘度最高达369 mPa·s、分子量2.5×107的抗盐聚合物溶液)的驱油效果.在普浓聚合物驱的5个不同时机转注浓度2500 mg/L、粘度315 mPa·s的高浓聚合物,转注时机越早则聚驱采收率越高,前期(不注普浓聚合物)转注为45.1%,中前期(含水降至80%时)转注为44.0%,后期(含水升至98%时)转注为41.0%.注入0.350 PV普浓聚合物后再分别注入浓度在1000～3000 mg/L的抗盐聚合物,随浓度增大,聚驱采收率由35.7%增至41.5%,但增幅迅速减小(4.8%～0.1%).注入0.350 PV普浓聚合物段塞之后依次注入浓度2500 mg/L、分子量递减(2.5×107,2.1×107,1.7×107)、尺寸递减(0.450,0.118,0.100 PV)的3个聚合物段塞,聚驱采收率最高,为48.2%;普浓聚合物段之后注入2500 mg/L的高浓聚合物单段塞或浓度递减(2500～1000 mg/L)的4个抗盐聚合物段塞,聚驱采收值相近但大大降低(41.1%或41.0%).在讨论高浓高粘高分子量聚合物驱油机理时,强调了高粘弹性聚合物溶液提高微观驱油效率的作用.图1表4参4.     

功能单体类型及含量对耐温抗盐聚合物驱油效果的影响

针对高温高盐环境中聚合物稳定性差的问题,在胜利油田III类油藏条件下,系统对比研究了功能单体类型 （AMPS、NVP和DMAM）及含量对合成耐温抗盐聚合物增黏能力、长期稳定性、渗流特征和驱油效果的影响。结 果表明,在质量浓度为1500～3000 mg/L、温度为25～95 ℃下,聚合物AM-AMPS/20%溶液的黏度明显高于其他 AMPS含量聚合物以及功能单体NVP、DMAM的聚合物AM-NVP、AM-DMAM,具有最好的增黏效果;但是当钙 镁离子浓度从874.0 mg/L提高至5296.0 mg/L时,聚合物AM-DMAM/10%溶液具有最高的黏度。单体含量影响 方面,AMPS单体含量越高,聚合物溶液黏度越大;而NVP和DMAM单体含量升高,聚合物相对分子质量减小, 溶液黏度降低。驱油结果表明,AM-AMPS 驱油采收率增幅在 21.9%～24.9%,AM-NVP 驱油采收率增幅在 20.9% ～19.8% ,AM-DMAM 驱 油 采 收 率 增 幅 在 22.1% ～20.2% ,AM-AMPS 聚 合 物 驱 油 能 力 最 强（其 中 AM-AMPS/20%驱替采收率增幅最高为24.9%）,是胜利油田III类油藏驱油潜力聚合物。     

高渗油藏聚合物溶液携带弹性微球驱室内实验

聚合物驱油技术用于复杂断块高渗油藏注水开发后期提高采收率将面临两个问题:一是聚合物沿高渗透层水淹层过早地窜流;二是在特高含水期聚合物驱的效果会降低。为此研究了在高渗油藏条件下,利用聚合物溶液携带弹性微球的新方法,来增加聚合物溶液在驱油过程中的渗流阻力,进一步扩大波及体积,提高驱油效率。实验研究了弹性微球在油藏条件下的抗温抗盐热稳定性等理化指标,弹性微球在地层温度65 ℃条件下,60 d内均保持原有现状;聚合物溶液携带微球后,与单纯聚合物溶液驱相比,弹性微球产生的阻力系数为1.5,残余阻力系数为1.2;浓度为1500 mg/L聚合物驱比水驱提高采收率13.5个百分点,浓度为1000 mg/L聚合物+500 mg/L弹性微球后,比水驱提高采收率17.3个百分点,比单纯1000 mg/L聚合物驱采收率增加4.8个百分点,比浓度为1500 mg/L纯聚合物驱采收率增加3.8个百分点。     

新型聚合物驱油数学模型

建立了能模拟多种分子量聚合物溶液混合驱油和聚合物黏弹性作用驱油机理的数学模型,该模型从弹性效应和黏性效应两个方面描述了聚合物驱油机理。弹性驱油作用的数学描述是:弹性能降低残余油饱和度,使油相相对渗透率提高;黏性驱油作用的数学描述是:聚合物能增加水相黏度,改善油水流度比及扩大驱替液的宏观波及体积。在多种分子量聚合物溶液混合驱油机理数学模型中,每一种分子量聚合物在油藏中流动满足各自独立的物质传输规律,在驱油机理上表现为多种分子量聚合物溶液浓度之和的总浓度总体驱油过程,驱油机理数学模型中的参数表示为各种分子量聚合物相应参数浓度加权平均的形式。所建立的模型能够模拟聚合物驱油提高微观驱油效率和流度控制驱油机理以及所发生的对流、弥散、扩散、吸附等物化现象。实际应用结果表明,该模型具有较强的实用性,可用于聚合物驱油的机理研究、矿场方案优选和开发效果预测。     

污水配制延缓交联聚合物体系实验研究

国内外油田已普遍把聚合物用于三次采油，但大多使用淡水体系。该文介绍了延缓交联聚合物驱油机理，对污水配制延缓交联聚合物体系进行了可行性实验研究，确定了体系的组份。实验表明聚合物的选取应遵循中等分子量、中低水解度的原则。并研究了体系各组分浓度、流变性、地层中化学剂及温度、水质矿化度等因素对体系粘度的影响。通过岩心驱油模拟实验发现，污水配制延缓交联聚合物体系驱油，可提高原油采收率５．５％，进一步拓宽了聚合物驱油技术的应用领域。     

萨中开发区高台子油层聚合物驱合理注入参数优选

为了进一步扩大聚合物驱在不同类型油层上的应用,参考"两三结合"先导性试验区的资料,针对萨中开发区高台子油层进行了聚合物驱数值模拟合理注入参数的优选,并对聚合物驱提高采收率指标进行了预测.优选聚合物注入参数为:注入聚合物分子量为800×104,浓度为800 mg/L,年注入速度为0.10 PV,聚合物驱油时间为7 a,聚合物用量为560 mg/L·PV,总注入孔隙体积为0.70 PV.萨中开发区高台子油层聚合物驱提高采收率为4.29%.     

疏水缔合聚合物P（AM/PTDAB/AMPS/NaAA）的制备 及性能评价*

采用水溶液聚合后水解法,以丙烯酰胺(AM)、(4-丙烯酰胺基)苯基十四烷基二甲基溴化铵(PTDAB)、2-丙烯酰胺基-2甲基丙磺酸(AMPS)为原料合成了疏水缔合聚合物P(AM/PTDAB/AMPS/NaAA),通过考察反应条件对合成聚合物的特性黏数、溶解性以及增黏性的影响规律确定了最佳合成条件,研究了最佳合成条件下所合成聚合物的耐温抗盐性、剪切稳定性以及热稳定性。聚合物的最佳合成条件为:PTDAB加量为总单体质量的0.5%~0.8%,AMPS加量为总单体质量的15%,总单体质量分数为25%,复合引发剂加量为总单体质量的0.1%,pH值为8,引发温度30℃。采用矿化度100 g/L的盐水配制的质量浓度2000 mg/L的合成聚合物溶液的黏度仍大于30 mPa·s;采用矿化度20 g/L的盐水配制质量浓度2000 mg/L的合成聚合物溶液在转速5000 r/min下剪切3 min再静置4 h后的黏度保留率可达80%以上;聚合物溶液在85℃高温老化150 d后的黏度大于20 mPa·s。所合成四元共聚物表现出优异的耐温抗盐性、剪切稳定性以及热稳定性,性能优于高相对分子质量抗盐聚丙烯酰胺P(AM-AMPS-NaAA)。     

疏水缔合三元共聚物的合成及其性能

以丙烯酰胺、疏水单体N-十二烷基丙烯酰胺(AMC_(12))和极性单体2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)为原料,采用胶束水溶液共聚法合成了耐温、抗盐疏水缔合三元共聚物(NKP)。考察了引发温度、功能性引发剂MP和Triton X-100表面活性剂的质量浓度和单体含量对NKP性能的影响。实验结果表明,当引发温度10℃、MP质量浓度20 mg/L、Triton X-100表面活性剂质量浓度120 mg/L、总单体占体系质量的20%(其中,AMC_(12)质量分数为0.8%、AMPS质量分数为5.0%)时,NKP的滤过比小于2,相对分子质量达到2.1×10~7,依靠疏水基团的缔合作用使NKP具有很好的耐温、抗盐性能,有望替代部分水解聚丙烯酰胺(相对分子质量为2.5×10~7)在高温、高盐条件下作为驱油剂使用。     

超高分子聚合物性能评价及微观结构研究

为了进一步提高聚合物驱的驱油效果,评价了相对分子质量在3 500万以上的超高分子聚合物的性能,并观察了超高分子聚合物溶液的结构。在70 ℃、矿化度11 200 mg/L的试验条件,利用安东帕流变仪评价了超高分子聚合物和常用聚合物的增黏性、耐温性、抗盐性、剪切流变性及黏弹性,采用物理模拟试验方法分析了2种聚合物的驱油效果,并通过冷冻蚀刻扫描电镜对比了常用聚合物与超高分子聚合物溶液的微观结构。结果表明,超高分子聚合物在水溶液中能够形成更致密的网络结构,相对于常用聚合物,它的增黏性和抗盐性高30%以上,耐温性高40%以上,威森伯格数是其2倍,采收率提高率高6.5%。研究表明,超高分子聚合物是一种性能更优的驱油剂,可以显著改善驱油效果。      

无机盐种类和浓度对疏水缔合聚合物溶液黏度的影响

用AM（丙烯酰胺）、AA（丙烯酸）和疏水单体HB-18合成了一种疏水缔合聚合物，对其溶液性质与部分水解聚丙烯酰胺HPAM进行了对比评价，研究了无机盐对该疏水缔合聚合物溶液性质的影响，并对其影响机理进行了解释。结果表明，疏水缔合聚合物溶液具有明显的缔合行为和增黏效果，并具有比HPAM更好的抗温抗盐作用；无机盐的种类和浓度对疏水缔合聚合物溶液性质有明显的影响，特别是二价离子Ca^2＋、Mg^2＋对溶液性质的影响非常大。指出，在合成疏水缔合聚合物时，应该针对不同的地层矿化条件采用不同的分子结构；如果条件允许的话，溶液的配制过程应该灵活多变，以使溶液性能达到最佳效果。     

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。     

SZ36-1油田含聚稠油脱水技术研究

针对SZ36-1油田含聚稠油破乳温度高、脱水效果差的问题,研究了影响含聚稠油脱水的主要因素,实验发现,随着聚合物含量的增加,脱水率先升高后降低,含油量逐渐升高;随着含水率、温度的升高,脱水率逐渐提高.通过破乳剂复配与添加助剂,选出FJM（组成比例为L101∶EC2211A∶甲醇∶二乙二醇丁醚=2∶2∶1∶1）为最佳破乳剂,使用浓度为300 mg/L,温度为75℃,90 min时的脱水率达到95.4％,出水清、界面齐,在低于原破乳温度的情况下,达到了理想的脱水效果.     

抗高温聚合物降滤失剂PFL-L的研制与应用

为使抗高温钻井液具有良好的流变性及高温高压滤失量,防止高温稠化,采用氧化-还原引发聚合反应,合成了一种低相对分子质量的抗高温聚合物降滤失剂PFL-L,进行了红外光谱和热重分析;采用凝胶渗透法测定了产物相对分子质量,评价了高温高盐情况下聚合物降滤失性能及配伍性。评价结果表明,PFL-L热稳定性好,产物分子量具有多分散性,适用于超深井钻井液处理剂,高温高盐条件下在显著降低钻井液滤失量的同时,可很好地控制钻井液高温下的黏度,抗温220℃,抗NaCl可达36%。该降滤失剂在徐闻X-3井进行了现场应用,应用结果证明,由PFL-L等处理剂形成的超高温钻井液热稳定性好,确保了徐闻X-3井三开长裸眼井段的顺利钻进,完钻井深6 010 m,取得了良好的应用效果,满足了安全高效钻井需求。      

耐温抗盐的低浓度交联聚合物体系研究

低浓度交联聚合物技术,可以解决聚合物驱技术中所存在的聚合物用量高,耐温抗盐性能差的问题,成为EOR技术领城中一个新的技术发展方向。采用改进的醛类有机交联剂和高相对分子质量的部分水解聚丙烯酸胺(HPAM),开展了以改善聚合物驱为目的的低浓度交联聚合物体系研究。研究结果表明,该体系具有很强的成胶能力,HPAM浓度为150~300mg/L,交联剂浓度为50~130mg/L的体系,75~90℃条件下老化180d,粘度值保持在40.6~94.6mPa·s。与聚合物驱技术相比,可以大幅度地降低化学剂用量。该体系耐温可达90℃,耐矿化度可达100000mg/L,并且可以用污水(油田产出水)配制,表现出优异的耐温抗盐性能,可以在更高温度和矿化度的油藏使用,扩展了HPAM的应用领域和范围,显示出良好的应用前景。同时对交联反应机理进行了初步探索,认为交联剂和HPAM之间的反应主要是HPAM分子间的交联反应,HPAM分子链卷曲收缩有利于分子间交联反应发生。因此,选用低水解度HPAM和提高水的矿化度有利于提高交联HPAM溶液的性能。     

涠洲11-4油藏聚合物驱聚合物性能评价及优选

针对涠洲11-4油藏温度和流体性质特征,通过收集国内外现有高性能抗盐和耐高温聚合物产品,对聚合物溶液的增粘性、稳定性、耐温性、抗盐性和抗剪切特性、阻力系数和残余阻力系数等进行了测试,并引入模糊综合评判方法,借以对不同品质聚合物溶液改善流度比或扩大波及体积能力做出全面和客观评价。实践证明,模糊综合评判是进行聚合物溶液优选的一种简洁和有效方法。通过对实验结果综合分析表明,在初选的几种聚合物中,“法国SNF”在综合评价中性能居优。     

耐高温抗盐固井降失水剂的制备及性能研究

针对目前聚合物降失水剂耐高温性能不佳、抗盐能力差以及低温增黏、高温稀释严重的问题,通过在分子结构上引入特殊阳离子功能单体,采用自由基水溶液聚合方法,制备了一种抗温可达210℃的两性离子型耐高温抗盐降失水剂DRF-4L。采用红外光谱、热失重分析以及环境扫描电镜对聚合物分子结构和耐温性进行了表征,并对其应用性能进行了评价。结果表明,DRF-4L适用温度范围广（30~210℃）,降失水性能优异;210℃（BHCT）时,掺4% DRF-4L的水泥浆API失水量为42 mL;抗盐能力强,可使饱和盐水水泥浆API失水量控制在50 mL以内;此外,DRF-4L低温不增稠、高温弱分散,对改善水泥浆初始流变性能和提高水泥浆高温稳定性具有明显优势;含DRF-4L的水泥石早期强度发展快,90℃下12 h抗压强度高于14 MPa,且后期强度发展正常。同时,以DRF-4L为主剂的低密度、常规密度、高密度水泥浆以及胶乳水泥浆体系等综合性能良好,能够满足高温深井超深井的固井技术需求。