河南油田有机铬交联体系配方及影响因素研究

通过对有机铬交联体系成胶性能的影响因素研究,确定了适合于河南油田现场应用的交联聚合物配方体系,优选的铬/聚合物交联体系能在较宽浓度范围内成胶,成胶后体系稳定性好。     

一种低温条件下酚醛交联剂的研制

针对低浓度铬（Ⅲ）交联凝胶体系在低温油藏中调剖堵水中粘度低及抗盐性差等问题,在室内研制了一种聚合物／有机铬／酚醛复合体系。给出了HPAM,酚醛交联体系在加入促凝剂的条件下在低温下成胶的影响因素,影响其成胶的主要因素为聚合物浓度和pH值;并对单一的HPAM／铬（Ⅲ）凝胶体系和HPAM／酚醛／铬（Ⅲ）复合凝胶体系进行了对比实验,HPAM／酚醛／铬（Ⅲ）复合凝胶体系在45℃时成胶时间约为10h,形成的调堵剂其抗温性能、凝胶强度明显优于单一铬（Ⅲ）凝胶交联体系,且岩芯封堵性好。     

低浓度微凝胶体系动态成胶及驱油试验

使用长岩心渗流试验装置,模拟油藏条件开展微凝胶体系动态成胶和驱油试验,研究了低浓度微凝胶体系在长岩心填砂模型中的动态成胶特征、流动特性和驱油效果。试验结果证明：低浓度微凝胶体系在通过长岩心的流动过程中能够形成一定强度的微凝胶,产生的流动阻力比相同浓度甚至高浓度聚合物溶液高;微凝胶体系在岩心内部成胶后,具有良好的流动性和传播性,在后续水驱过程中,仍然保持较高的剩余流动阻力。低浓度微凝胶溶液在动态成胶过程中具有明显的驱油作用,可以较大幅度提高石油采收率,但微凝胶驱的增油效果主要出现在后续水驱阶段。     

双河油田高温油藏低度交联聚合物体系性能研究

根据有机酚醛/聚合物交联体系的成胶反应机理,配制出低度交联聚合物体系(聚合物1 000~1 500 mg/L+交联剂100~150 mg/L),模拟双河油田95℃高温油藏条件,实验研究了低度交联聚合物体系的成胶性能和长期热稳定性、注入性、流动成胶性能和驱油效果,结果表明,低度交联聚合物体系驱油效果明显,改善剖面作用和驱油效果均优于聚合物驱,能在一定程度上改善层状非均质油藏的吸水剖面,从而能够较大幅度提高层状非均质油藏的采收率。     

河南油田低强度调剖体系研究

对铬体系和酚醛体系两种低度交联体系的成胶时间和强度进行了实验,实验结果表明:交联剂浓度相同,聚合物浓度越高,成胶时间缩短、成胶强度越大;聚合物浓度相同,交联剂浓度越高,成胶时间越短,成胶强度越大。并联岩心实验结果表明:低度交联可以有效堵塞大孔道,扩大后续水驱的波及体积,提高采收率。     

氧对交联聚合物体系黏度长期稳定性的影响

在45℃、曝氧和缺氧条件下，考察了铬交联、铝交联、有机交联聚合物成胶体系配制后60天内黏度的变化。3种成胶体系中聚合物浓度分别为600、600、2400mg／L，用经净化处理、矿化度4013mg／L、SRB菌容易生长繁殖的采油污水配液。有机交联剂为可生成酚醛树脂的有机物混合物。铬交联成胶体系的黏度在5～10天时达到峰值，此后迅速减小并丧失；曝氧条件下的黏度普遍高于缺氧条件下的相应黏度；加入杀菌剂使曝氧、缺氧条件下的黏度均有所增大。铝交联成胶体系的黏度变化可划分为：维持低而稳定的值（1～20天）、缓慢增大（30～50天）、迅速降低（60天）3个阶段；FR和FRR测定表明在第一阶段聚合物分子线团内部发生交联，第二阶段被认定为聚合物分子线团间发生交联；铝交联成胶体系在曝氧条件下的黏度普遍高于缺氧条件下的黏度；加入杀菌剂使曝氧和缺氧条件下的黏度均增大，并且使第二阶段至少扩展到60天以后。有机交联成胶体系10天时形成强凝胶，曝氧条件下1～5天的黏度值高于缺氧条件下的相应值，加入杀菌剂使曝氧、缺氧条件下的黏度值均有所增大。曝氧和使用杀菌荆可改善污水配制的各种交联聚合物体系黏度的长期稳定性。表6参12。     

弱凝胶调驱技术在旅大5-2油田的应用

模拟双河油田95℃高温油藏条件,评价研究了交联聚合物驱油体系的成胶性能、耐温抗盐性能和长期热稳定性,分析了影响驱油体系成胶性能的主要因素。结果表明,研制的交联聚合物体系耐温抗盐性能好,耐温105℃,抗盐100 000mg/L;在95℃高温下老化180天,成胶黏度保持稳定。优化了交联聚合物体系配方,形成了高度、中度和低度交联聚合物系列配方,为高温油藏化学驱提高采收率提供了新型驱油体系。     

无铬有机交联体系研究与应用

新环保法禁用目前已应用较成熟的含铬交联体系,研制了符合环保要求的聚合物-交联剂-调节剂这一无铬新型有机交联调剖体系。该体系作用原理为交联剂与调节剂在地层温度下形成小分子酚醛树脂,再与聚合物分子链上的酰胺基发生缩合反应,从而形成具有大型网状结构的弱凝胶。研究了体系中各药剂对凝胶性能的影响,优化了体系中各药剂的最佳浓度。该体系成胶时间可控,成胶强度高,热稳定性好,在大港油田进行现场试验,增油降水效果良好。     

高温聚合物体系的开发与评价

为了控制油田产水，聚合物体系已应用了很多年。不过，目前的聚合物体系在高温（〉149℃）下应用中有不少局限性。在室内实验结果的基础上，本文就聚合物凝胶体系在高温条件下用作密封剂来控制产水的应用进行评价。根据聚合物体系的有效性，对体系的评价要做到：（1）在超过204℃的环境温度下提供合适的胶凝时间；（2）在环境温度高于179℃时，填砂模型的流动实验中限制体系对水的渗透率；（3）在温度上升时的填砂模型流动实验中提供长期的热稳定性。 目前市场上有一种在135℃以上的温度条件下应用很成功的聚合物体系，人们对这一体系的改进使其温度适应性提高到190℃以上。最近开发的碱基聚合物、交联剂和缓凝剂试验获得成功。可扩大这一聚合物体系的温度适应范围。现在应该讨论的问题是：（1）在更高温度条件下对聚合物体系胶凝时间的测量方法；（2）在温度变化条件下有关交联聚合物体系的成胶时间、碱基聚合物浓度、交联剂浓度、缓凝剂浓度、混合盐水的矿化度以及溶液的pH值。 另外，本文还讨论和描述了模拟高温高压油藏条件下通过孔隙介质的动态流动试验，以评价聚合物体系在190℃以上温度条件下的表现。本文还就以下几点进行了详细的讨论：（1）用于动态流动研究的物理实验室设备和试验条件；（2）短期和长期的试验程序；（3）温度对渗透率随时间下降的影响。     

异步交联调驱体系影响因素及性能评价

为改善目前常规交联聚合物体系成胶时间短、成胶强度不佳的问题,使用聚合物、有机铬和有机酚醛为主剂制备了一种异步交联聚合物调驱体系,通过成胶强度测试及扫描电镜等方法考察了体系的交联特性、影响因素及调驱性能。结果表明,异步交联体系交联时,体系成胶强度呈双“台阶”式变化,生成的冻胶微观结构致密,结构硬朗。异步交联体系可在地层温度50~90 ℃、Na+质量浓度≤35 000 mg/L、Ca2+质量浓度≤1 500 mg/L、pH为4~8条件下稳定成胶,封堵率高达95.33%,且体系具有较好的选择性封堵性能,水驱后体系能较大幅度地提高采收率。低于60 ℃时异步交联体系的成胶时间在300 h以上,其“异步”和“多次”交联特征使其适用于深部地层调驱。     

胶凝酸与交联酸一体化耐高温缓速酸研究

胶凝酸和交联酸是高温碳酸盐岩酸压常用的缓速酸体系,该体系存在耐温能力不足、配伍差等问题,同时现场交联酸和胶凝酸为不同酸液体系,存在配制使用流程繁琐的问题。为解决上述问题,优化形成了一体化酸液体系,交联酸基液可作为胶凝酸使用,加入交联剂作为交联酸使用。交联酸配方为:20%盐酸+1%稠化剂SRAP-2+2.5%高温缓蚀剂主剂SRAI-1+0.5%增效剂+1%酸压用铁离子稳定剂SRAF-1+1%酸压用破乳剂SRAD-1+1%交联剂SRAC-2A和延迟交联剂SRAC-2B（2:12）。胶凝酸在160℃、170 s-1下,恒温剪切120 min后黏度为20 mPa·s。交联酸体系交联时间为93 s,具有良好的延迟交联特性;在160℃、170 s-1下恒温剪切90 min后黏度为55 mPa·s,一体化酸液体系室温可放置10 d以上,在140℃动态腐蚀速率为46.1021 g/（m2·h）。研究结果表明,该体系可满足高温储层对缓速酸的要求,实现酸液体系一体化,方便现场施工,具有较好的发展前景。      

驱油用黄胞胶的性能评价和优选

在内研究了目前国内几个主要厂家征税的黄胞胶。结果表明，粉末状的黄胞胶杂质含量各不相同，但都远高于胶状的黄胞胶；各种黄胞胶溶液都表现剪切稀释特性和抗盐特性；各种黄胞胶溶液的粘度随温度的升高而升高，但不同的黄胞胶增粘效果不同，Zibo的特性粘度最大，Flocon的特性粘度最小；甲醛溶液的加入能防止胶状黄胞胶的生物降解，黄胞胶溶液在岩心中的流动规律服从幂律模式，不显示粘弹性效应，胶状的Flocon溶液在岩心中有良好的注入性；与同粘度的HPAM溶液相比，Focon溶液提高采收率的幅度较小，但仍有相当高的增采幅度，增采幅度可达8．64％，这一结果展现了这种产品良好的应用前景。     

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。     

调剖剂与二元复合体系配伍性评价及机理分析

针对吉林红岗油田实际开发需求,采用仅器检测和理论分析方法,开展了2种调剖剂即Cr3+聚合物凝胶和缓膨聚合物颗粒与二元复合体系的配伍性研究.结果表明,在二元复合体系中添加Cr3+交联剂后,体系黏度随Cr3+浓度增加而降低,界面张力及其随时间变化趋势受Cr3+影响不大,基本上都在10-2～10-3mN/m;而缓膨聚合物颗粒与二元复合体系接触后,体系黏度降低了50.60%～90.05%,界面张力由3.65×10-3mN/m最高上升到1.15×10-mN/m,并且添加量越多、时间越长,影响程度越大.由此可见,Cr3+聚合物凝胶与二元复合体系具有较好的配伍性,而缓膨聚合物颗粒则较差.流动性实验表明,在二元复合体系中加入Cr3+交联剂后,其阻力系数和残余阻力系数增加了几倍到几十倍甚至更高,流度控制能力得到明显改善.     

单体地下聚合并交联形成凝胶—防止聚合物窜流的一种新方法

孤岛油田由于长期注水开发,层内或层间非均质程序明显增强,聚合物溶液注入地层后遇到高渗带或大孔道时,经常发生指进或窜流的现象,很快从油井采出,使聚合物驱效果明显差差,并造成大量聚合物无效损失,本项目采用注入单体＋交联剂的方法,能够有效利用地下大量残留的聚合物溶液,提高地下聚合物溶液的粘度,堵塞出聚合物孔道,改变后续聚合物溶液流向,扩大聚合物驱的波及体积,提高聚合物驱的效果。     

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。     

剪切下交联研究

研究剪切下交联情况，将交联过程描述为4个连续阶段，最后一阶段得到均匀分散的微凝胶颗粒，低毒交联体系（聚丙烯酰胺共聚物/Al^3 ）的实验结果证明，交联剂浓度，pH值，流变仪狭缝大小和剪切速率等因素对交联时间和凝胶的最终剪切黏度等理化性能都有影响，通过控制合适的剪切条件，可以制备新型分散凝胶体系。     

Cr3+、碱和表面活性剂对聚合物分子构型及渗流特性影响

用动态光散射(DLS)、扫描电镜(SEM)和岩心驱替等实验方法,研究了Cr³⁺、碱和表面活性剂对聚合物(HPAM)分子线团直径、结构形态和渗流特性的影响.结果表明,Cr³⁺、碱和表面活性剂可以改变聚合物分子线团直径,进而影响聚合物分子结构形态和渗流特性.通过改变Cr³⁺浓度和电解质浓度等实验条件,可以使聚合物分子形成具有不同分子构型的Cr³⁺聚合物凝胶.在高电解质浓度和低Cr³⁺浓度条件下,聚合物分子与Cr³⁺的交联反应主要发生在同一分子内不同支链间,具有"分子内"交联特征.在低电解质浓度和高Cr³⁺浓度条件下,聚合物分子与Cr³⁺的交联反应主要发生在不同分子链间,具有"分子间"交联特征.与相同浓度聚合物溶液相比较,"分子内"聚合物凝胶的表观黏度几乎保持不变,但阻力系数和残余阻力系数却要大得多,且残余阻力系数大于阻力系数,表现出独特的渗流特性.与"分子间"聚合物凝胶相比较,"分子内"聚合物凝胶的分子线团直径较小,但它仍略高于相同浓度聚合物分子线团直径.碱使聚合物分子扩散层厚度减小,分子链卷曲收缩和变粗,分子线团尺寸减小,形成以支状为主、网状为辅的结构形态.表面活性剂使聚合物分子线团稍有减小,结构形态无明显变化.     

塔河高温高盐油藏冻胶泡沫调驱技术

针对塔河高温高盐油藏强非均质性储层提高采收率的需求,开展了高温高盐油藏冻胶泡沫调驱技术研究。采用Ross-Miles 法和GSC 强度代码法,优选了耐温抗盐起泡剂和冻胶稳泡体系,进而确定了强度可调的冻胶泡沫调驱体系,配方为0.4%~0.5%HTSP 聚合物+0.09%~0.16%RELMNE 交联剂+0.2%~0.3%HTS-1 起泡剂,泡沫综合值是普通泡沫的2 倍以上。通过物理模拟实验评价了冻胶泡沫体系的地层适应性和提高采收率性能。实验结果表明,冻胶泡沫对地层有较好的选择适应性, 在0.6~3.3 μm2 范围内,随着渗透率的增加,残余阻力系数增大,剖面改善效果明显。相比于普通泡沫、单纯气驱和水驱,冻胶泡沫技术能有效启动低渗油层,提高采收率幅度达到26.93%,是普通泡沫的2.3 倍,是注气调驱的6.2 倍,且比普通水驱最终采收率提高14.17%,具有广阔的应用前景,为塔河高温高盐油藏进一步提高采收提供了新方法。