基于海上X油田新型耐温抗盐驱油剂性能评价及驱油特性研究

随着渤海油田稳产3 000×104t主题的提出,以化学驱为主的三次采油技术在海上油田的高产稳产中占据着较为重要的地位。部分水解的HPAM型聚合物在高温高盐环境下稳定性差、在溶液配注过程中黏度保留率低等因素都影响了聚合物其黏弹性提高驱油效果的实现。本文将两种新型耐温抗盐聚合物(代号为KY-S、KY-K)与海上在用聚合物开展了性能评价及驱油效果分析,结果表明:在模拟X油田高温高盐条件下,新型聚合物KY-S比现场在用SZ1聚合物具有更好的黏度稳定性及耐温性能;经90 d老化后,KY-S黏度保留率为37.8%,而LD2聚合物黏度保留率为29.1%,SZ1聚合物黏度保留率仅为27.4%;扫描电镜检测结果表明新型聚合物分子在水溶液中伸展性好,具备良好抗盐性能。同等条件下室内驱油实验时新型聚合物的驱油效率比现场在用聚合物驱油效率高2.5%。     

塔河油田耐温抗盐驱油聚合物的筛选及性能评价

随着原油开采的不断进行,三次采油已逐渐向高温高盐油藏转移,苛刻的油藏环境对三次采油用水溶性高分子聚合物的要求也越来越高,因此,亟需能够适用于高温高盐油藏的驱油聚合物。对19种耐温抗盐聚合物在塔河油藏环境下的溶液性能展开研究,并探索聚合物驱在塔河高温高盐油藏的应用潜力。首先,使用流变仪对19种聚合物溶液开展了耐温抗盐性能评价,发现NK-2、热增黏聚合物SAV1、K21与天然高分子BP在塔河油藏环境下的剩余黏度与黏度剩余率相对较高,具有良好的耐温抗盐性能。对以上4种耐温抗盐聚合物进行抗剪切性能与长期热稳定性能评价,发现天然高分子BP的长期热稳定性能最为优异。当注入0.5 PV的0.05%BP溶液后,驱油效率可在一次水驱的基础上提高5.6%。     

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。     

3种新型驱油聚合物溶液性能的研究

在矿化度为8 000 mg/L的盐水条件下,考察了3种新型驱油聚合物在河南某油田的耐温及抗盐性能。通过对3种新型驱油聚合物溶液静态流变性能和动态流变性能的表征,研究了驱油聚合物溶液通过多孔介质后的性能变化。实验结果表明,聚合物P2(北京化工研究院研制)的耐温抗盐性能最好,聚合物P3(胜利聚合物公司)的耐剪切性更好;3种聚合物的聚驱及后续水驱提高采收率由大到小的顺序为:P2P4P3(聚合物P4:法国SNF公司)。这主要是因为聚合物P2溶液的黏度较高,在较低剪切频率下表现出良好的弹性性能,有助于采收率的提高。     

甲基丙烯磺酸钠-N,N-二甲基丙烯酰胺-丙烯酰胺耐温抗盐共聚物性能的研究

系统测定了甲基丙烯磺酸钠-N,N-二甲基丙烯酰胺-丙烯酰胺(SMAS-DMAM-AM)三元共聚物在驱油条件下的各项性能;研究了在高温、高盐地质条件下表观粘度的影响因素及变化规律。实验结果表明,三元共聚物的热分解温度明显高于普通聚丙烯酰胺的分解温度;三元共聚物模拟油田矿场水溶液的表观粘度随共聚物浓度、温度和模拟油田矿场水矿化度的变化而变化;三元共聚物表现出优异的耐温和抗盐性能。在90℃、质量浓度为1.5g/L的聚合物模拟油田矿场水溶液中,三元共聚物的耐温和抗盐性均优于国内外同类产品,达到高温、高盐油田聚合物驱油剂的使用要求。     

TS系列新型耐温抗盐聚合物的研究

基于分子结构设计理论，研究了TS系列新型耐温抗盐聚合物。这种耐温抗盐聚合物由丙烯酰胺、含强极性基团的阴离子单体和适量的疏水单体共聚合成，性能试验表明其耐温抗盐性能较好，并可满足聚合物的污水配制需要。驱油试验表明，在高矿化度配制水条件下，相对于超高分子量聚丙烯酰胺(分子量2500万)，耐温抗盐聚合物的驱油效率可提高6%。图2表1参8     

TS型抗盐聚合物溶液黏度特性及驱油效果

为研究适合大庆油田二、三类油层聚驱用的抗盐聚合物,利用剪切黏度和拉伸黏度方法,研究了TS型抗盐聚合物的黏度特性及构成,并分析了TS抗盐聚合物驱油效果的影响因素。结果表明:3种TS型抗盐聚合物视黏度是普通中分聚合物的2倍以上; TS0489型抗盐聚合物的本体黏度最低,其缔合黏度占体系黏度的比例高达70%; TS1110型抗盐聚合物的本体黏度最高,其缔合黏度占体系黏度的比例仅为27%;不同TS型抗盐聚合物的抗盐黏度保留率超过普通中分聚合物的2倍; TS型抗盐聚合物在二、三类油层天然岩心中的拉伸应变范围内,其拉伸黏度处于快速上升期间,且不同TS型聚合物拉伸黏度均明显高于普通中分聚合物; TS1110型抗盐聚合物的注入压力和采收率最高,其注入压力是普通中分聚合物的4倍,采收率是普通中分聚合物的1. 6倍。     

新型耐温抗盐聚合物驱油体系设计评价及应用

针对胜利油田油藏温度高、地层水矿化度高、钙镁离子质量浓度高、地层原油黏度高等实际问题,设计具有较强耐温抗盐和抗钙镁能力的新型耐温抗盐聚合物驱油体系,以满足胜利油田Ⅲ类高温高盐普通稠油油藏聚合物驱流度控制需求。在常规聚合物性能评价的基础上完善新型耐温抗盐聚合物驱油性能评价体系,并总结新型耐温抗盐聚合物在岩心中的渗流规律。以油藏数值模拟为手段,开展聚合物驱油流度控制模拟。室内物理模拟实验结果表明,新型聚合物抗钙镁离子能力超过800 mg/L,室内提高采收率15.0%以上;在合理流度比界限下,数值模拟预测提高采收率7.0%。在胜坨油田二区东三4单元开展Ⅲ类高温高盐普通稠油油藏聚合物驱先导试验,综合含水率由96.5%下降到88.4%,日产油量从86 t/d增加到273 t/d,矿场降水增油效果显著。     

精细化学品工业

TE3572005083372丙烯酰胺基2甲基丙磺酸共聚物的水溶液性质研究〔刊〕/张科,王展旭(青岛科技大学化学与分子工程学院)∥江苏化工.-2004,32(12).-33～34以2丙烯酰胺基2甲基丙磺酸(AMPS)为基料,用水溶液引发聚合的方法合成了AMPS/AM(丙烯酰胺)/AA(丙烯酸)/DEAM(二乙基丙烯酰胺)四元共聚物,并对其水溶液性质进行了研究。结果表明,该四元共聚物具有较好的抗高温、抗高盐能力;该聚合物具有优良的水溶液性质,适合目前油田中普遍存在的高温、高矿化度的实际应用环境,是一种新型的耐温抗盐驱油用聚合物。图2参6(刘宁摘)TE357200508338沥青…     

低度交联AMPS共聚物驱油体系在马寨油田的调驱先导试验

针对聚合物调驱在高温、高矿化度的油藏或存在高渗透层油藏应用效果较差的情况,研制出耐温抗盐的低聚合物含量、低交联度聚合物驱油体系。通过在马寨油田的调驱先导试验,完善了低度交联AMPS共聚物调驱技术。     

ZSJJ-3型聚合物解堵新技术实验研究

针对胜利油田聚合物驱及聚合物转后续水驱油藏注水压力高、欠注严重的问题,分析了油藏堵塞欠注原因,对现场堵塞物进行分析,结合普通氧化解堵剂在现场应用中存在的安全隐患,研制出新型的聚合物解聚剂,并对其性能进行评价。该解聚剂在常温下处于失活状态,安全、稳定;在储层温度下释放氧自由基,溶解近井地带聚合物堵塞物,降解高分子聚合物成小分子聚合物,溶解聚合物堵塞物能力在90%以上,降黏率达到90%以上。在现场试验应用中,结合现场实际情况配套预处理工艺,后期稳定处理工艺,复合作用实现注聚井及后续水驱欠注井的解堵增注,提高增注效果,延长稳定注入有效期。     

聚合物对污水中聚丙烯酰胺的去除效果研究

针对聚合物驱产出污水特性及处理困难的特点，分析了采用特种聚合物部分去除或消除污水中残余水解聚丙烯酰胺（HPAM）对其水质的影响，为解决聚驱污水处理问题提出了新思路。试验研究了不同类别及分子结构的聚合物对溶液或污水中HPAM的去除效果，发现非离子、两性离子、疏水改性阳离子聚合物对HPAM无去除作用，只有阳离子聚合物去除效果较好，其中尤以DMDAAC系列阳离子聚合物效果最优，而适当的分子量和阳离子化度以及气浮技术均可以进一步提高其对HPAM的去除率。证明利用特种聚合物去除污水中HPAM是可行的。     

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。     

纳米二氧化硅改性聚合物的油藏适用性评价与微观驱油效果研究

为增强驱油用聚合物的油藏适用性,进一步提高原油采收率,评价了一种具有纳米颗粒/聚合物复合结构的纳米二氧化硅改性聚合物的溶液特性及其驱油效果。在温度90 ℃、矿化度20 000 mg/L条件下,利用Brookfiled黏度计和安东帕高温高压流变仪MCR,评价了纳米二氧化硅改性聚合物与2种未改性聚合物溶液性能的差异;通过岩心驱替试验,分析了上述3种聚合物的驱油效果;通过微观驱油试验,观察了孔隙模型注入3种聚合物前后原油的分布情况。试验得出,由于纳米二氧化硅改性聚合物分子间相互作用更强,分子间网络具有更好的形变恢复能力,其增黏、抗温、抗盐、抗剪切和抗老化等性能与其他2种聚合物相比均有大幅提高。微观驱油效果研究发现,纳米二氧化硅改性聚合物可将采收率提高21百分点,高于支化聚合物（13百分点）和线型聚合物（9百分点）。微观驱油效果研究结果表明,纳米二氧化硅改性聚合物可以改善多孔介质的非均质性,能大幅减少多孔介质中孤岛状油珠和长条状剩余油的数量,显著降低残余油饱和度。      

普通稠油超高分子聚合物驱适应性评价

以国外油田普通稠油油藏聚合物驱试验区实际地层水及原油物性为基础,对超高分子聚合物驱进行了适应性评价,设计了填砂管和胶结模型的物理模拟试验,通过油藏数值模拟方法,对试验区4个五点井组的开发技术策略进行了优化设计。结果表明,超高分子聚合物较中分子和普通聚合物有更强的黏弹性和稳定性,更有利于驱出盲端剩余油,提高驱油效率;与水驱相比,超高分子聚合物驱尤其在聚驱前调剖可大幅度提高采收率,增幅达27.2个百分点,整体段塞注入方式优于段塞组合方式,且驱替相与被驱替相黏度比为3时效果最佳;该试验区最佳转聚驱时机为含水率达90%,且超高分子聚合物体系浓度为1500 mg/L。该结果与物理模拟结果较为接近。     

非均质油藏聚合物驱提高采收率机理再认识

以大庆、大港、长庆等油田的储集层岩石和流体为模拟对象,探讨了非均质油藏聚合物驱提高采收率的机理和技术途径,通过对比“等黏度”和“等浓度”条件下普通聚合物溶液、甘油、“片-网”结构聚合物溶液和非均相弱凝胶等的驱油效果,论证了聚合物类驱油剂黏度与驱油效果间的关系,提出了改善聚合物驱效果的方法。研究表明,聚合物在多孔介质内因滞留作用进而扩大注入水波及体积是聚合物驱提高采收率主要机理,而聚合物类驱油剂黏度与驱油效果不存在正相关性,具有“片-网”结构的聚合物虽然增黏能力较强,但与储集层岩石孔喉结构的配伍性较差,其可注入性和抗剪切性较差;非均相弱凝胶体系在多孔介质内具有较强的吸附、捕集作用,容易在储集层岩石孔隙内滞留,在高渗透层(区域)能够建立有效的渗流阻力,与具有“等黏度”或“等浓度”的聚合物溶液相比,扩大波及体积能力更强;长时间注入聚合物类驱油剂,势必会导致吸液剖面反转,大大降低聚合物驱开发效果,采用“高滞留”与“低滞留或不滞留”驱油剂交替注入,可进一步改善聚合物类驱油剂驱油效果。     

Experimental Investigation of Flooding Hydrolyzed–Sulfonated Polymers for EOR Process in a Carbonate Reservoir

The main purposes of this study were to scrutinize experimentally effects of polymer and rock types on the oil recovery using water and polymer flooding processes. Four dynamic flooding experiments were carried out at simulated reservoir condition of temperature and pressure. According to the obtained results, the ultimate oil recovery by water flooding in highly fractured reservoirs was less than reservoirs with the microfractures. The results of polymer flooding showed that in addition the polymer molecular weight, the sulfonation of polymers also affects the oil recovery.     

注聚过程中高分子聚合物的防窜研究

针对地层非均质性造成的注聚过程中聚合物窜流,研究了高分子聚合物溶液的驱油封窜性能.考察了聚合物黏度随温度变化的趋势,随着温度升高,聚合物黏度呈反“厂”字型降低.注入0.3 PV高浓度的高分子聚合物溶液段塞后,高渗透层相对出液量降低,低渗透层相对出液量明显增加.在后续水驱阶段,高分子聚合物溶液段塞注入压力变化趋势与常规分子聚合物溶液段塞基本一致,但相对分子质量越高,下降趋势越缓,有效时间越长,封堵效果越好.相对分子质量为1.8×10 7和2.0×107的聚合物溶液段塞对低渗透层的采收率比常规分子聚合物(1.4×107)溶液段塞的采收率分别高出9.05％和11.75％,组合段塞比常规段塞更高出19.64％.还讨论了高分子聚合物驱油机理.     

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。     

二元复合体系微观驱油机理可视化实验

针对胜利油区油藏条件,运用新型表面活性剂—聚合物二元复合体系,对其开展了微观模型(岩心薄片)驱油和常规柱状岩心可视化驱油实验.以水驱效果为基础,对比了表面活性剂、聚合物、二元复合体系的驱油效果,重点研究了微观孔隙中表面活性剂、聚合物以及二元复合体系的洗油和携油性能及其在驱油过程中的微观渗流特征,深入分析了二元复合体系的微观驱油机理.结果表明:与聚合物和表面活性剂相比,二元复合体系的驱油效果更好.在岩心薄片可视化驱油实验中,由于3种不同的驱替溶剂波及效率不同,最终导致驱替结束后岩心薄片中剩余油的面积有所不同,采用二元复合体系驱替后,剩余油的面积最小,表明其驱油效率最高,比聚合物和表面活性剂的驱油效率分别提高了2.59％和11.80％;对于常规柱状岩心,二元复合体系比聚合物和表面活性剂的驱油效率分别提高了1.43％和20.70％.