一种水溶性双基稠油降黏剂的制备及应用

针对大港南部油田高温高矿化度、高含蜡、中低渗稠油油藏的开采需要,选择亲油单体乙烯基吡嗪、马来酸十三酯和亲水单体AMPS,与丙烯酰胺进行反相乳液聚合反应,制备了一种水溶性双基稠油降黏剂乳液。研究了不同合成条件对疏水单体酯化率的影响,通过考察疏水单体加量、各单体质量比、乳化剂质量比、引发剂加量对合成降黏剂降黏、乳化效果的影响,确定了的降黏剂优化合成条件。研究了按优化合成条件所合成降黏剂的耐温性能、抗盐性能、剥离稠油效果及对大港油田几类黏度偏高的稠油的降黏效果,并报道了合成降黏剂在大港南部油田应用3井次的矿场实验效果。降黏剂的优化合成条件为：马来酸十三酯加量为0.6%,AM、AMPS、乙烯基吡嗪、马来酸十三酯质量比为7∶1∶3∶2,吐温80、斯盘60质量比为1.5∶1,引发剂加量为400 mg/L,氧化剂、还原剂与偶氮引发剂质量比为1∶0.5∶0.8。该降黏剂耐温达180℃,耐盐达50 000 mg/L,22 h可实现稠油完全剥离。用不同区块采出水配制质量分数为1%的降黏剂溶液,按油水比7∶3与稠油混合后,稠油的降黏率均可达95%以上。该产品在大港南部油田某区块开展了3井次降黏试验,针对现场...     

适合中深层稠油油藏的两亲性稠油乳化降黏剂的制备及性能评价

为了有效降低稠油黏度，进一步提高稠油油藏热采开发后的采收率，以甲基丙烯酰胺MAA、二甲基二烯丙基氯化铵DMDAAC和有机硅表面活性单体T-Si为原料，制备了一种适合稠油油藏化学降黏开采用的MDT-1型两亲性稠油乳化降黏剂，并对其结构进行了表征，评价其综合性能。结果表明：当MDT-1型乳化降黏剂质量浓度为5 g/L时，对目标稠油样品的降黏率可以达到99.22%；对目标稠油的静态洗油率可以达到68.9%；注入1 PV质量浓度为5 g/L的MDT-1型乳化降黏剂后，油藏采收率可比水驱阶段提高37.08百分点；MDT-1型乳化降黏剂与稠油所形成的油水乳状液稳定性较差（120 min脱水率大于80%），乳化降黏后不会增加破乳脱水的工作难度。MDT-1型乳化降黏剂具有良好的界面活性、润湿性、降黏性、驱油性，且洗油效果较好，能够进一步提高稠油油藏热采采收率。研究成果对中深层稠油油藏的高效开发具有一定的指导意义。     

河南超稠油乳化降黏研究

针对河南油田超稠油黏度高,流动性差,开采和输送困难等现状,本文展开对河南油田超稠油的乳化降黏研究。得到优化的复合降黏剂F2配方,其中,乳化降黏剂主剂RA-1、稳定剂聚丙烯酰胺、助剂碱质量比为1:0.25:0.36,在F2总加剂量为0.483%（占原油乳状液的质量百分率）,乳化温度70℃,油水质量比为7:3下,可以制得均匀、稳定的O/W型超稠油乳状液,超稠油的黏度由240 Pa·s（50℃）降到其乳状液的42.8 mPa·s（50℃）,降黏率高达99.98%。文中同时对降黏机理进行了探讨。     

稠油油藏储层冷采用活性分子的性能评价与应用*

针对边底水薄层特稠油油藏热采高轮次后注汽易窜,封堵困难,含水大幅上升导致开发效益下降的问题,以丙烯酰胺(AM)、丙烯酸钠(AA)、4-苯基-1-丁烯(PB)、丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)为原料、四甲基乙二胺为催化剂制备了水溶性活性分子共聚物(AAPA)。研究了油剂比、AAPA加量、pH值、Ca²⁺、Mg²⁺、温度对降黏效果的影响,分析了AAPA的降黏机理,并以多浓度多段塞式注入的方法,进行了化学降黏冷采矿场试验。结果表明,1 g/L的AAPA与原油以质量比1∶1混合后的降黏效果最佳,可使黏度(50℃)<50 Pa·s的脱气脱水稠油的静置降黏率>90%。AAPA具有耐高矿化度、易于破乳以及降黏温度范围宽的特点。其有效降黏温度范围为50~180℃;耐Ca²⁺质量浓度≤10 g/L,耐Mg²⁺质量浓度<3 g/L;pH<4时降黏乳化后的稠油可快速破乳,pH>10时可进一步提高AAPA的降黏活性。现场应用4井次,提液增油效果明显。通过多浓度多段塞的方式将AAPA注入储层可有效降低原油黏度,明显提高边底水薄层特稠油油藏冷采开发效益。     

控流管路中降滤失剂的合成与性能研究

针对高压喷射钻井时,传统阴离子降滤失剂不能克服水眼黏度的问题,以2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸（AMPS）、丙烯酰胺（AM）和丙烯酸钾（AA）为原料,在控流管路中共聚得到钻井液降滤失剂AMPS/AM/AA,确定AM与AMPS、AA与AMPS之间的最优投料比为7:6:1,总单体浓度为17%。考察了共聚物在淡水钻井液、盐水钻井液和饱和盐水钻井液中的降滤失及流变性能。结果表明:在控流管路中合成的聚合物黏度低于同条件下釜式反应中合成的,解决了传统阴离子降滤失剂使水眼黏度过高的问题;AMPS/AM/AA能使高矿化度水基钻井液的滤失量降低94%,在淡水基浆、盐水基浆和饱和盐水基浆中,共聚物均表现出较强的降滤失性能和较弱的增黏性能;热稳定性分析及高温老化评价表明,AMPS/AM/AA可抗330℃的高温,满足现场对高温钻井液的要求。      

四元两性疏水缔合聚合物的聚合流变动力学与聚合物溶液流变性研究

采用自由基溶液聚合法,以丙烯酰胺（AM）、2-甲基-2-丙烯酰胺基丙磺酸（AMPS）、N,N-二甲基丙烯酰胺（DMAM）、十六烷基二甲基烯丙基氯化铵（CDAAC）为原料合成了四元两性疏水缔合聚合物（（Poly（AM/AMPS/DMAM/CDAAC）简称PAADC）,考察了聚合反应过程中体系弹性模量和黏性模量随时间的变化关系,首次建立了流变动力学方程来描述聚合反应过程中弹性模量变化。对PAADC和三元水溶性聚合物（Poly（AM/AMPS/DMAM）,PAAD）溶液流变性研究表明,PAADC的临界缔合质量浓度约为2.5 g/L;在温度30℃、剪切速率70 s^-1下,浓度6 g/L 的PAADC溶液黏度是相同浓度PAAD溶液黏度的3 倍多。与PAAD相比,PAADC具有更好的耐温、耐剪切性、显著的黏弹性和触变性;共转Jeffreys 模型可表征两种聚合物溶液的剪切流动曲线。图8 表2 参19     

水溶性两亲聚合物稠油乳化剂的制备及驱油效率

为了提高稠油采收率、避免ASP三元复合体系在油藏中的色谱分离现象,以丙烯酰胺(AM)、苯乙烯磺酸纳(PSS)、甲基丙烯酸(MAA)、2-丙烯酰胺基十二烷基磺酸钠C_(12)AMPS为单体,采用水溶液自由基聚合法制备了含刚性基团的水溶性两亲聚合物稠油降黏剂P(AM-MAA-PS-C_(12)AMPS)。采用红外光谱(FTIR)仪分析了合成聚合物的分子结构,评价了合成聚合物溶液的性能(增黏性、界面活性、耐温耐盐性和热稳定性),并考察了两亲聚合物驱及两亲聚合物驱增效蒸汽驱效果。研究结果表明,合成两亲聚合物的黏均相对分子质量是12×10~4g/mol,热降解温度为223℃。质量浓度1000 mg/L的两亲聚合物溶液与大庆原油间界面张力为0.132 mN/m。由于两亲聚合物中表面活性单体C_(14)AMPS单元含量高,聚合物以分子内缔合为主,合成两亲聚合物的相对分子质量较低,其增黏能力不如高分子量疏水缔合聚合物AP-P4的,质量浓度1500 mg/L的两亲聚合物溶液对水测渗透率330×10~(-3)μm~2填砂管的阻力系数为51.6,残余阻力系数为16.5,具有良好的流度控制能力。在45℃下用渗透率300×10~(-3)μm~2的非均质方岩心模拟大庆条件驱替实验表明,在注入量0.6 PV时,质量浓度1500 mg/L两亲聚合物驱提高采收率(18.94%)与大庆ASP三元复合驱的(20.18%)接近,是一种三元复合驱的有效接替技术。在250℃下将1000×10~(-3)μm~2高温填砂管用于旅大超稠油降黏蒸汽驱吞吐,注入0.2 PV的质量浓度1500 mg/L的两亲聚合物稠油降黏剂闷井5 h再进行蒸汽驱,驱油效率比单纯蒸汽驱的提高了27%,是一种低成本的提高采收率技术。图11表3参19     

塔河油田超稠油乳化降黏剂的研制

本文针对塔河油田地层水矿化度高、井底温度高的特点,研究了适合塔河油田超稠油的乳化降黏剂。以一定链长的混合叔胺(RN(CH3)2)和二溴乙烷(Br(CH2)2)为原料,合成了一种代号为DFA-12的双季铵盐型表面活性剂,并对其反应的影响因素进行了优化,得出最佳的反应条件如下:反应物RN(CH3)2与Br(CH2)2摩尔比为2.602∶1,反应温度为90℃,反应时间为24小时,产品纯度可达98.53%。稠油和表面活性剂溶液的混合液(油水质量比7∶3)的乳化实验表明,DFA-12较其他表面活性剂具有更强的耐盐能力,在矿化度高达214739.9mg/L下仍具有较好的乳化能力。通过DFA-12和其他的表面活性剂的复配实验,优选出适合塔河油田超稠油乳化降黏的最佳配方为:0.25%DFA-12+0.25%两性离子表面活性剂HES+0.1%聚合物DFP,该体系对塔河油田的超稠油乳化降黏指标达到最佳,在90℃下测定稠油和表面活性剂溶液的混合液(油水质量比7∶3)的黏度,以稠油黏度为基准计算降黏率,可达98%以上。     

两亲聚合物稠油活化剂的降黏效果及驱油性能研究

为有效开发黏度超过200 mPa·s 的稠油油藏,研究了两亲聚合物稠油活化剂对稠油（黏度400 mPa·s）的降黏效果和驱油性能。结果表明,稠油活化剂溶液黏度随浓度的增加而增加,1500 mg/L活化剂溶液的黏度为39.1mPa·s;活化剂可与沥青质发生较强的极性作用,使沥青质容易从岩石表面脱落;活化剂乳化分散原油效果较好;随活化剂加量增加,原油黏度和油水界面张力降低,活化剂与原油质量比为1∶1 时可将原油黏度降至100 mPa·s以下,活化剂质量浓度为1500 mg/L时的油水界面张力为2.6 mN/m;驱油实验结果表明,活化剂驱油的总采收率为54.45%,好于同浓度的部分水解聚丙烯酰胺（32.73%）;稠油活化剂可有效封堵高渗层,改善吸水剖面,活化剂不仅可通过聚集体调整吸水剖面,而且乳化分散稠油后形成的“乳化油滴”同样具备剖面调整的能力,使岩心中的残余阻力系数由乳化前的100增至约200。图15 表2 参17     

几种滑溜水缔合型降阻剂的制备及性能

为研究含不同疏水结构缔合型二元丙烯酰胺共聚物降阻剂的性能,合成了4 种疏水改性单体：N,N-二甲基 烯丙基苯基丙烷基溴化铵（Allyldimethylalkyl quaternary ammonium salt 1,AQAS1）、N,N-二甲基烯丙基壬烷基 溴化铵（AQAS2）、N,N-二甲基烯丙基-9-甲基十九烷基溴化铵（AQAS3）和N,N-二甲基烯丙基二十烷基溴化铵 （AQAS4）,采用水溶液聚合法分别将合成的疏水单体与丙烯酰胺（AM）共聚制备了4 种二元共聚物P（AM/ AQAS1）、P（AM/AQAS2）、P（AM/AQAS3）、P（AM/AQAS4）。研究了这4 种共聚物的溶解性能以及耐盐、耐温耐 剪切性能,并对比测定了不同浓度P（AM/AQAS1）与部分水解聚丙烯酰胺P（AM/NaAA）在10 g/L 的NaCl溶液中 的降阻能力。研究结果表明,所合成的4 种疏水缔合型丙烯酰胺共聚物在0～20 g/L 的NaCl 溶液中表现出良好 的耐盐性;在30～100 ℃范围内持续升温,表观黏度随温度提升下降幅度较小,表现出良好的耐温性;带环状结 构的聚合物表观黏度受剪切时间的影响较大,带链状结构的聚合物表观黏度几乎不受影响,但4 种聚合物总体上 均表现出耐剪切性能。用矿化度为10 g/L 的NaCl溶液配制的质量分数为0.15%的P（AM/AQAS1）溶液在流量为 45 L/min 时达到了最佳降阻效果,降阻率为60%,而相同条件下P（AM/NaAA）溶液的降阻率仅为51%,P（AM/ AQAS1）的降阻效果更显著。