胜坨油田高温高盐油藏超高分子疏水缔合聚合物注入试验

针对高温高盐油藏增加可采储量的需要,开展了超高分子疏水缔合聚合物驱油技术研究,通过矿场单井注入试验,考察了超高分子疏水缔合聚合物的增黏能力、污水适应性,评价了超高分子疏水缔合聚合物在高温高盐油藏中的注入性能及应用效果。单井试注矿场动态反应良好,注入压力上升了4.0MPa,增加了流动阻力系数,注水井吸水剖面得到改善,对应油井见到初步的降水增油效果,表明超高分子疏水缔合聚合物驱是适用于高温高盐油藏的一种提高采收率的新技术。     

疏水缔合聚合物传输运移特性及其改进方法

三次采油技术中使用的部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)在高温高盐条件下会发生明显的水解和降解反应,抗温抗盐性能较差。疏水缔合聚合物凭借聚合物分子间缔合作用形成的大分子网状结构使其抗盐性有所改善,从而弥补了HPAM抗盐性差的缺陷。然而,疏水缔合聚合物存在其分子线团尺寸与油藏多孔介质孔隙尺寸间适应性差的问题,导致疏水缔合聚合物注入困难。针对疏水缔合聚合物与油藏适应性较差的问题,采用β-环糊精(β-CD)为疏水缔合聚合物缔合程度调节剂,通过室内岩心驱替实验方法,开展了β-CD对疏水缔合聚合物传输运移特性影响的研究。结果表明,β-CD可以改变AP-P4的缔合作用及在多孔介质中的行为。在浓度为1 g/L的疏水缔合聚合物AP-P4溶液中加入β-CD后,溶液黏度随β-CD加量的增加而减小,当β-CD加量达到0.07%时,AP-P4溶液黏度最低(26.2 m Pa·s),为本体黏度,难以发生缔合作用。同时,随着β-CD加量的增大,AP-P4分子链间缔合作用减弱,聚合物分子线团尺寸减小。随着β-CD加量的增大,在岩心渗透率相同(相近)条件下,AP-P4溶液的阻力系数和残余阻力系数减小,疏水缔合聚合物溶液在岩心内的传输运移能力增强。     

新型疏水缔合聚合物溶液性质及提高采收率研究

新型疏水缔合聚合物是亲水性大分子链上带有少量疏水基团的水溶性聚合物,当其溶液浓度达到临界缔合 浓度时,会出现疏水效应,强烈影响该聚合物溶液的性质,使其与一般聚合物溶液大相径庭。室内研究表明,该聚 合物溶液具有优良的增粘效应、耐温、抗盐和抗剪切性能。针对胜利油区Ⅱ类聚合物驱潜力油藏的地质特点,在室 内用填砂管模型和真实岩心研究了新型疏水缔合聚合物的驱油效率,结果表明在高温、高粘度、高矿化度油藏条件 下,新型疏水缔合水溶性聚合物可提高采收率7.62％以上,具有广阔的应用前景。     

高温低渗油藏无机凝胶深部调剖剂WJ-2的研制

针对高温高盐低渗透油藏苛刻条件,采用聚合氯化铝与活化剂尿素等制备了一种耐温抗盐的无机铝凝胶深部调剖剂WJ-2,并进行了相关优化。测定了无机凝胶堵剂成胶后的弹性模量,对该凝胶体系的成胶时间及性能的影响因素进行了综合考察。实验结果得到凝胶体系的配方为:8%聚合氯化铝+4%尿素+0.5%助剂。该凝胶体系具有较好的注入性能和堵水效果,对岩心的封堵率达98%以上,能够满足110℃以下油藏深部调堵的需要。     

AP型疏水缔合聚合物低度交联体系研究

新型的水溶性疏水缔合聚合物AP—P4，与普通部分水解聚丙烯酰胺比较，具有更好的增粘效果和抗温、抗盐能力。为进一步提高调驱效果，针对渤海油田高温高盐的特点，实验室开展了AP型疏水缔合聚合物低度交联的调驱体系研究。并对影响弱凝胶成胶因素进行了研究，优选出了一系列配方，可满足不同调剖要求。     

聚合物驱提高高温高矿化度油藏采收率室内实验研究

对于某高温高矿化度油藏，优选疏水缔合水溶性聚合物NAPs进行驱替实验。研究表明，该聚合物溶液具有良好的耐温、抗盐和抗剪切性能，在高温、高矿化度油藏条件下，可提高采收率7．62％以上，并且具有较强的流度控制能力，能够发挥油层调剖作用，具有广阔的应用前景。     

不同剪切方式对聚合物溶液及凝胶性能的影响

摘要：考察了吴菌搅拌器、筛网（TGU转变压测定装置）、人造岩心及普通搅拌器等不同剪切方式下，4种驱油体系的动态性能。这4种体系是：抗盐聚合物（梳状聚合物）KYPAM溶液，疏水缔合聚合物AP—P4溶液，KYPAM／醋酸铬凝胶（有机铬凝胶）及KYPAM／间苯二酚／甲醛凝胶（酚醛凝胶），其黏度分别为139、170、143及260mPa·s（66℃，51／s）。在吴菌搅拌器的高速剪切下，有机铬凝胶和酚醛凝胶的网状结构完全被破坏，抗盐聚合物溶液黏度保留率最高，疏水缔合聚合物其次。聚合物溶液通过筛网后黏度损失很小，有机酚醛凝胶通过筛网时发生剪切变稀，有机铬凝胶堵塞筛网严重。与聚合物溶液及酚醛凝胶相比，有机铬凝胶注入岩心困难，不能在岩心中运移，酚醛凝胶虽能在岩心中运移但黏度损失严重，聚合物溶液从岩心流出后黏度保留率较高。在搅拌器搅拌条件下，有机铬和酚醛凝胶液的成胶受到影响，不能形成整体凝胶。图11表3参4。     

低渗油藏缔合聚合物调剖体系

缔合聚合物调剖技术通过添加交联剂,使之与缔合聚合物形成三维网状结构体系,可控制成胶时间及强度,改善了单纯聚合物体系存在的抗盐性、耐温性、抗剪切性差的问题。针对马寨油田油藏特点,对缔合聚合物的黏-浓、黏-温、稳定性、耐盐性、耐剪切性等指标进行评价,试验结果表明,缔合聚合物体系具有良好的抗温、抗盐及剪切恢复性能。在95℃、马寨注入水配制条件下,3000mg/L时体系黏度可达64mPa·s;在同浓度下(1000mg/L),与聚丙烯酰胺、AMPS聚合物常温增黏特性相比,缔合聚合物黏度高于前二者2~30倍。现场实施取得了良好的增油效果,表明缔合聚合物调剖体系适用于低渗透油藏提高采收率的需要。     

适合高温高矿化度油藏的弱凝胶体系研究

为满足９ ６℃, 地层水矿化度１ ２０ ０ ０～ ２ ００ ０ ０ ｍ ｇ ／ Ｌ , Ｃ ａ ２＋和 Ｍｇ ２＋含量５ ２ ０ｍ ｇ ／ Ｌ的油藏提高采收率的需要, 研制了适合高温高矿化度油藏用的弱凝胶调驱体系。针对高温高矿化度条件下弱凝胶体系稳定性差, 利用疏水缔合聚合物溶液的物理网络结构和通过加入乌洛托品３ ５ ０ｍ ｇ ／ Ｌ, 苯酚２ ５ ０ｍ ｇ ／ Ｌ , 硫脲２ ０ ０ｍ ｇ ／ Ｌ在溶液中形成化学交联结构, 使弱凝胶体系在９ ６ ℃和矿化度为１ ５４ ０ ０ｍ ｇ ／ Ｌ条件下具有良好的稳定性和抗剪切性。研究表明,疏水缔合聚合物溶液浓度为２０ ０ ０ｍ ｇ ／ Ｌ时, 弱凝胶体系经过射孔孔眼模型剪切作用后, 具有良好的抗剪切性能, 在１ ８ ０ｄ后凝胶强度可达到１ ００ ０ ０ｍ Ｐ ａ ·ｓ , 未出现脱水、 破胶的现象, 表现出良好的长期稳定性; 在 １８ ５ ２× １ ０ － ３μ ｍ ２和７ ７ ４× １ ０ － ３ μ ｍ ２ 填砂管组成的并联模型上, 弱凝胶体系优先进入水驱后的高渗岩心而使后续注入液转向进入低渗岩心, 改善了高温高盐非均质油藏开发效果。     

缔合聚合物调剖剂性能评价与现场应用

针对中原文明寨、马寨油田的高温高盐油藏特点,研制了缔合聚合物调剖剂。该调剖剂的基本组成为:0.25%~0.35%缔合聚合物AP-P4;0.04%~0.05%交联剂MZ-YL;0.06%~0.07%交联剂MZ-BE;酸度调整剂0.12%。室内性能评价结果表明,该调剖剂适用油藏温度90℃,耐受矿化度达104mg/L的地层水,热稳定性好。调剖剂成胶时间可调,抗剪切,可用于深部调剖。在文明寨、马寨油田现场应用24井次,泵入前粘度12283 mPa.s,成胶粘度>10×104mPa.s,平均单井吸水厚度增加6.8m/4层,平均单井增油580t。     

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。     

疏水缔合聚合物溶液的抗剪切机理研究

疏水缔合聚合物分子链上疏水基团的引入使其溶液具有独特的抗剪切性能,从而在油气田开采领域具有广阔的应用前景。为了研究该溶液的抗剪切机理,文章在淡水和模拟油藏条件下对疏水缔合聚合物溶液的粘度在剪切后的恢复情况进行了测试。结果表明,与部分水解聚丙烯酰胺HPAM相比,不管是在淡水还是模拟油藏盐水中,疏水缔合水溶性聚合物具有很好的剪切稀释性和抗剪切性,进一步证明了疏水缔合作用对缔合聚合物溶液的抗剪切性的贡献,从而可以指导油气开采用缔合聚合物的施工设计。     

聚合物分子结构与老化稳定性关系研究

在胜利油田三类油藏条件下,系统研究了聚合物分子结构与长期稳定性能的关系。研究表明,疏水缔合聚合物依靠分子链间相互作用而具有优异的长期稳定性能,其次是耐温抗盐单体共聚物,而高分子量聚丙烯酰胺最差;提高缔合单体含量、提高聚合物特性黏数、降低水解度和在分子结构中引入功能单体能明显改善长期稳定性能;当疏水缔合聚合物分子结构中含0.5%(mol)的缔合单体、15%(w)的2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、特性黏数值大于1 400mL/g和水解度低于20%时,经120天老化后,溶液不会发生相分离,仍具有一定的增黏能力。     

利用团簇理论对疏水缔合聚合物稀溶液性质的探讨

以丙烯酸胺（AM）和十六烷基二甲基烯丙基氯化铵（C16DMMAC）为原料，无皂共聚合成了疏水缔合聚合物PAMC16-X。考察了疏水单体含量、聚合物初始浓度、NaCl浓度及温度对PAMC16-X稀溶液性质的影响。并采用团簇理论对其稀溶液性质和Huggins系数的变化进行了解释。结果发现，该理论可以合理解释有关疏水缔合聚合物稀溶液的一些实验现象，但也存在一定问题。     

聚合物驱油剂PL-1的合成与性能研究

采用水溶液聚合的方法合成了聚合物驱油剂PL-1，并通过室内实验进一步研究了表面活性剂浓度、聚合温度、各种单体(疏水单体、阴离子单体)含量以及聚合物在盐水溶液中表观粘度的影响。实验结果表明：疏水单体与阴离子单体含量分别在0．75％与15％时，该聚合物驱油剂PL-1具有很好的增粘效果，其性能能够满足高温、高矿化度油藏聚合物驱油的要求。     

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。     

A Laboratory Study of the Microgel Used for Polymer Flooding

Abstract

Microgel solution composed of hydrophobically associating polymer and chromium acetate was prepared by gelling under shear provided by a peristaltic pump running at required speed. Experiments were conducted to determine microgel size, injectivity, plugging ability during polymer flooding, and ability of enhanced oil recovery. Results showed that the size of the microgel obtained was in the range of 0.1–170 μm by adjusting the rotational speed of the peristaltic pump. In polymer flooding, the microgel solution was intruded into the sand pack easily and could improve the plugging of following polymer flooding. Furthermore, the injection of microgel solution was useful to enhance oil recovery in the process of the following polymer flooding.     

油田用疏水缔合物的分子设计

从疏水缔合物的疏水效应和疏水机理出发，论述了疏水缔合物结构与性能的关系，并结合现阶段疏水缔合物研究现状以及油田用疏水缔合物的要求，对油田用疏水缔合聚丙烯酰胺共聚物的分子设计进行了综述。     

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文章使用荧光光谱、粘度法和冷冻蚀刻透射电镜等手段，研究了疏水缔合聚丙烯酰胺(HAPAM)在水溶液中通过疏水缔合形成疏水微区、超分子聚集体及发展到空间网络的过程。在荧光实验中，以芘为探针，通过Ｉ₃/Ｉ₁与聚合物浓度的变化关系确定了溶液的临界缔合浓度，研究了疏水缔合聚合物在溶液中的缔合状态及网络结构的形成过程。使用透射电镜研究了疏水缔合聚合物溶液的微观结构，发现疏水缔合聚合物在一定浓度时可以形成网络结构。通过粘度法证实当溶液中有大量疏水微区生成时，聚合物溶液粘度将急剧增大。     

疏水缔合水溶性聚丙烯酰胺的溶液结构的研究

应用流变学方法及扫描电镜,环境扫描电镜手段对疏水缔合聚烯酰胺和传统的超高分子量部分的水解聚丙烯酰胺进行了对比研究。结果表明,在相同浓度的条件下,前者的增粘能力远大于后者。其原因在于前者通过疏水缔合作用在溶液中形成了三维网络状结构。在不同浓度和不同放大倍数的条件下观察到的溶液结构具有一定的自相似性,说明该疏水缔合水溶必聚合物的溶液结构具有一定的分形特性。