新型聚合物复合纳米微球调剖驱油剂研究

针对大庆油田某区块油井含水率高、水窜现象严重、水驱开发效果差等特点,采用分散聚合法研制了一种新型聚合物复合纳米微球调剖驱油剂NWQ⁃2,并在室内评价了其粒径分布、吸水膨胀性能、耐温抗盐性能、黏弹性能、调剖封堵性能以及驱油性能。结果表明,复合纳米微球NWQ⁃2的平均粒径为512.6 nm,且粒径分布均匀,在蒸馏水中20 h的吸水膨胀倍数可以达到10倍以上,在高温（120 ℃）高矿化度水（75 200 mg/L）中20 h的吸水膨胀倍数仍能达到8倍以上,说明NWQ⁃2具有良好的吸水膨胀性能和耐温抗盐性能;复合纳米微球NWQ⁃2吸水膨胀后具有良好的黏弹性能,对不同渗透率的岩心均具有良好的调剖封堵效果,能使大孔道得到有效封堵,增大注入压力,使后续注入流体更多的进入微小孔道;非均质岩心中注入0.5 PV复合纳米微球NWQ⁃2后,能显著提高岩心水驱后的采收率,增幅可达20%以上,具有良好的驱油效果。     

高温高矿化度油藏调驱用纳米微球HP-2体系的研究

针对弱凝胶体系在高温高矿化度油藏调驱效果差的问题,研制了一种耐温耐盐的聚合物纳米微球HP-2体系,利用激光粒度分析仪和光学显微镜评价了HP-2的微观形貌和粒径分布,并以膨胀倍数为评价指标研究了HP-2的吸水膨胀曲线,分别利用均质岩心和非均质岩心评价了聚合物纳米微球HP-2的封堵、耐冲刷以及调驱性能。结果表明,平均粒径为407.2nm的聚合物纳米微球HP-2为圆球度很高的球形颗粒,在高温(90℃)高矿化度(97 686mg/L)油藏的吸水膨胀倍数为34.1g/g。三层非均质岩心调驱实验结果表明,聚合物纳米微球HP-2体系可在水驱采收率基础上提高采收率幅度达17.3%。该聚合物纳米微球HP-2体系在高温高矿化度油藏应用前景广阔。     

聚合物微球水化动态特征及其渗流特性研究

针对渤海油藏调驱技术实际需求,开展了聚合物微球水化动态特征及其渗流特性研究。结果表明,随水化时间延长,聚合物微球吸水膨胀倍数增加,最终膨胀倍数为4.5倍左右。当水化时间低于50 h时,膨胀速度较快,之后膨胀速度减缓,360 h后达到稳定。与聚合物溶液中分子聚集体尺寸分布相比较,2种聚合物微球粒径分布范围都比较集中,其中10^#微球初始粒径中值为4.36 μm,水化240 h后为20.00 μm左右;11^#微球初始粒径中值为8.45 μm,水化360 h后为40.00 μm,膨胀倍数为4.72。在聚合物微球注入岩心过程中,颗粒间黏连和孔隙过滤作用会造成微球在岩心端面滞留和暂堵,进而引起微球注入过程中压力异常升高。在岩石孔隙内,聚合物微球可以进一步水化膨胀,表现出“运移-捕集-再运移-再捕集……”渗流特性。     

杏南油田含聚污水表面活性剂降压增注研究

杏十三区含聚污水回注区块受残余聚合物影响,导致区块吸水效果下降,影响油田开发效果。因此,开展了含聚污水区块降压增注表面活性剂配方及配套工艺参数研究。首先对注入水进行了全水质分析;以石油磺酸盐为基础药剂,通过测量界面张力进行复配药剂及添加剂的筛选;对体系进行性能评价后,开展了室内岩心驱替实验,从而优化了注入参数。结果表明,降压增注表面活性剂的最佳配方（质量分数）为：0.7%石油磺酸盐+2.0%重烷基苯磺酸盐+0.5%无水乙醇+1.0%NaCl,与原油之间的界面张力为6×10-3 mN/m;在岩心驱替实验中,最佳注入速度为0.15 mL/min,最佳注入量为1 PV,最优段塞组合为0.5 PV+0.3 PV+0.2 PV,在不同渗透率的条件下,降压率均超过24%。     

“弱凝胶+水基微球”组合调驱数值模拟量化的表征研究

为优化渤海B油田注水开发油田调驱效果,利用CMG数值模拟软件,围绕“弱凝胶+水基微球”组合调驱提高采收率效果展开了优化研究。根据该油田已知的地质油藏属性,对生产井的历史数据进行历史拟合,建立了实际三维地质模型,对影响单一段塞弱凝胶调驱、单一段塞水基微球调驱以及“弱凝胶+水基微球”组合调驱效果的因素进行分析优化设计,并针对相关生产指标进行了预测。结果表明,“弱凝胶+水基微球”组合调驱效果明显优于单一段塞调驱效果;通过数值模拟优选出调剖剂(弱凝胶)最佳注入工艺参数：质量分数为0.50%,注入量为0.000 11 PV,A2H井、A3H井注入速度分别为240、200 m³/d;通过数值模拟优选出调驱剂(水基微球)最佳注入工艺参数：质量分数为0.30%,注入量为0.003 00 PV,A2H井、A3H井注入速度均为500～600 m³/d。组合调驱方案能有效达到降水增油和提高原油采收率的目的。     

延时膨胀聚合物微球制备及天然气驱封窜性能研究

长庆油田某区块非均质性较强,地层中有大孔道、微裂缝和高渗透条带,在实施天然气驱过程中气窜风险较高,而传统聚合物微球吸水膨胀速率快,易剪切破碎,封堵强度低。针对这些缺点,通过引入激活交联剂,采用反相乳液聚合法合成了一种延时膨胀聚合物微球,并采用激光粒度仪、偏光显微镜等手段对其进行了结构表征;通过室内实验,系统评价了延时膨胀聚合物微球的抗温性、抗盐性、溶胀性、稳定性和天然气封堵性。结果表明,延时膨胀聚合物微球抗温85 ℃,抗盐100 000 mg/L,延时7 d膨胀,粒径扩大倍数达到5.5,并长期保持稳定,稳定性大于6个月,封堵率大于92.0%,可用于地层深部微裂缝和高渗条带的封堵作业。     

聚合物微球调驱工艺优化设计

聚合物微球具有进行深部调驱的性能, 选用纳米聚合物微球与核壳自胶结微球进行室内实验, 对注 入段塞工艺、 不同类型微球组合注入次序与比例以及注入方式进行了系统的优化。结果表明, 相比高质量浓度短段 塞及低质量浓度长段塞, 中等质量浓度中等段塞注入聚合物纳米球工艺综合了以上两种注入工艺的优点, 可以在适 当的时间内获得相对稳定的采收率; 先注入核壳自胶结微球后注入纳米球对于中低渗地层进行深部调驱具有更高 的微球利用率及开发效果, 实验条件下两者的最佳P V数比为1∶1; 间隔注入工艺, 使得微球分布于更为广泛的地 层中, 对于前期形成的新的渗水通道可以进行及时的微球补充, 从而使得采收率持续增长。     

胜利油田沾3内源微生物驱油用激活剂及注入工艺研究

本文以沾3块油藏内源菌群为激活对象,采用了室内激活筛选实验和物理模拟评价驱油实验相结合的方法研究了不同的激活剂配方体系对内源微生物的激活效果并且优化出最佳注入工艺.首先通过室内激活实验,筛选出以多糖D为主体的激活剂体系配方,然后通过物理模拟驱油评价实验,考察不同的激活剂用量、注入方式、空气配注量的情况下的增油效果,发现多糖D系列激活剂在0.3PV注入量,0.15PV激活剂+0.20PV地层水+0.15PV激活剂段塞,20:1空气配注量的情况下,微生物提高采收率程度最高达到7.8%.     

低渗透油藏微乳液配方的优选及性能研究

对适用于低渗透油藏开发的微乳液配方及性能进行了研究,并以方程系数法为基本方法,通过室内实验确定出适用于朝阳沟低渗透油藏的微乳液配方(质量分数):1%石油磺酸盐+1%正丁醇+1.38%正己醇,测量微乳液特性参数R=0.261,验证配方微乳液为最佳中相体系。使用激光粒度仪对微乳液体系进行粒子半径测量,测量其粒子半径在0.01~0.22μm,适用于朝阳沟油藏微小孔喉。通过微乳液驱替低渗透岩心实验,得到微乳液驱能在水驱采收率的基础上提高最终采收率7.41%,降低注入压力24%,验证了该微乳液体系对朝阳沟低渗透油藏的适用性。     

聚驱后提高采收率及注入参数优化实验研究

目前,渤海L油田已经进入Cr3+聚合物凝胶调驱（聚驱）调整阶段,亟待寻求聚驱后进一步提高采收率方法。针对矿场实际需求,开展了聚驱后提高采收率方法及其注入参数优化物理模拟研究。结果表明,与“高分”高质量浓度聚合物溶液、抗盐聚合物溶液、“聚合物/表面活性剂”二元体系和“碱/表面活性剂/聚合物”三元体系相比较,聚驱后Cr3+聚合物凝胶调驱采收率增幅有较大提高,技术经济效果较好。随调驱剂注入段塞尺寸增加,采收率增幅呈现“先增后降”变化趋势,注入段塞尺寸为0.2 PV时,“产出/投入”比最大。在调驱剂段塞尺寸相同条件下,与整体段塞相比较,采用“Cr3+聚合物凝胶+水+聚合物溶液+水”或“Cr3+聚合物凝胶+水”交替注入方式采收率增幅较大,表明该注入方式可以减缓“吸液剖面反转”进程,进一步提高中低渗透层波及系数。     

低渗裂缝性油藏封堵体系的优选及性能评价

低渗裂缝性油藏由于压裂裂缝及天然微裂缝的存在,油井大量出水,已无法正常生产,为了避免水驱过程中注入水沿老缝水窜至油井,提高注入水波及效率和原油采收率,提出老缝超细水泥封堵技术。在超细水泥浆水灰比优化的基础上,对封堵体系中的缓凝剂、降失水剂以及消泡剂加量进行优化,最后通过加入纤维,评价了纤维水泥石的力学形变性能。结果表明,超细水泥的最佳水灰比为0.7,优选出的超细水泥封堵剂的最佳配方为:800目超细水泥+0.4%缓凝剂+0.5%降失水剂+0.5%消泡剂。由于改性纤维的增塑和增韧的双重功效,使得水泥石具有很好的力学形变性能,15d抗压强度高达48.9MPa,完全能满足矿场封堵强度的要求。该体系在低渗裂缝性油藏中的油井老缝封堵中具有很好的适应性。     

Ca2+ 和Mg2+ 对聚/表二元体系性能影响研究#br# ———以大港孔南高盐高温高凝油藏为例

近年来,随着石油消费量增加和新增探明储量减少,石油公司开始重视非常规油藏开发工作。大港油田孔南地区属于高温高盐高凝油藏。为提高无碱聚/表二元复合驱增油降水效果,以大港孔南地区储层地质和流体为模拟对象,开展了溶剂水处理方式对聚/表二元体系性能影响研究。结果表明,消除注入水中Ca2+ 和Mg2+ 可以增加疏水缔合聚合物缔合程度,增大聚合物溶液和聚/表二元体系黏度和滞留量,进而增强液流转向效果。在疏水缔合聚合物溶液中加入成垢剂后,不仅可以消除钙镁离子,而且还能够形成微小垢颗粒,它们由聚合物溶液携带集中进入岩石孔隙,进一步增强了疏水缔合聚合物溶液和聚/表二元体系液流转向能力。与注入水和除垢水相比,含垢水配制聚/表二元体系液流转向能力较强,采收率增幅较大。     

特高含水油藏深部调驱体系三维物理模拟

以孤岛油田中一区Ng3注聚区为目标油藏,研究聚二乙烯基苯(divinylbenzene-co-acrylamide,DCA)微球-强乳化体系聚驱后提高采收率的能力.针对该油藏特点,设计非均质岩心物理模拟实验,优化DCA微球-强乳化体系的注入参数及微球粒径.以相似准则为原理设计三维非均质模型,用电阻率法测试不同驱替阶段含油饱和度变化,设计聚驱-井网调整-深部调驱和井网调整-聚驱-深部调驱2种实验方案.结果表明,DCA微球-强乳化体系在聚驱后仍可提高采收率8.3%左右;DCA微球-强乳化体系可封堵复杂的水流通道,对于高度分散的剩余油可有效提高采收率.     

低渗透油藏聚合物微球驱适应性分析及油藏筛选

聚合物微球是油田广泛应用的一种能够提高水驱采收率的深部调剖剂,为了更好地进行效果分析和调整,针对A油田区块油藏地质与开发特征以及聚合物微球驱后生产动态表现进行了归类分析,考察其油藏适应性及见效特征。主要从地质因素、微球匹配因素、工程因素3个方面对聚合物微球驱适应性进行了分析,结果表明含水率为30%~50%的孔隙裂缝型井组是主要挖潜对象,进行措施方案设计时应考虑微球与油藏孔隙吼道半径和地层水矿化度的匹配关系,段塞用剂的质量浓度和体积需要实验室专门评价。基于低渗透油藏聚合物微球适应性分析建立了油藏筛选标准,地层水矿化度、油藏渗透率、油层厚度等主要地质开发指标给出了具体的筛选指标界限,为待选区块发挥聚合物微球驱最大效果提供了保证。     

高含水砂岩油藏二类油层聚驱上返研究

针对目前砂岩油藏二类油层开发过程中存在动用程度低、高含水、原油采收率低等问题,提出一套井网、多套层系、注聚开发、逐层上返开发二类油层的方法。对大庆杏十二区葡I1-2层上返注聚孔隙体积、注入速度、注聚合物量、段塞组合等参数进行了优化。结果表明,对杏十二区葡I1-2层进行上返注聚开发,当注入量为1 PV,注入速度为0.16 PV/a,注聚合物量为1 200 mg/L⋅PV,先注入高质量浓度聚合物段塞,再注入低质量浓度聚合物段塞,采收率达到了50.11%,较预测水驱采收率提高了10.1%。     

耐温抗盐型水凝胶的设计合成及功能强化机制研究

为克服目前3次采油中水凝胶耐温抗盐性能差、机械强度低等问题,以丙烯酰胺(AM)、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)为聚合单体,通过水溶液聚合法合成水凝胶PBZD-1,基于单因素实验确定最佳制备工艺,并辅以常规改性和纳米改性两种实验方法进行功能强化改性,制备深度调剖用水凝胶PBZD-1-C和PBZD-1-M。采用FTIR、XRD、TG等表征水凝胶的化学结构、热稳定性等,进一步探究其吸水、耐温和抗盐等性能,并结合宏观性能和微观结构揭示其功能强化机制。结果显示：PBZD-1-C和PBZD-1-M的化学结构符合预期设计,热稳定性良好,350℃失重约20%,且具有良好的耐温抗盐性能,吸水倍率分别为198和249,可有效抵抗70 000 mg/L Na⁺、10 000mg/L Ca²⁺和Mg²⁺矿化度水;纳米二氧化硅、超细碳酸钙等材料主要通过自身三元刚性环状结构、成核剂及反应中心等赋予水凝胶优异的应用性能,使水凝胶的吸水、耐温和抗盐性能大幅提升。     

聚合物微球负载金、铂和铑纳米粒子的制备

通过蒸馏沉淀聚合法制备表面带不同官能基团的单分散Poly(DVB-co-AA),Poly(EGDMA-co-VPy),Poly(EGDMA-co-HEMA)-SH聚合物微球,并以这些聚合物为载体,通过原位还原高价金属盐前体,制备了一系列不同粒径的单分散贵金属Au、Pt和Rh纳米粒子.通过X射线光电子表面能谱(XPS)研究了聚合物载体与金属纳米粒子的相互作用,同时还分析了相互作用与粒径之间的关系.结果表明:不同官能团与金属纳米粒子间因得失电子产生相互作用,使得金属纳米粒子稳定于聚合物表面.对于同种金属,与聚合物载体的相互作用越强,粒径越小;对于同种聚合物载体,贵金属的电负性越强,粒径越大.     

盐质量浓度对交联聚丙烯酰胺微球性能的影响

采用核孔膜过滤、填充砂管、流变、动态光散射(DLS)及显微镜研究了盐质量浓度对交联聚丙烯酰胺微球的形态、大小及封堵特性的影响。结果表明,不同盐质量浓度下微球对核孔膜均能形成有效封堵;填充砂管实验结果表明,盐质量浓度对聚合物微球的封堵强度影响相对较小,而且对微球在填充砂管中的深入性能基本未造成影响。随剪切速率增加,微球分散体系的黏度有所增大,呈现出轻微的胀流性质,且盐质量浓度对交联聚合物微球流变性的影响不大。随着盐质量浓度增加,显微镜下观察到的微球的立体感更强,微球的粒径变小,但变化幅度较小。     

微波合成SiO2气凝胶核/聚苯乙烯壳微球研究

将水玻璃为硅源所制备的纳米孔硅气凝胶与苯乙烯单体用微波加热合成法制备出SiO2气凝胶核/聚苯乙烯壳复合微球.用顺序间隔取样测试方法试验复合微球的密度、转化率和包覆率与微波合成温度、时间和聚合体系各组分变化情况,分析讨论了影响变化因素和原因.通过TEM和FE-SEM对复合微球进行结构与形貌表征.结果表明,优选体系组分配比为SiO2气凝胶3g、苯乙烯21g、乙醇水溶剂配比为380g∶20g、引发剂4.2g及稳定剂2g,微波合成工艺参数为加热功率500W,加热时间40min、加热温度60℃.在此工艺条件下合成,复合微球合成转化率是67.1%、包覆率为32.7%,制备出的核壳结构复合微球的粒径约为100~200nm、震实密度为0.353g/cm3,且表面凹凸不平状似"草莓"的微粒.     

GMA-DVB聚合物微球制备

采用分散聚合法,以乙醇水溶液为介质,聚乙烯吡咯烷酮为分散剂,过氧化二苯甲酰为引发剂制备聚甲基丙烯酸缩水甘油酯-二乙烯苯窄分布聚合物交联微球。研究了分散聚合中,介质的醇水比、水油比、单体配比、引发剂用量以及搅拌速度和搅拌杆安装方式对微球形貌、粒径、粒径分布及收率的影响。使用数字图像分析仪分析表征聚合物微球的形貌、粒径、粒径分布。反应中使用显微镜跟踪观察了微球的形成过程,探索了分散聚合的反应机理。合成了球形形貌好、粒径在3～5?μm之间的GMA-DVB微米级单分散聚合物微球。