部分枝化黏弹性颗粒溶液的增黏性及抗剪切性

为了研究剪切条件下B-PPG溶液的黏度及黏弹性变化的机理,通过机械剪切(模拟聚合物从设备到井筒注入过程中所受剪切)和射孔孔眼(炮眼)剪切(模拟聚合物溶液通过射孔孔眼及近井地层所受剪切)方法,研究了B-PPG在不同剪切强度作用下溶液的黏度保留率,并利用原子力显微镜观察B-PPG溶液的微观结构。结果表明,B-PPG的增黏性较好。70℃下当溶液质量浓度大于3.5 g/L时,颗粒的支化链相互缠绕形成的网络结构导致溶液黏度迅速增大。B-PPG的抗剪切性较好。B-PPG溶液的表观黏度随剪切速率增加而降低;B-PPG溶液浓度越高,溶液黏度降幅越大。机械剪切后B-PPG溶液的黏度保留率大于50%,模拟射孔孔眼剪切后的黏度保留率大于20%。剪切前后的B-PPG溶液均以储能模量为主。两种剪切条件下B-PPG原有的交联网络结构均有不同程度地破坏,分子间连接较弱,不同剪切类型及强度对网络结构的破坏程度不同,射孔孔眼剪切对网络结构的破坏最大。图13参14     

支化预交联凝胶颗粒驱油机理可视化实验研究

通过可视化非均质模型驱油实验,对比研究了黏弹性支化预交联凝胶颗粒(B-PPG)和聚合物2种体系的流动规律和驱油效果,分析了B-PPG的质量浓度和注入速度对体系驱油效果的影响。结果表明:与聚合物相比,B-PPG具有更大的波及系数和更好的驱油效果;B-PPG既能通过提高溶液黏度进行流度控制,其中的黏弹性颗粒又能在孔隙中以流动—堵塞—变形通过的运移方式使液流不断转向,动态改善了模型的非均质性,提高了波及面积;B-PPG体系的质量浓度越大,流速越低,驱油效果越好。     

多孔介质中多相泡沫微观流动规律研究

通过微观刻蚀模型对泡沫、微球和多相泡沫体系在多孔介质中的微观渗流特征进行研究,结果表明:泡沫主要以变形、分割的方式通过多孔介质,且小气泡的运移速度要快于大气泡,其封堵具有叠加性;微球在多孔介质中以串状、长条状或团状聚集体存在,通过直接或变形的方式通过孔喉,以吸附、喉道处架桥和孔喉连接处堆积来形成封堵,但稳定性不强;多相泡沫体系中,微球吸附甚至包围在泡沫液膜表面,泡沫在微球的包围簇拥下向前运移,稳定性增强,对深部调剖封堵效果更好。     

支化预交联凝胶颗粒在油藏中的运移与调剖特性

调剖剂在多孔介质中的运移能力是影响其深部调剖性能的关键。支化预交联凝胶颗粒（B-PPG）是一种在PPG基础上发展的带有支化链的新型调剖剂,支化结构的引入能够增强其膨胀性能,提高颗粒弹性变形能力,使其通过弹性形变通过孔喉,运移至油藏深部调剖。针对该型调剖剂,设计了孔隙介质中的运移与调剖实验,重点考察了其微观运移与封堵特征、不同渗透率条件下的深部运移能力和调剖效果。结果表明,B-PPG膨胀能力较部分PPG强（体积/粒径膨胀倍数为47.3/3.6）。粒径大于喉道直径的B-PPG能够通过弹性形变通过孔喉,同时以单颗粒或多颗粒堆积的方式对孔喉形成暂时性和反复性的封堵。在匹配渗透率条件下（1.6~3.2D）,B-PPG能够运移至模型深部,实现液流转向,扩大波及体积,为实现非均质油藏深部调剖提供了可行的技术选择。     

非均质油层聚合物驱后粘弹性支化预交联凝胶颗粒驱提高采收率技术

为研究非均质油层聚合物驱后粘弹性支化预交联凝胶颗粒（B-PPG）进一步提高剩余油采收率机理及驱油效果,设计了非均质微观玻璃刻蚀网络模型驱油实验、可视化平板夹砂模型驱油实验和非均质平行双填砂管调驱实验。结果表明,非均质微观玻璃刻蚀网络模型驱油实验中,聚合物驱后剩余油主要分布在未波及到的低渗透区及高渗透区的边角区域,聚合物波及孔道中的剩余油主要以油膜和油珠的形式存在。B-PPG颗粒在不同孔径的孔道以阻塞—变形方式运移,致使驱替液不断发生转向,从而提高波及系数;B-PPG颗粒能有效地改善油层的非均质性,并有利于解决聚合物驱后水窜问题,可视化平板夹砂模型驱油实验较聚合物驱可提高采收率为21.7%。非均质平行双填砂管调驱实验中,注聚合物段塞调驱效果有限,转注B-PPG颗粒悬浮液段塞后可有效地改善非均质油层吸水剖面,使低渗透油层得以开发,非均质平行双填砂管调驱实验较聚合物驱可提高采收率为22.9%。     

弱凝胶在多孔介质中的运移规律研究

通过线性填砂模型和透明微观模型实验,研究了弱凝胶在多孔介质中的运移规律和提高采收率的一般特性。线性填砂模型研究发现,弱凝胶在多孔介质中有较强流动性能和传播性能;透明微观模型实验研究发现,弱凝胶优先进入低阻力的大孔道,可拉伸变形通过窄小孔道,弱凝胶运移过程受到剪切稀释。弱凝胶的主要作用是驱替,而调剖只是初期或暂时的效果。     

缔合聚合物在多孔介质中的渗流运移特征

为了探讨缔合聚合物在多孔介质中能否保持较高的有效粘度,并指导其矿场应用,进行了不同类型缔合聚合物溶液性能评价和物理模拟实验。测试了不同类型聚合物在不同的质量浓度和剪切速率条件下的增粘性能,在高质量浓度条件下,缔合聚合物的增粘性较常规驱油用聚合物好,但其表观粘度受剪切速率影响大。在多孔介质中的有效视粘度和渗流运移特征及驱油效果表明,具有超高相对分子质量且分子间存在缔合作用的聚合物表现出了较好的增粘性和在多孔介质中均匀的压力传递特征,其作为驱油剂具有较好的应用前景,而仅靠分子间缔合作用增粘的普通缔合聚合物作为驱油剂的应用有待进一步改进和完善。     

用微模型实验研究颗粒运移机理

颗粒运移在地层损害中占很大比例。研究颗粒在多孔介质内的运移机理有助于用数学的方法更加真实地模拟颗粒在多孔介质内的运移堵塞规律,以便更加清楚地认识颗粒损害机理。本文用微观模型可见技术研究了水动力学条件及颗粒自身性质对颗粒运动的影响,得出了颗粒运移的一些规律。     

超高分子量缔合聚合物溶液的流变特征及微观结构研究

超高分子量缔合聚合物比普通缔合聚合物具有更高的分子量和更小的缔合度,因此具有不同的增黏性、黏弹性和微观结构。选择了相对分子量500万的普通缔合聚合物和相对分子量1 900万的超高分子量缔合聚合物溶液,通过渗流黏度测试装置和安东帕流变仪对其进行了渗流黏度、黏弹性测试。结果表明,超高分子量缔合聚合物通过自身的高分子量和分子链间相互缔合的协同作用,在多孔介质渗流中能形成更高的渗流黏度,在稳态剪切条件下具有更高的威森伯格数;通过冷冻蚀刻扫描电镜对超高分子量缔合聚合物溶液的微观结构观测表明,相对于普通缔合聚合物,超高分子量缔合聚合物溶液链与链间能形成更加紧密的网状结构;驱油实验研究表明,超高分子量缔合聚合物具有比普通缔合聚合物更好的驱油性能。     

黏弹性流体分形多孔介质渗流数学模型及计算方法

为了研究黏弹性流体在多孔介质中的渗流规律,将分形理论应用于黏弹性流体的渗流模拟中,通过推导黏弹性流体有效黏度关系式,得到了多孔介质的分形孔隙度和分形渗透率表达式,进一步建立了黏弹性流体分形多孔介质渗流数学模型。使用有限差分方法对黏弹性流体分形多孔介质渗流数学模型进行了数值求解,并利用拉格朗日插值法求得了稳定流状态不同压力下的流量。通过对大庆油田采油四厂5口复合驱井进行实例计算的结果表明,黏弹性流体分形多孔介质渗流数学模型计算所得产液量与实测产液量之间的平均相对误差较小,该模型具有一定的实用价值。