抗盐聚合物分子集聚影响因素及其渗流特性

利用电镜扫描方法研究了驱油用抗盐聚合物ASPAM和部分水解聚丙烯酰胺PHPAM溶液的分子聚集现象;模拟现场聚合物注入过程,分析了聚合物溶液质量浓度、配制水矿化度、多级过滤和机械剪切作用对聚合物分子聚集体的影响;通过岩芯实验,分析了ASPAM的渗流特性.结果表明,ASPAM显示了分子的聚集状态,达到聚集状态后其粘度显著提高;ASPAM较PHPAM具有优异的抗盐和抗剪切性,在多孔介质中的动态滞留量更大.实验研究对现场应用抗盐聚合物驱油,以及聚合物的改性具有指导意义.     

HPAM／有机钛弱凝胶体系的室内研究

在较高温度和矿化度条件下,使用部分水解聚丙烯酰胺和有机钛交联剂,采用延迟交联技术,制备了耐高温和耐盐的弱凝胶体系。考察了聚合物浓度、交联剂浓度、延缓交联剂浓度、稳定剂浓度、温度、矿化度以及PH值对体系粘度的影响。     

驱油用聚合物PF1的合成与性能评价

鉴于部分水解聚丙烯酰胺在高温、高矿化度油藏中聚合物溶液的增粘作用明显丧失，且柔性链易于剪切降解的缺陷，采用加入增强聚合物链刚性与耐温性的长链疏水单体以及强极性单体的方法，改善聚合物的水溶性与耐温抗盐性，合成了三次采油用聚合物PF1，研究了引发温度对聚合物分子量的影响，以及极性单体、疏水单体的浓度对聚合物在复合盐水溶液中表观粘度的影响，进一步评价了聚合物的抗剪切性。当疏水单体与极性单体的含量分别在0．5％、6％及引发温度在11℃时，该聚合物驱油剂PF1具有很好的增粘性与抗剪切性，其性能可满足不同矿化度油藏聚合物驱油要求。     

聚/表二元体系流度控制作用对采收率的影响——以大港孔南高凝高黏油藏为例

大港油田孔南地区油藏具有高凝、高黏和高矿化度等特点,水驱开发效果较差,亟待采取大幅度提高采收率技术措施。为考察聚/表二元复合体系流度控制能力对采收率的影响,以目标油藏储层岩石和流体物性为模拟对象,开展了聚/表二元复合体系黏度对采收率影响实验研究。结果表明,对于非均质油藏,与洗油能力相比,聚/表二元复合体系流度控制能力对采收率贡献率超过70%。从技术和经济角度考虑,目标油藏聚/表二元复合驱合理黏度比(μp/μo)为1~2。通过在聚合物干粉熟化过程中添加除垢剂,不仅可以消除钙镁离子对聚合物增黏性的不利影响,而且除垢剂与水中钙镁离子作用形成的微米级固体颗粒可以随聚合物溶液进入岩石孔隙,产生良好液流转向效果,技术经济效果十分显著。     

疏水改性聚丙烯酰胺的溶解性能研究

采用电导法对一系列疏水改性聚丙烯酰胺的溶解性进行了研究。考虑了疏水基含量,分子量大小,阴离子基团种类及聚合物试样颗粒大小对溶解速度的影响。结果发现,在相同条件下,疏水改性聚丙烯酰胺的溶解时间远远长于聚丙烯酰胺的溶解时间,疏水基含量越高,溶解速度越慢,分子量越高,溶解速度越慢;聚合物颗粒越大,溶解速度越慢。实验结果实证了采用电导法研究疏水缔合聚合物溶解性的可行性。     

聚合物溶液在多孔介质中流动规律实验研究

由于孔隙介质的复杂性和聚合物溶液的黏弹性,导致聚合物溶液在多孔介质中流动与在流变仪中的流动相比更加复杂,同时聚合物溶液在多孔介质中的流动规律直接关系到驱油方案的制定。因此本研究设计并开展了聚合物溶液(部分水解聚丙烯酰胺)在岩心中流动参数测定实验,给出了岩心渗透率、聚合物溶液质量浓度、聚合物相对分子质量、聚合物溶液注入速度对阻力系数、岩心中流动黏度的影响规律。结果表明,聚合物溶液存在一个临界质量浓度,当溶液质量浓度低于临界质量浓度时,阻力系数与表观黏度基本相等;当溶液质量浓度高于临界质量浓度时,阻力系数远小于溶液表观黏度,且随着溶液质量浓度增加,两者之间差值增大。聚合物溶液在岩心中流动黏度远小于溶液在流变仪中表观黏度,且随着溶液质量浓度增加,溶液在岩心中流动黏度的增加幅度远小于溶液表观黏度的增加幅度。     

酚醛树脂交联聚丙烯酰胺弱凝胶的制备与性能评价

为了提高调剖效果,开展了新型调剖剂的研制.实验利用低浓度聚丙烯酰胺溶液和酚醛树脂交联剂反应形成了弱凝胶体系.成胶后通过流变仪对其进行性能评价.测试了凝胶体系的耐温性、耐矿化度、稳定性和老化时间.结果表明,交联聚合物弱凝胶的性能稳定,耐盐、耐剪切、流动性好.在55℃下,聚合物浓度为3 000mg/L,交联剂浓度为0.25%时,弱凝胶成胶时间适中(7~8h),成胶强度大于300 000mPa·s,有利于油层深部的封堵.     

缔合聚合物溶液的粘弹性实验研究

在模拟大庆主力油藏条件下,研究了浓度和矿化度变化过程中缔合聚合物溶液的动态粘弹性,结果表明:浓度和矿化度对其溶液粘弹性的影响与对HPAM溶液的影响相同;HPAM溶液的粘弹性是由分子链间的缠结作用引起的,而缔合聚合物溶液的粘弹性主要是由分子链间的缔合作用引起的,因此缔合聚合物溶液在比较低的浓度下就表现出了明显的弹性;在低而宽的频率范围内,缔合聚合物溶液的弹性明显大于HPAM溶液的弹性,说明缔合聚合物溶液在多孔介质中流动时,在比较小的剪切速率下就表现出弹性.这就意味着不需要很高的注入速度,就可以达到利用缔合聚合物溶液的弹性来提高驱油效率的目的.     

聚丙烯酰胺溶液的地下流变特征

通过室内物理模拟方法，利用岩心流动实验装置，研究了不同分子量、浓度的聚合物溶液通过不同渗透率的多孔介质流变特性。实验结果显示聚丙烯酰胺溶液在多孔介质中呈现剪切变稀主剪切增稠的双重流变特性，其临界流速随分子量、浓度的增加而减小，随渗透率增大而增大。在剪切增稠区，流变性满足幂律模型，而且流变行为指数仅仅是聚合物本身性质参数的函数，而与渗透率无关。这一结果认为在聚合物驱的注入井附近地带将导致附加压降，影响聚合物的注入性能。     

高盐中低渗油藏聚合物溶液储层适应性研究 ——以长庆油田“长4＋5”块为例

目前，对聚合物驱油技术的需求正从低盐油藏向高盐和特高盐油藏转移，提高聚合物溶液在高盐油藏的适应性已经成为石油科技工作者亟待解决的技术难题。为了提高目标储层的采收率，主要对长庆油田“长4+5”高盐油藏区块，从物理化学、高分子材料学和油藏工程等知识入手，通过仪器检测、化学分析和物理模拟等实验方法，在高矿化度溶剂水条件下进行了聚合物溶液油藏适应性研究。结果表明，在聚合物质量浓度（CP）为300～900 mg/L的条件下，当聚合物的相对分子质量（M）分别为800×104、1 400×104、1 700×104、2 000×104时，聚合物溶液岩心渗透率极限（Kg）分别为（25～40）×10－3、（30～55）×10－3、（35～70）×10－3、（45～80）×10－3 μm2。在目标油藏注入水和温度条件下，油藏储层内岩石与水解聚丙烯酰胺聚合物溶液间配适性与岩石孔隙渗透率、聚合物相对分子质量和聚合物质量浓度等因素有关，相关曲线上方为配伍区，下方为堵塞区，孔喉半径中值与聚合物分子线团尺寸Dh的比值为3.02～5.76。     

基于颗粒接触理论的深层砂土剪切波速度

为了研究深层砂土剪切波速度,首先假设深层砂土为不规则排列等球体颗粒的集合体,在颗粒接触理论以及细观颗粒弹性力学的研究成果上推导出砂土的等效剪切模量,继而得到宏观剪切波速计算公式;然后分析了孔隙率、饱和度、内摩擦角、土粒密度、应力大小以及砂土颗粒的弹性模量和泊松比等因素对剪切波速的影响,最后将理论方法计算结果与深层砂土实...     

HPAM与油之间的界面剪切粘度实验研究

用改进后的沟槽式界面粘度仪测定方法系统地测量了不同聚合物,不同取合物浓度,不同矿化度的聚合物溶液／模拟油体系在不同温度下的界面剪切粘度。实验结果表明,聚合物溶液／模拟的界面剪切粘度同时受温度、聚合物浓度及溶液与化度的影响,且其变化规律与聚合物溶液的体相粘度的变化规律截然不同。通过分析,提出了表生界面流变性的另一参数－无因次界面粘度,它排除了因聚合物溶液体相粘度变化带来的界面粘度变化,并分析了温度１     

杏13区块三类油层聚合物吸附特性及其驱油实验研究

杏13区块三类油层在实施聚合物驱油时,研究聚合物在油藏孔隙中的吸附滞留情况及对驱油效果的影响。通过室内油砂吸附性实验及岩芯驱替实验,对相对分子质量为700×104抗盐聚合物、相对分子质量为1 800×104和2 500×104进行不同层位不同质量浓度的聚合物吸附研究及其驱油效果对比。结果表明,在三类油层上,不同相对分子质量的聚合物在油砂上的吸附量不同;不同质量浓度的聚合物溶液吸附损失对聚合物溶液的黏度影响不同;在相同质量浓度下,相对分子质量为700×104抗盐聚合物和2 500×104聚合物在水驱基础上化学驱采出程度在11%~14%;相对分子质量1 800×104聚合物水驱基础上化学驱采出程度在10%~12%。     

压裂用VFM超疏水高分子覆膜砂的制备及其性能研究

通过高分子膜自组装技术制备了VFM超疏水界面砂,研究了VFM高分子膜的表面形态和疏水结构,以及覆膜材料对压裂砂破碎率和单颗粒抗压强度的影响。通过水、煤油、江汉油田S106-1、S106-3、SG106井的原油和返排水在疏水砂柱中和空白砂柱中的渗透率对比试验,可知油井排水在疏水砂柱中的渗透率比原油的渗透率小得多。通过水油阻力比值(NFRR)评价实验研究了VFM超疏水界面砂的油相渗透性和控水性能。室温20℃、围压2 MPa VFM超疏水界面砂的NFRR值可达到5.37。支撑剂的短期导流能力受闭合压力和材料本身的影响最明显。VFM支撑剂导流能力最大,在室温20℃、围压50 MPa导流能力可达120 mm2·cm。     

改性石英砂的润湿性能研究

对经过改性处理之后的普通石英砂的润湿性能进行了研究。实验采用滴水穿透时间法（WDPT）、酒精溶液入渗法（MED）、接触角测定法三种方法。通过这三种方法来定性和定量地描述其润湿性能。实验结果表明：直接经过酸化处理的石英砂与经过硅烷化处理的石英砂的润湿性能有着明显的改变,前者较普通石英砂表现更为亲水,而后者表现出斥水性。此研究为用石英砂模拟不同润湿性能土壤提供了表面改性方法以及前期的理论准备。     

朱寨子油区低压低渗储层钻井液保护技术研究

朱寨子油区的油气藏具有压力系数低、物性差、渗流能力低、孔喉微细、比表面积大和泥质含量高等特点,容易受到固相、液相、聚合物吸附、矿物敏感等伤害。分析了朱寨子油区储层伤害机理,提出了朱寨子油区储层钻井液保护技术,在钻井液中加入一定量的聚合物抑制剂和无机盐抑制剂,可有效防止储层中的敏感矿物因滤液入侵而引起的敏感性伤害;经粒径优化的架桥粒子和可软化变形的ST-3按一定比例复配而成的复合暂堵剂,可以形成致密的泥饼以减少钻井液的侵入量和侵入深度;由两种表面活性剂复配组成的HFR可有效降低油/水界面张力而显著降低储层水锁损害的程度。有助于将侵入储层的液相返排出来,提高油相饱和度和渗透率,改善储层的渗流能力,最终提出两套钻井液保护技术。     

Application of artificial neural network for calculating anisotropic friction angle of sands and effect on slope stability

The anisotropy effect is one of the most prominent phenomena in soil mechanics. Although many experimental programs have investigated anisotropy in sand, a computational procedure for determining anisotropy is lacking. Thus, this work aims to develop a procedure for connecting the sand friction angle and the loading orientation. All principal stress rotation tests in the literatures were processed via an artificial neural network. Then, with sensitivity analysis, the effect of intrinsic soil properties,consolidation history, and test sample characteristics on enhancing anisotropy was examined. The results imply that decreasing the grain size of the soil increases the effect of anisotropy on soil shear strength. In addition, increasing the angularity of grains increases the anisotropy effect in the sample. The stability of a sandy slope was also examined by considering the anisotropy in shear strength parameters. If the anisotropy effect is neglected, slope safety is overestimated by 5%-25%. This deviation is more apparent in flatter slopes than in steeper ones. However, the critical slip surface in the most slopes is the same in isotropic and anisotropic conditions.     

运用组分模型进行的化学驱数值模拟(英文)

通过化学驱数值模拟软件UTCHEM - 6.0在岩心实验数据历史拟合中的运用 ,研究了化学驱油机理。研究结果表明 ,当聚合物段塞足够大时 ,聚合物注入时机对最终采收率影响不大。原始含油饱和度大小能够反映岩心孔隙状况和油在岩心中的分布特征。碱能够与原油中的有机酸反应生成表面活性物质 ,有利于降低界面张力 ,采收率增幅达 2 0 %以上。     

电流密度对电化学阻垢性能的影响

为研究电流密度对电化学阻垢性能的影响,设计了电化学阻垢实验装置,研究了不同电流密度（100~400?A·m-2）处理条件下,溶液的溶解性总固体（TDS）和电导率（EC）的变化规律。结果表明:增加电流密度可以提高电化学阻垢性能,在电流密度为200?A·m-2的条件下,阻垢率约为不通电条件下的6~8倍。在电化学水处理过程中,溶液TDS和EC随电流密度的增加而线性减小,其中电场增强、极板积垢和pH降低是TDS减小的主要原因,Ca2+浓度降低以及电极钝化是EC减小的主要原因。在电流密度为400?A·m-2的条件下,TDS和EC极小值分别为804?mg/L和1 482?μs·cm-1,TDS和EC降低率分别为47.0%和48.0%。     

交联聚合物溶液蠕变回复效应及对驱油效率影响

进行了交联聚合物溶液在多孔介质中的流动试验,观察到交联聚合物溶液的蠕变回复现象,说明交联聚合物溶液在多孔介质中产生了粘弹效应.通过交联聚合物溶液变流速(67,161,67 cm/d)与恒速(67 cm/d)驱油时,即存在蠕变回复效应和无蠕变回复效应驱油,考察交联聚合物溶液蠕变回复效应对驱油效率的影响,结果表明,在本实验条件下,蠕变回复效应能增加原油采收率1.5%.