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。     

阴离子表面活性剂对疏水缔合聚合物溶液粘度的影响研究

研究了不同条件下、不同含量阴离子表面活性剂对疏水缔合聚合物和超高分子量聚丙烯酰胺溶液粘度的影响.结果表明,阴离子表面活性剂对超高分子量聚丙烯酰胺溶液的粘度基本上没有影响,对疏水缔合聚合物--烯丙基铵型疏水缔合聚合物溶液的粘度影响很大,存在极大值.指出在聚合物筛选时,必须进行矿化度、温度和表面活性剂对聚合物溶液粘度影响的全面分析,同时要考虑地层吸附和色谱效应对聚合物溶液粘度的影响.     

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。     

抗盐耐温聚合物的室内性能评价

在室内筛选出适合马36井区油藏条件的抗盐耐温聚合物——疏水缔合聚合物，评价了该聚合物静态性能，测试了不同矿化度、浓度下聚合物溶液的粘度、岩心渗透率下降系数、吸附量等参数。实验结果表明，缔合聚合物具有较好增粘性、抗盐性、抗剪切性等；双管模型的驱油实验也表明了该聚合物溶液对非均质油层具有很好的调驱作用。     

超高分子缔合聚合物溶液特性及驱油性能研究

超高分子缔合聚合物是一种新型的驱油聚合物,该聚合物既有较高的相对分子质量且分子间又有一定的缔合作用,和常规驱油聚合物相比它具有不同的驱油性能和聚集体形态。为此选择了一种超高分子缔合聚合物,通过安东帕流变仪,冷冻蚀刻扫描电镜和驱油物理模拟流程分别研究了它的增黏性、黏弹性、聚集体形态、调剖及驱油性能。研究结果表明:相对于常规聚合物,超高分子缔合聚合物具有更好的增黏性和黏弹性,且在胜利油田高温高盐油藏条件下表现出优良的驱油效果,具有良好的应用前景。     

驱油用抗盐聚合物KYPAM的应用性能

新研制并已投入工业生产的驱油用抗盐聚合物KYPAM，为具有梳形分子结构的超高分子量的AM／AHPE共聚物（共聚单体AHPE结构未知）。按大庆企业标准《驱油用聚丙烯酰胺》的规定测定6项质量指标，KYPAM均优于大庆2B838和日本三菱MO－4000；在矿化度为1000－19334mg/L的大庆（45℃），胜利（70℃，80℃）5种清水，污水中，1000mg/L的KYPAM溶液的粘度较对比超高分子量HPAM高30％－40％；在不脱氧180小时溶液老化测试中，KYPAM粘度保持率最高，KYPAM溶液45℃剪切稳定性略高于2B838和MO－4000溶液；KYPAM在3种水中的增粘性能（粘浓曲线，45℃和70℃）均远好于2B838和MO－4000。在70℃岩心驱油实验中，KYPAM污水溶液提高水驱后采收的幅度，阻力系数和残余阻力系数均高于英国胶体公司的HPAM1285清水溶液。     

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。     

古城油田B125区块稠油油藏超高分子量聚合物驱技术

古城油田B125区块普通稠油油藏储层非均质性严重,原油平均黏度达1 000 mPa·s以上,进一步提高采收率难度大。为此,通过增黏性、流变性和驱油试验,评价了超高分子量聚合物提高普通稠油采收率的技术优势,考察了含硫污水对聚合物溶液性能的影响。试验表明,超高分子量聚合物增黏性优越,相同质量浓度下较常规聚合物溶液黏度高40%以上;黏弹性强,相同黏度下较常规聚合物采收率提高3.4百分点以上;含硫污水会造成聚合物溶液黏度降低10%以上、弹性明显减弱和采收率提高幅度降低3.0百分点。B125区块部署注聚井22口,截至2018年底,累计注入0.22倍孔隙体积的聚合物溶液,注入压力上升3.5 MPa,日产油量增加45.0 t,含水率降低9.0百分点,累计增产油量1.84×104 t,阶段采收率提高1.19百分点。研究与应用表明,超高分子量聚合物驱技术可以大幅提高较高黏度普通稠油油藏的采收率。      

疏水缔合聚合物熟化时间和流变性测试

为了确定大庆油田聚合物驱油试验选用的新型疏水缔合聚合物AP-P3的配制注入工艺参数,从而为产能建设方案和实际生产提供理论依据和技术支持,需要对其熟化时间和流变性进行测试。采用黏度法测试了疏水缔合聚合物的熟化时间,结果表明:试验室条件下,其熟化时间为150 min,考虑到现场实际生产情况,熟化时间定为3 h。采用流变仪测试质量浓度为1 000～5 000 mg/L的疏水缔合聚合物溶液的流变性,结果表明:在常规剪切速率范围内,疏水缔合聚合物溶液呈现出与油田常规聚合物相仿的流变特性,即其溶液为剪切稀释流体,符合幂律流体特征;利用流变曲线回归得出疏水缔合聚合物的流变参数。对疏水缔合聚合物母液和大庆2 500万超高分聚合物母液的流变性进行比较,结果表明疏水缔合聚合物母液的黏度更高,高出幅度近20%。     

驱油用聚合物的分子量优选

采用不同分子量的聚合物和不同孔隙大小的岩心进行室内驱油模拟实验,研究了聚合物分子量对聚合物溶液粘度、阻力系数和残余阻力系数、采收率以及机械降解的影响。研究了油层孔隙结构参数与分子量的相互关系对聚合物注入性能的影响。结果表明,聚合物分子量愈大,阻力系数、残余阻力系数、采收率和机械降解愈大;但在大庆油田的实际条件下,剩余粘度大。岩心孔隙半径中值与聚合物分子在水溶液中的均方回旋半径比大于5时不会发生油层堵塞。相近地质条件,不同分子量,相同操作条件下的矿场聚合物驱结果表明：高分子量的聚合物驱效果好于低分子量的聚合物驱效果,采油井产出的聚合物分子量大,保留粘度高。     

Thermal Resistance and Application of Nanoclay on Polymer Flooding in Heavy Oil Recovery

High molecular weight and water-soluble synthetic organic polymers are currently being used in the field with the hope of enhancing the recovery of oil by water flooding. Nanotechnology has been used in many applications and new possibilities are discovered constantly. Recently, a renewed interest arises in the application of nanotechnology for the upstream petroleum industry. The author focuses on roles of clay nanoparticles on polymer viscosity. Polymer-flooding schemes for recovering residual oil have been in general less than satisfactory due to loss of chemical components by adsorption on reservoir rocks, precipitation, and resultant changes in rheological properties. Rheological properties changes are mainly determined by the chemical structure and mix of the polymers, surface properties of the rock, composition of the oil and reservoir fluids, nature of the added polymers, and solution conditions such as salinity and temperature. On the other hand, the author's focus is on viscosity, temperature, and salinity of solutions polyacrylamide polymer solutions with different nanoparticles. Results show that ultimate oil recovery by nanoclay polymer flooding enhances by a factor of 5.8% in comparison to polymer flooding high salinity and temperature.     

新型插层聚合物溶液性能及其作用机理研究

针对矿场实际需求,利用现代油藏工程理论、仪器检测分析和物理模拟方法,开展了插层聚合物溶液分子聚集态、增黏性、抗盐性、耐温性、稳定性、分子线团尺寸、流变性、黏弹性和流动特性实验研究,进行了性能特征及其影响机理的分析和探索。结果表明,插层聚合物聚集态主要以"层叠片状"为主,而"高分"聚合物聚集态呈长链立体网络结构。相对于普通聚合物而言,插层聚合物具有较好的耐温抗盐性和稳定性以及流变性和黏弹性。在流动特性实验中,相较于普通聚合物,插层聚合物溶液具有黏度小,但阻力系数和残余阻力系数较大的渗流特点,表现出了良好的液流转向能力。图9表6参16     

An Experimental Investigation of Silica Nanoparticles Effect on the Rheological Behavior of Polyacrylamide Solution to Enhance Heavy Oil Recovery

The use of polymer flooding as one of enhanced oil recovery methods has recently increased. The occurrence of high shear rates in reservoir and near well bore through perforation nozzles during polymer flooding cause shear degradation of polymers and therefore polymer viscosity has decreased. Rheological behavior of polymer solution in different conditions of oil reservoir is one of the key factors to develop use of polymer solutions. A few researches are available regarding improving rheological behavior of polymeric solution. In this study, to investigate the effect of nanoparticles on rheological behavior of polymer solutions two samples were prepared: polyacrylamide solution in water and suspension of silica nanoparticles in polyacrylamide solution. The sample viscosities in different shear rates were measured. The best rheology models were developed to state rheological behavior of prepared samples and the measured data were compared to power law model. An increase in the viscosity of the suspension solution with respect to polymer solution in different shear rates was observed. Rheological analysis showed that power law model is a good rheology model to demonstrate rheological behavior of suspension in low and medium shear rates and is an acceptable model for polymer solution in low shear rates. Two types of flooding test were performed in a glass micromodel: flooding by polyacrylamide solution and suspension of silica nanoparticles in polyacrylamide solution. The results of flooding test showed a 10% increase in oil recovery for nanosuspension solution in comparison with polymer solution after one pore volume fluid injection.     

聚合物驱偏心分质注入技术

大庆油田主力油层聚驱结束后，聚驱驱替对象已转向渗透率更低、层间差异更大的二、三类油层，分注技术面临着新的矛盾。高渗透率油层需要控制注入量，同时要降低粘损率；低渗透油层要适当降低相对分子质量和粘度，以保证不堵塞油层又有足够的注入速度。为此，研究了聚合物驱偏心分质注入技术，可实现对分层相对分子质量、注入量的双重调节，并在注聚区块开展了现场试验，见到了明显效果。     

应用地层堵塞机理优选注聚参数

参数设计是决定聚合物驱油能否成功的关键,尤其是分子量和溶液质量浓度。这两者不仅关乎聚合物的增黏效果．而且跟地层堵塞有着直接关系。基于这一事实,从聚合物分子的回旋半径与油层喉道半径中值的配伍性出发,确定了聚合物相对分子质量的上限;从聚合物分子的水动力学半径与油层平均喉道半径的配伍性出发,确定了溶液质量浓度的优选准则。现场实践证明,第一种方法切实可行,对油田聚合物驱有一定的指导意义;第二种方法涉及参数较多,可操作性不强,但有一定的借鉴意义。     

砾岩油藏聚合物驱储集层多参数精细评价及应用——以克拉玛依油田七东1区克拉玛依组下亚组砾岩油藏为例

砾岩油藏不同渗透率储集层注入聚合物分子量优选及储集层多参数精细评价,成为聚合物驱亟待解决的关键问题。以七东1区克拉玛依组下亚组砾岩油藏为研究对象,采用物理模拟的方法,明确了采收率与聚合物分子量的关系,当聚合物分子量增加到1 500×104以后,采收率增幅逐渐变小。在此基础上,以补偿密度和中子孔隙度测井曲线的径向幅度差为回归参数,建立泥质含量的计算模型,采用孔隙度与泥质含量双因素建立的渗透率模型,可以更加准确地评价砾岩储集层的渗流性。基于物理模拟实验与储集层多参数解释结果,确定了七东1区克拉玛依组下亚组砾岩油藏不同地质分区的最优化注入聚合物分子量,并在生产中取得了很好的应用效果,研究区日产油量由实施前的149.2 t提升到515.8 t     

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。     

聚合物流变性实验研究

聚合物流变性是聚合物驱油设计理论基础, 应用DVⅢ旋转粘度计对聚合物流变性进行了系统研究。结果表明, 聚合物溶液呈现剪切变稀特性, 表观粘度是剪切速率、温度、质量浓度的函数, 同一温度下稠度系数随着质量浓度的增加而增加, 幂律指数随着质量浓度的增加而减小, 建立了描述聚合物溶液宏观流变性流变模型, 引进支持向量机的方法对聚合物的流变性进行预测, 预测结果与实际测量结果相一致, 为聚合物驱数值模拟、油藏动态预测和矿场工程设计提供了重要的依据。     

ZSJJ-3型聚合物解堵新技术实验研究

针对胜利油田聚合物驱及聚合物转后续水驱油藏注水压力高、欠注严重的问题,分析了油藏堵塞欠注原因,对现场堵塞物进行分析,结合普通氧化解堵剂在现场应用中存在的安全隐患,研制出新型的聚合物解聚剂,并对其性能进行评价。该解聚剂在常温下处于失活状态,安全、稳定;在储层温度下释放氧自由基,溶解近井地带聚合物堵塞物,降解高分子聚合物成小分子聚合物,溶解聚合物堵塞物能力在90%以上,降黏率达到90%以上。在现场试验应用中,结合现场实际情况配套预处理工艺,后期稳定处理工艺,复合作用实现注聚井及后续水驱欠注井的解堵增注,提高增注效果,延长稳定注入有效期。     

七东1低渗砾岩油藏聚合物驱配方设计及应用*

为提高砾岩油藏采收率,针对七东1区砾岩低渗储层强非均质性、水驱采出程度低、剩余油饱和度较高等特点,在七东1区实施聚合物驱。通过理论计算、聚合物注入性及流动性分析、天然岩心驱油实验,对聚合物相对分子质量和注入浓度进行了筛选,并在七东1区进行了矿场应用。结果表明,七东1区低渗砾岩储层可注入浓度不高于1000 mg/L、相对分子质量400×10~4以下的聚合物,采收率可提高4%数9%。针对低渗透油藏特点,形成了驱油体系与油藏流体等黏驱替流度控制技术。试验区于2016年1月全面注入相对分子质量为350×10~4、质量浓度为800 mg/L的聚合物溶液。截至2019年2月,聚合物驱阶段产油8.01×10~4t,阶段采出程度14.5%,降水增油效果明显。图6表6参14。