可动凝胶的封堵性能及其对渗流规律的影响

可动凝胶在油田稳油控水中具有重要应用,可动凝胶的封堵行为及其对油水渗流规律的影响对于油田的高效开发具有重要意义。为此,用常规岩心驱替流程进行了可动凝胶对岩心的封堵性能实验及可动凝胶对油、水单相渗流的影响实验。实验结果表明:对于渗透率低于2200×10-3 μm2的岩心,可动凝胶的有效封堵能力在90%以上;油水在可动凝胶封堵的岩心中单相渗流呈现非线性渗流特征,油相启动压力低于水相启动压力,油相渗流能力大于水相渗流能力;油水在可动凝胶封堵的岩心中两相渗流特征也发生变化,两相区范围变?,油水渗流能力变差,油相相对渗透率恢复明显高于水相,说明可动凝胶对水相的封堵远大于对油相的封堵,可以稳定油相,控制水相。     

可动凝胶体系渗流流变特性及其表征

通过室内流变实验和渗流流变特性实验,研究了可动凝胶体系的流变特征,分析了可动凝胶体系的损耗模量和储能模量的量值变化关系,阐明了可动凝胶体系的粘弹特性及触变性。根据实验和非牛顿流变学理论,建立了多参数粘弹-触变性本构关系,并在实验和应用中得到验证。模型计算结果与实验数据相吻合,本构方程的稳定性较好。     

可动凝胶体系非线性渗流特性及数学模型研究

可动凝胶调驱是一种正在快速发展的提高石油采收率的新技术,由于对其渗流力学行为特征缺乏深入的研究,不能较好地描述其渗流规律,现场应用缺乏足够的理论指导。在可动凝胶流变特性实验、可动凝胶在多孔介质的渗流特性实验的基础上,通过对质量传输流体力学、化学动力学的深入研究,初步建立了可动凝胶体系驱油渗流数学模型方程组,较好地描述了可动凝胶体系在多孔介质的复杂渗流行为,为进一步研究可动凝胶体系渗流理论和现场实践打下基础。     

可动凝胶纵向非均质物理模拟研究

由于注入水的长期冲刷，储集层的孔隙结构及物理性质发生了变化，层间和层内的非均质性加剧，影响后期开发效果。可动凝胶能调整地层的非均质性，在纵向非均质模型上进行可动凝胶油藏物理模拟实验，通过布置高精度的压差传感器，了解可动凝胶体系调整非均质地层渗透率和压力场动态分布的能力，对比水驱、聚合物驱和可动凝胶封堵对采收率的影响。结果表明，可动凝胶封堵比水驱提高采收率8．7％，比聚合物驱提高采收率1．6％。由压力场变化分析可知：聚合物驱确实能改变油藏内流体流动方向，提高波及范围，驱替出水驱不能波及到的低渗透油藏内的油：可动凝胶成胶后，封堵高渗区，可改变油藏内流体流动方向，进一步提高采收率。图9表1参5     

可动凝胶纵向非均质物理模拟研究

由于注入水的长期冲刷,储集层的孔隙结构及物理性质发生了变化,层间和层内的非均质性加剧,影响后期开发效果。可动凝胶能调整地层的非均质性,在纵向非均质摸型上进行可动凝胶油藏物理模拟实验,通过布置高精度的压差传感器,了解可动凝胶体系调整非均质地层渗透率和压力场动态分布的能力,对比水驱、聚合物驱和可动凝胶封堵对采收率的影响。结果表明,可动凝胶封堵比水驱提高采收率8.7％,比聚合物驱提高采收率1.6％。由压力场变化分析可知:聚合物驱确实能改变油藏内流体流动方向,提高波及范围,驱替出水驱不能波及到的低渗透油藏内的油;可动凝胶成胶后,封堵高渗区,可改变油藏内流体流动方向,进一步提高采收率。图9表1参5     

可动凝胶纵向非均质物理模拟研究

由于注入水的长期冲刷,储集层的孔隙结构及物理性质发生了变化,层间和层内的非均质性加剧,影响后期开发效果.可动凝胶能调整地层的非均质性,在纵向非均质模型上进行可动凝胶油藏物理模拟实验,通过布置高精度的压差传感器,了解可动凝胶体系调整非均质地层渗透率和压力场动态分布的能力,对比水驱、聚合物驱和可动凝胶封堵对采收率的影响.结果表明,可动凝胶封堵比水驱提高采收率8.7%,比聚合物驱提高采收率1.6%.由压力场变化分析可知聚合物驱确实能改变油藏内流体流动方向,提高波及范围,驱替出水驱不能波及到的低渗透油藏内的油;可动凝胶成胶后,封堵高渗区,可改变油藏内流体流动方向,进一步提高采收率.图9表1参5     

新型可动微凝胶体系的渗流行为研究

目前,新型可动微凝胶深度调驱已成为老油田大幅度提高石油采收率的重要技术之一。通过室内驱替实验,研究了新型可动微凝胶（SMG）体系在多孔介质中的渗流机理,并建立渗流模型,给出方程解析解;定义有效渗滤系数为新型可动微凝胶体系的表征量,并对模型参数进行系统分析。研究结果对分析计算SMG 溶液在多孔介质中的注入浓度分布、注入压力变化,明确体系作用有效范围等,具有一定的方法参考和理论借鉴价值。     

水驱和聚合物驱后可动凝胶驱油效果的研究

以聚丙烯酰胺和自制的柠檬酸铝制备可动凝胶,在锦16块的地层条件下,确定了其最佳配方：聚丙烯酰胺浓度为1000mg/L,柠檬酸铝浓度为30mg／L,稳定剂浓度为40mg／L,利用室内驱替实验装置,研究了水驱和聚合物驱后可动凝胶的驱油效果。结果表明,水驱和聚合物驱后可动凝胶驱能进一步提高采收率,平均总采收率提高了23．57％。通过机理分析指出,可动凝胶优先进入低阻力的大孔道,改善了注入水的波及效率;可动凝胶的主要作用是驱替,而调剖只是前期或暂时的效果。     

可动微凝胶封堵性能影响因素研究

采用填砂管试验对可动微凝胶分散体系的封堵性能及其影响因素进行了研究。结果表明,随着可动微凝胶浓度的增加,封堵强度变大,浓度大于500mg/kg即可形成有效的封堵;随着水化时间的增加,封堵能力逐渐增强,30d时封堵强度达到最大;随着填砂管渗透率的增加,封堵性能变差。体系的封堵能力与渗透率关联较强,粒径一定的体系在一定的渗透率范围内可产生有效封堵;在岩心中具有封堵、突破、深入、再封堵的逐级封堵调驱特性,具有较好的深部调驱效果。     

交联聚合物剪切特性及渗流规律研究

研究了交联聚合物剪切和剪切后再交联的特性及其在孔隙介质中的渗流规律，用机械剪切，在孔隙介质中流动剪切和段塞渗流三种实验方法，用ＵＶ－３０００紫外分光光度计分别析出口样品，用付里叶变换红外ＦＴ－ＩＲ漫反射技术分析模型中滞留的聚合物分布。结果表明，未交联的交联聚合物体系在地层条件下和经岩心剪切后都能交联增粘，剪切粘度损失可达７５％以上，停止剪切后在６０℃下静置，粘度在当天即开始回升，３～４天升到最大值     

稠油油藏可动凝胶+活性水调驱技术

根据稠油注水开发的海1块储层特征、原油物性和注入水性进行室内配方筛选,并对成胶性能各种影响因素程度进行评价,筛选出了稠油注水的调驱体系。运用提高采收率技术的理论和经验公式,结合现场动静态资料,对调驱措施效果、开发水井改善情况、注水利用率及提高采收率等情况进行了综合研究。调驱后水驱动用程度和水驱采收率均得到了提高,为油田转换开发方式、提高油田采收率提供了一定的借鉴。     

低渗孔隙介质中流体流动的分形模拟研究

根据渗透率概率分布曲线和分数布朗运动曲线的相似性，用满足分数布朗运动的变量连续随机迭代法，建立分形预测模型以及低渗透油藏流体分布分形网络模型，并编制了计算程序。使用随机分形网络模型(FIM)，对国内某油田水驱过程中压力分布、驱替特征曲线和相对渗透率进行了模拟研究，建立了分形宏观渗流场，模拟计算获得油藏剩余油饱和度分布。该方法拓宽了渗滤理论的应用和精细油藏数值模拟的研究方法，对于确定粘度比较高情况下的剩余油分布和指进发育具有重要意义。     

弱冻胶的流变性及渗流机理研究

采用RS 1 50流变仪研究了聚丙烯酰胺和黄胞胶类弱冻胶的流变性 ,并采用不同介质填砂管模型研究了弱冻胶在多孔介质中的渗流机理以及水、油等流体在冻胶充填介质中的流动规律 ,得出水、油等流体在本体冻胶中的渗流特性不满足达西定律、流动阻力与流速之间是指数关系的结论     

疏水缔合聚合物/Cr3+冻胶在多孔介质中动态成胶研究

通过流变仪测定了用于动态成胶研究的疏水缔合聚合物/Cr3+冻胶的成胶时间,并用物理模拟实验的方法分析了其在多孔介质中的动态成胶过程,对比研究了多孔介质中静态成胶和动态成胶后水驱的差别,考察了岩心渗透率和注入速度对多孔介质中动态成胶的影响.结果表明,疏水缔合聚合物/Cr3+冻胶在多孔介质中动态成胶时间为6h,大约是通过流变仪测定的成胶时间的3～4倍,且成胶过程分3个阶段,即压力上升阶段、压力波动上升阶段和压力稳定阶段.多孔介质中静态成胶后水驱存在突破压力峰值,且静态成胶后水驱稳定压力明显比动态成胶后水驱稳定压力高.在一定渗透率范围(4～8 μm2)内,岩心渗透率的变化对疏水缔合聚合物/Cr3+冻胶的动态成胶没有影响;注入速度对动态成胶有着重要的影响,随着注入速度的增加,动态成胶过程中形成的疏水缔合聚合物/Cr3+冻肢体系粘度降低.     

气体低速非线性渗流研究

通过设计的实验方法,测定了气体通过一定束缚水饱和度下的多孔介质中的真实启动压力梯度值,并测定了一系列压力梯度下对应的流量.借助于视渗透率和真实启动压力梯度,来描述气体通过多孔介质时的综合阻力系数,结合雷诺数和综合阻力系数的半对数图的渗流曲线形态和渗流机理,把渗流过程划分为3个渗流阶段,即线性渗流区、过渡区及低速非达西流区,由此得出气体由线性流到过渡流区的临界雷诺数值,得出气体临界雷诺数为1×10-5.为了便于工程技术人员的实际应用,绘制了便于应用于实际生产中的渗透率与临界流速的图版.     

聚合物凝胶体系在孔隙介质中交联及运移封堵性能研究

聚合物凝胶体系是由部分水解聚丙烯酰胺和XL有机铬交联剂交联而成。采用ESEM2020型环境扫描电镜、聚合物凝胶动态交联和渗流规律实验装置及不同规格的填砂管模型对聚合物凝胶体系的微观交联机理、在孔隙介质中动态交联性能及在岩心中的封堵运移性能进行了研究。实验结果表明,聚合物分子在微观上呈星状结构排列,而聚合物凝胶在微观上呈链状分形结构,是Cr3+与聚丙烯酰胺分子中的羧基交联的结果。动态交联实验结果表明,聚合物凝胶体系在孔隙介质中流动状态下可发生交联,初始交联时间为7～8h,最终交联时间约为70h。聚合物凝胶体系在运移过程中,从填砂管前4个测压段的压力指数来看,各段压力系数均有不同程度的上升,说明聚合物凝胶体系具有良好的运移封堵能力;其在填砂管中的封堵系数随着注入孔隙体积倍数的增大而增大;但随着体系运移距离的增加,封堵能力降低。     

低频振动对聚合物凝胶交联过程的影响

低频振动采油和聚合物凝胶调驱分别作为一种物理和化学提高采收率技术,已被广泛应用于油田增产,如何将这2种技术有机地结合起来,建立低频振动—聚合物凝胶化学复合调驱技术,提高整体调驱效果,成为一个重要的研究方向。通过室内实验评价,研究了低频振动对聚合物凝胶交联性能的影响规律,以避免2种采油技术复合应用时综合调驱效果变差;室内实验采用粘度法评价不同振动参数对聚合物凝胶交联过程的影响规律。实验结果表明,在振动加速度为0.05～0.08倍重力加速度时,低频振动可以促进聚合物凝胶交联成胶;在振动加速度为0.08～0.19倍重力加速度时,低频振动抑制聚合物凝胶交联成胶;当振动频率为12～30 Hz时,振动抑制聚合物凝胶交联成胶。因此,当现场复合应用低频振动采油技术与聚合物凝胶调驱技术时,应注意选择合适的振动频率和振动加速度。     

无粘土弱凝胶钻井液的研制开发及应用

常用钻井液中所含的徽细粘土颗粒很容易侵入储层,使储层渗透率大大降低,对保护储层不利,尤其对保护酸敏性储层不利,因为酸敏性储层不能采用酸化的方法来恢复渗透率。因此,研制了一种新型的无粘土弱凝胶钻井液体系,用性能较好的聚合物(PF—Ⅵ)和交联剂(JLJ)作增粘剂,保证无粘土弱凝胶钻井液的粘度;辅以一定量的抑制剂、降滤失剂和润滑剂以防止储层中的粘土分散、膨胀。评价试验结果表明,使用BROOKFIELD DV—Ⅱ粘度计在0.3 r/min下(即剪切速率为0.0636s-1)测定该钻井液的粘度为40000-50000 mPa·s.可满足现场需要;与原油、盐相容性好,不会对储层造成伤害;加入一种氧化剂后,形成的弱凝胶能快速破胶降解;岩心渗透率的恢复值在80％以上。该钻井液在南海涠11-4-Al2b水平井及新疆TK431井的钻井过程中,都取得了很好的效果。     

聚合物驱后凝胶与聚合物交替注入参数优化

大庆油田经过聚合物驱后已进入特高含水开发阶段,存在水驱控制程度低、层间矛盾大等问题。为进一步挖潜剩余油,提高采收率,改善大庆油田注采开发现状,在室内实验研究的基础上,针对N5试验区开展了聚合物驱后凝胶与聚合物交替注入参数优化研究。研究结果表明,聚驱后凝胶与聚合物交替注入驱油采用小段塞多轮次的段塞提高采收率效果优于大段塞少轮次的段塞;最佳组合的段塞为凝胶(0.02PV)+聚合物(0.03PV),共计注入11轮次,注入总量为0.55PV;经过凝胶与聚合物交替注入驱油后,其阶段采收率可在聚驱基础上提高10%左右,说明凝胶与聚合物交替注入驱油方法具备进一步开发聚合物驱后剩余油的潜力。