渗透率和注入速度对多孔介质中酚醛树脂冻胶动态成胶的影响

为了进一步研究多孔介质中酚醛树脂冻胶的动态交联反应规律,采用循环流动装置,分析了不同渗透率和注入速度下多孔介质中酚醛树脂冻胶的动态成胶过程。结果表明,随着渗透率的增大,其动态成胶时间缩短,成胶后冻胶粘度增大,从而建立了酚醛树脂冻胶粘度与渗透率的定量关系;随着注入速度增大,其动态初始成胶时间先缩短后延长,最终成胶时间延长,冻胶强度降低,从而建立了酚醛树脂冻胶粘度与剪切速率的定量关系。通过分析渗透率和剪切速率对多孔介质中酚醛树脂冻胶动态成胶的影响,建立了不同渗透率下酚醛树脂冻胶注入速度和剪切速率的关系,为调剖时注入速度的选择提供理论依据。     

绥中36-1油田疏水缔合聚合物冻胶成胶影响因素实验研究

用疏水缔合聚合物AP-P4和酚醛树脂YG103交联生成疏水缔合聚合物冻胶,通过实验研究了在绥中36-1油田地层温度(65℃)条件下聚合物和交联剂质量分数、温度、pH、矿化度及剪切作用对成胶时间、冻胶强度的影响,并考察了冻胶的稳定性.结果表明:随着聚合物和酚醛树脂质量分数的增大,冻胶体系成胶时间缩短,冻胶强度增大;随着温度的升高和矿化度的增加,成胶时间缩短,但冻胶强度降低;随着pH值的增加,冻胶体系的成胶时间呈先缩短后增加的趋势,而冻胶强度则呈先增大后降低的趋势,当pH值在9.2～10.2时,成胶时间最短,冻胶强度最大;随着剪切强度的增加,成胶时间延长,冻胶强度略微降低;冻胶体系在65℃下老化90天后冻胶强度保留率在95%以上,没有出现破胶脱水现象,具有较好的稳定性.     

疏水缔合聚合物/酚醛树脂冻胶反应进程及影响因素

本文研究的冻胶由疏水缔合聚合物HAP与酚醛树脂YG103交联而成。用流体流动行为指数n和零剪切黏度η0表征酚醛树脂冻胶成冻过程的流变行为,其交联过程分为诱导期、增长期和稳定期3个阶段,证实了冻胶的形成既有化学交联又有明显的物理交联。研究了HAP与YG103加量、温度、矿化度、pH值对冻胶成冻时间和冻胶强度的影响。成冻时间和冻胶强度分别用目测代码评价方法和突破真空度法测定,研究结果表明:在本实验条件范围内,HAP和YG103浓度越大、温度越高、矿化度越高,成冻时间越短,冻胶强度越高。无机盐对成冻体系的影响大小为:CaC l2MgC l2NaC l,当成冻体系的pH值在9~10时,成冻时间最短。为海上油田聚合物驱的深部液流转向提供理论基础和技术支持。图3表5参5     

疏水缔合聚合物溶液在多孔介质中的注入性能

在模拟某一油藏条件下,采用"串联岩心法"评价优选出的疏水缔合水溶性聚合物HAP与部分水解聚丙烯酰胺HPAM在多孔介质中的注入特性。结果表明:在高于临界缔合浓度时,HAP溶液具有良好的剪切稀释和粘度恢复特性,在多孔介质中表现出良好的流动性和传播性,其阻力系数和残余阻力系数明显高于HPAM,具有较强的流度控制能力和剖面控制能力;在临近临界缔合浓度时,HAP溶液因剪切和吸附滞留作用,导致其溶液粘度降低,故其注入压力相对较低且传播不均匀;在经水的稀释冲刷时,聚合物富集起来浓度增大,由于缔合作用而引起聚合物分子的物理尺寸增加,在孔喉处产生一定程度的堵塞,使流动阻力增加。     

多孔介质中交联聚合物动态成胶影响因素研究进展

交联聚合物冻胶是目前国内外应用最广泛的调剖堵水剂,在现场应用过程中,其效果受到多种因素的综合影响。本文综述了机械剪切、多孔介质剪切和吸附、pH值、岩性等多种因素对动态成胶过程的影响,同时为多孔介质交联聚合物动态成胶的进一步研究方向提出了建议。     

疏水缔合水溶性聚合物AP-P3在多孔介质中的缔合行为研究

疏水缔合水溶性聚合物是一种亲水性大分子链上带有少量疏水基团的水溶性聚合物，在宏观条件下由于其缔合作用，聚合物溶液表现出明显的抗剪切和剪切恢复的特性。通过室内实验研究了疏水缔合水溶性聚合物(AP-P3)溶液在多孔介质中的渗流特征，从而探讨了AP-P3溶液在多孔介质中的缔合行为。研究结果表明，AP-P3溶液在多孔介质狭小的空间中，仍能发生以分子问缔合为主的缔合行为，但是形成分子问缔合的溶液浓度明显高于宏观条件下的第二临界缔合浓度(CAC)；同时应用吸附滞留实验验证了。这种缔合作用，不是由于大量疏水缔合聚合物在多孔介质中的累积滞留效应引起的。当AP-P3溶液浓度高于孔隙介质中形成分子问缔合的浓度时，聚合物溶液的阻力系数随着浓度的增加，发生急剧增加的变化，表现出了AP-P3溶液具有较强的流度控制能力。     

疏水缔合聚合物在地层多孔介质吸附特性研究

针对海上稠油油藏聚合物驱用的疏水缔合聚合物,本文通过淀粉-碘化铬比色法研究了相对分子质量、水解度以及浓度的变化对其静态吸附量的影响,同时还测定了聚合物在人造岩心中的动态吸附量。研究表明疏水缔合聚合物的静态吸附量随相对分子质量的减小而缓慢降低;经剪切降解后,聚合物的相对分子质量由943.72×104降至245.22×104时,其吸附量的保留率仍能达到75.5%;通过加入氢氧化钠改变聚合物的水解度,聚合物的吸附量随水解度的增大而缓慢降低,水解度由33.78%增至66.82%时其吸附量的保留率高达97.9%;聚合物的吸附量随浓度的增大先显著增加后趋于平缓,具有典型的朗格缪尔吸附曲线特点。聚合物在人造岩心中的动态吸附量测试结果表明静态吸附量约为动态吸附量的10倍。     

疏水缔合聚合物溶液黏度的影响因素研究

研究了疏水缔合聚合物GRF-1加量、放置时间、溶液pH值、温度、盐加量、表面活性剂、过氧化物对聚合物水溶液黏度的影响。结果表明,随着GRF-1浓度的增大,水溶液黏度增加;并随着水溶液静置时间的延长,溶液黏度逐渐上升,静置4 h后的黏度基本稳定。在30℃下静置4 h,pH=7.50时的GRF-1水溶液的黏度最大。温度升高,溶液黏度逐渐降低。二价无机盐对溶液黏度的影响显著大于一价盐。阳离子、非离子和两性表面活性剂使水溶液黏度迅速降低,而阴离子表面活性剂可提高溶液黏度,阴离子表面活性剂加量为0.35%时的溶液黏度值最大,为310 mPa.s。过硫酸铵（APS）可显著降低水溶液黏度。剪切60 min时,聚合物溶液中加入0、0.01%APS后的黏度分别为50、10 mPa.s,降低80%。GRF-1水溶液具有明显的剪切变稀性,但剪切后的溶液黏度恢复率为94.7%。图7参10     

疏水缔合聚合物/表面活性剂二元体系渗流特性研究

为改善大港油田孔南地区油藏疏水缔合聚合物/表面活性剂二元体系的液流转向能力,获得良好的增油效果,研究了聚合物和表面活性剂浓度、岩心渗透率和注入水除垢对疏水缔合聚合物溶液和疏水缔合聚合物/表面活性剂二元复合体系黏度和渗流特性的影响。结果表明,聚合物溶液和二元复合体系的黏度随聚合物浓度的增 加而增加,疏水缔合聚合物临界缔合浓度为1～2 g/L;在疏水缔合聚合物溶液中加入少量表面活性剂可以增强体系中疏水缔合聚合物疏水基团间的缔合作用,使黏度和渗流阻力增加;岩心渗透率越高,二元体系的阻力系数和残余阻力系数越低;用除垢软化水配制聚合物溶液和聚合物/表面活性剂二元体系的黏度最大,且聚合物浓度越小,软化水对其增黏效果越明显;用含垢软化水配制聚合物溶液和聚合物/表面活性剂二元体系的阻力系数和残余阻力系数最大、注入压力最高,液流转向效果最好。图4 表5 参16     

海上油田加快疏水缔合聚合物溶解方法研究

因为疏水侧基的存在,具有优异性能的疏水缔合聚合物溶解性较差,成为海上油田聚合物驱技术大规模应用的瓶颈,因而有必要对加速疏水缔合聚合物的溶解方法进行研究。室内实验证实疏水缔合聚合物的溶胀与溶解有明显的界限。疏水缔合聚合物干粉溶解的关键在于加速溶胀胶团中的疏水缔合聚合物分子向溶剂水中的分子扩散运动。由费克定律可知,对疏水缔合聚合物来说,溶解速度主要由固液比界面所支配,缩小溶胀胶团尺寸,就可以成指数倍增加溶胀胶团的表面积。所以溶胀胶团的尺寸越小,溶解越快。在室内通过使溶胀胶团在一定流动压差下强制过筛网,即用机械方法缩小溶胀胶团的尺寸,可以显著加快其溶解速度,使溶解时间缩短,这为海上油田矿场进行疏水缔合聚合物配制工艺的改进提供了依据。     

高温高盐油藏低化学交联疏水缔合聚合物成胶前溶液性能研究

针对高温高盐、低渗透油藏条件下凝胶强度、长期稳定性和大剂量注入能力之间的矛盾,提出了采用疏水缔合聚合物为主剂,物理"交联"和化学交联相结合的技术思路。提出了高温高盐、低渗透油藏条件下凝胶成胶前溶液应具备的性能要求,并且针对新疆石南4油藏条件,对以疏水缔合聚合物AP-P4为主剂的成胶前溶液进行了性能评价,试验表明,该溶液具有耐温抗盐、抗剪切、抗地层水冲稀、注入压力低的特点。     

剪切方式对疏水缔合聚合物溶液性能的影响

疏水缔合聚合物溶液流变性能与剪切方式密切相关。采用吴茵搅拌器和近井地带剪切模拟装置,分别对质量浓度为1750mg/L的疏水缔合聚合物AP-P4溶液进行剪切,获得了相近的表观粘度,但其粘弹性和非牛顿性均不同。对比剪切前后的疏水缔合聚合物溶液发现,近井地带剪切模拟装置的剪切未改变溶液粘弹性和非牛顿性的"质",仅仅改变了其粘弹性和非牛顿性的"量";吴茵搅拌器剪切不仅改变了溶液的粘弹性和非牛顿性的"量",而且改变了溶液粘弹性和非牛顿性的"质"。同时,采用不同剪切方式获得的溶液,其相对分子质量及其分布、构建阻力系数和残余阻力系数、增油降水能力均不同。因此,采用吴茵搅拌器,模拟驱油聚合物在近井地带的剪切是不符合油藏实际情况的,该方法仅能够获得与预期表观粘度相近的溶液,但是却无法同步模拟溶液的其他流变性能;采用近井地带剪切模拟装置剪切更符合矿场实际。     

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。     

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。     

用于海上油田化学驱的聚合物研究

根据渤海绥中36-1油田油藏特性和聚合物结构设计原理,结合海上平台特点,从功能单体设计出发,研制出具有速溶、高效增粘、较好的抗剪切性、良好流动性和驱油效果的耐盐型疏水缔合聚合物AP-P4。该聚合物首次用于海上油田单井聚合物驱先导试验见到了显著的增油降水效果,正在进行中的井组聚合物驱试验也已初步显示出增产效果,表明疏水缔合聚合物AP-P4作为绥中36-1油田的驱油剂在技术上是可行的,在海上类似油田聚合物驱技术中具有广阔的应用前景。     

耐温抗盐疏水缔合聚合物弱凝胶调驱剂的研制

考察了不同聚合物和交联剂的水基弱凝胶作为调驱剂在胜利油田平均地层条件下 (温度 70℃ ,地层水矿化度72 77mg L)的适用性。实验研究结果表明 :HPAM(-M =1.7× 10 7) 柠檬酸铝体系成胶快且凝胶稳定性很差 ,粘度保持时间不到 4 8h ;疏水缔合聚合物NAPs 柠檬酸铝体系凝胶稳定性有所改善但所需聚合物浓度太高 (>12 0 0mg L) ;NAPs 有机铬体系在聚合物浓度 6 0 0～ 80 0mg L时 ,可在 1～ 3d内形成粘度 30 0～ 5 0 0mPa·s且能稳定存在 >4 5d的弱凝胶 ;在NAPs 有机铬体系 (70 0mg L +5 0mg L)中加入 5 0～ 2 5 0mg L有机酸 ,成胶时间从 1～ 3d延长至 7～ 15d以上 ,可以满足矿场应用中大剂量注入的需要。图 1表 5参 2。     

缔合聚合物溶液在多孔介质中的流变性实验

通过阻力系数、残余阻力系数随孔隙流速的变化,研究了缔合聚合物溶液在多孔介质中的流变规律。研究结果表明,在临界缔合浓度(CAC)上,缔合聚合物溶液的阻力系数随孔隙流速的增加先下降、后上升,当上升到一定程度时又开始下降;当浓度在CAC以下时,溶液的阻力系数随孔隙流速的增加先上升后下降;缔合聚合物溶液的残余阻力系数随孔隙流速的增加先上升、后下降。与MO4000相比,缔合聚合物溶液具有更好地改善水驱流度比的能力,且岩心渗透率越低,改善水驱流度比的能力越强,表现出弹性效应的孔隙流速越低;在低速下缔合聚合物溶液阻力系数的增加主要来源于其比较高的吸附滞留量,而在高速下其阻力系数增加主要来源于溶液比较好的弹性。     

注聚井堵塞动态过程研究

为明确注聚井堵塞形成的过程,进行了堵塞物产生原因分析,利用长填砂管模拟了堵塞的动态过程。分析认为,聚合物配制过程中产生的鱼眼、注入水中钙镁离子引起聚合物分子桥接以及聚合物在孔隙中的吸附滞留是注聚井堵塞的主要原因。长填砂管模拟实验结果表明,在聚合物注入过程中,聚合物/注入水、砂粒的相互作用形成的大直径胶团,在注聚端造成严重堵塞;在采出端的堵塞主要来自聚合物在孔隙中的吸附滞留,堵塞程度相对较弱。通过注聚井堵塞动态变化的研究,为注聚井解堵工艺设计提供理论支撑。     

抗温疏水缔合聚合物弱凝胶调驱剂室内研究

针对新疆石南4井区三工河组油藏，在84℃考察了组分用量对有机交联疏水缔合聚合物AP-P4弱凝胶成胶性能，主要是48小时表观黏度的影响。成胶液用矿化度9．34g／L、含Ca^2＋336mg／L、含Mg^2＋174m／L的该油藏注入水配制。得到的基础配方为：AP—P41500～1800nag／L＋乌洛托品350mg／L＋苯酚300mg／L＋间苯二酚40mg/L，加入间苯二酚可缩短成胶时间。聚合物浓度为1500和1800mg／L的成胶液，在84℃放置15～30天后黏度达到最高，180天后黏度为最高值的1／2左右，且不脱水；强力剪切不影响成胶后的黏度及其老化稳定性；在岩心内成胶并在84℃老化180天后，岩心渗透率仅略有增大。注入0.3和0．5PV成胶液使水驱后岩心的采收率分别增加24．77％和34．9l％，如弱凝胶注入后在岩心内在84℃老化180天，则采收率增值略有增大，分别增加27．18％和36．45％。该弱凝胶在多孔介质内有良好的高温老化稳定性。图2表4参1。