新型聚合物微球逐级深部调剖技术

由于现有调剖堵水材料在进行油田深部调剖时存在不足，根据理想的深部调剖材料所应该具备的性能，提出了新型聚合物微球结构的设计思路。对所合成的新型材料进行了实验评价，研究了微球水化前后的粒径和形态的变化，结果表明，其初始粒径为几十纳米，在室温下水化30d后粒径膨胀为几微米；研究了聚合物微球在人造岩心和填油砂模拟岩心管中的封堵性能，结果表明，聚合物微球在岩心中具有封堵、突破、深入、再封堵的逐级封堵和逐级调剖特性。     

不同粒径聚合物微球深部运移和封堵特性对比

为满足渤海油田深部液流转向技术需求,利用激光粒度仪、生物显微镜以及岩心驱替实验方法,研究了两种不同粒径的聚合物微球在注入水和多孔介质中的膨胀性及在长岩心中的深部运移和封堵性能.结果表明,在渤海Q油田模拟注入水中膨胀8 d后,微球A的粒径中值从0.59μm增至2.21μm,微球B的粒径中值从9.18μm增至31.40μm...     

聚合物微球调剖剂的制备及性能评价

为探究聚合物微球对高渗条带的封堵能力,以乳液聚合法合成苯乙烯-苯乙烯磺酸钠聚合物微球,采用红外光谱仪、热重分析仪、核磁共振氢谱、扫描电镜等手段表征产物基本物性,采用核孔膜、填砂岩心评价微球封堵性能。结果表明,聚合物微球空间构型以间规、无序结构为主,微观形貌光滑、规整,粒径约为500 nm,呈单分散分布,耐温大于150℃,热稳定性好,在微米级孔喉中具有挤入架桥、封堵及运移能力,250 mg/L的微球乳液可对3μm核孔膜有效封堵,滤过比1.66,微球对填砂岩心高渗条带封堵能力强,调堵后岩心渗透率改变率达86.5%。     

尕斯N1-N2^1油藏聚合物微球深部调驱技术的应用与效果分析

调剖技术是油田普遍使用的技术，其机理是封堵地层的高渗层，使注入水在地层内部改变流向，从而提高原油采收率。在尕斯N1-N2^1油藏开展的深部调剖试验，使用新型的调剖剂——聚合物微球。与其它的堵剂相比，聚合物微球具有不伤害地层、耐温抗盐等优点；而试验取得了良好的效果，也为尕斯N1-N2^1油藏的持续稳定发展奠定必要的技术基础。     

交联聚合物微球深部调驱体系的评价与应用

制备了一种交联聚合物微球深部调驱体柰,对其进行了室内评价。结果表明,在高温高矿化度条件下,该微球具有较好的水化膨胀性;在岩心中通过“封堵-变形-突破-深入-再封堵”能对地层实现逐级封堵,达到深部流体改向和提高采收率的目的。在永8断块开展了3口井的深部调驱试验,结果表明,其能有效封堵高渗层,提高中、低渗层的吸水能力,增产原油。     

交联聚合物微球水化粒径影响因素的分析

采用SEM和动态光散射实验对交联聚合物微球(简称微球)水化粒径及其影响因素进行了分析。实验结果表明,微球初始形态为球形,粒径约为50nm,40℃下水化15d后微球粒径溶胀到300nm;水化时间由1d增至15d时,微球水化后的流体力学直径(Dh)由397.2nm增至最大值487.7nm;微球水化后的粒径随分散体系中微球含量的增加而增大;随水化温度的升高,分散体系中微球的Dh达到最大值的时间缩短;在实验范围内,交联比为1/10000的微球粒径最小,溶胀倍数最大,溶胀程度较高。     

纳米聚合物微球封堵剂的制备及特性

页岩具有极低的渗透率和极小的孔喉尺寸,传统封堵剂难以在页岩表面形成有效的泥饼,只有纳米级颗粒才能封堵页岩的孔喉,阻止液相侵入地层,维持井壁稳定,保护储层。以苯乙烯(St)、甲基丙烯酸甲酯(MMA)为单体,过硫酸钾(KPS)为引发剂,采用乳液聚合法制备了纳米聚合物微球封堵剂SD-seal。通过红外光谱、透射电镜、热重分析和激光粒度分析对产物进行了表征,通过龙马溪组岩样的压力传递实验研究了其封堵性能。结果表明,SD-seal纳米粒子分散性好,形状规则(基本为球形),粒度较均匀(20 nm左右),分解温度高达402.5℃,热稳定性好,阻缓压力传递效果显著,使龙马溪组页岩岩心渗透率降低95%。      

聚合物微球深部调剖技术研究及矿场实践

聚合物微球材料是近年来发展起来的新型调驱体系。室内研究表明,聚合物微球初始粒径为纳米或微米级,遇水发生膨胀,膨胀后能相互粘结聚并形成更大的聚集体;聚合物微球对高低渗并联双管填砂岩心分流率试验表明,微球优先进入高渗管,能有效改变双管间的非均质性。室内驱油实验表明,聚驱后再进行微球调驱,采收率可提高10%以上。微球在胜利多个矿场开展先导试验,调驱后注水井油压上升,吸水剖面发生了显著的变化,油井含水下降,取得了显著的增油效果。     

JYC-1聚合物微球乳液膨胀性能及调驱适应性研究

采用反相乳液聚合法制备了JYC-1聚合物微球乳液,筛分为毫米级、微米级和纳米级,测定了纳米级微球乳液的粒径和表观黏度随养护时间变化规律,通过室内物理模拟实验评价了其在高含水非均质油藏模型中的调驱效果。实验结果表明：在模拟油藏温度（70℃）下JYC-1聚合物微球水化膨胀粒径逐渐增大,70℃恒温养护60 d后,JYC-1聚合物微球的PDI值为0.274,平均粒径超过了410.8 nm,此时微球乳液体系的分散性最好,膨胀作用趋于稳定;JYC-1微球乳液体系的表观黏度变化不大,养护60 d后最大表观黏度为2.4 mPa.s;JYC-1聚合物微球乳液的适宜注入浓度为2000 mg/L,适宜注入段塞为0.2 PV毫米级＋0.2 PV纳米级,在渗透率级差大于3的非均质油藏模型中调驱后,可有效扩大低渗透率岩心的波及体积,明显提高低渗透率岩心的采收率。     

聚合物弹性微球乳液调驱实验研究

针对大多数油田存在非均质性严重、调剖效果不理想的状况，中科院理化所研制了一种暂命名为“聚合物弹性微球乳液”的新型调剖驱油剂。对这种新型用剂进行了3种岩心实验模拟研究:人造短岩心实验表明，在多孔介质中这种新型乳液具有良好的封堵性能和稳定性；人造长岩心实验表明，该调驱剂在多孔介质中呈现出良好的黏弹性和拉伸性，能够起到深部调剖作用；三管并联短岩心非均质实验表明，这种新型乳液不仅能显著地降低高渗通道的分流量，具有良好的调剖效果，还具有较好的驱油效率。对新型乳液不同浓度对驱油效率的影响也进行了研究，表明聚合物弹性微球乳液是一种具有潜力的调剖驱油剂。     

新型吸水树脂微球的制备及封堵性能研究

聚合物微球作为深部调堵剂应用于油田调剖堵水方面,取得了较好的效果,但其油藏适应范围仍有一定的局限性.设计合成了新型丙烯酰胺、双丙烯酰胺、丙烯酸、丙烯酸丁酯四元共聚吸水树脂微球,并进行了微球的粒径及封堵性能研究.性能评价实验表明:合成的树脂微球粒径在微米级,数量大,球度一般;温度越高,微球膨胀速度越快,矿化度越高,微球膨胀速度越慢;温度升高,树脂微球溶液黏度降低,浓度增大,树脂微球溶液黏度增大,在60℃、浓度3000 mg/L 时微球溶液黏度不大,剪切变稀,注入性好.岩心封堵实验表明,微球对地层有良好的封堵性,封堵率高达(80~90)%,能有效封堵中高渗地层.该树脂微球具有矿场应用价值,建议进一步进行粒径优化及强度优化,以满足现场需求.     

孔喉尺度弹性微球调驱影响因素

为了进一步表征孔喉尺度弹性微球的调驱效果,通过填砂管驱替实验,研究了微球粒径与岩心孔喉直径之比、驱替速度、微球质量浓度对调驱效果的影响。结果表明:微球封堵率和最大变形运移压力梯度随微球粒径与孔喉直径之比的增加先增大后减小,随驱替速度的增加而减小,随注入微球质量浓度的增加而增大。当微球粒径与孔喉直径之比为1.4～1.5时,调驱效果较好;当微球粒径与孔喉直径之比为1.42时,微球封堵率和最大变形运移压力梯度均达到最大,分别为90.4%和0.1MPa/m;当驱替速度大于5m/d时,驱替速度对微球封堵率和最大变形运移压力梯度的影响变小。在矿场条件下,近井地带驱替速度大,远井地带驱替速度小,微球可以顺利运移至远井地带,到达油藏深部并形成有效封堵,实现深部调驱。当微球质量浓度大于1500mg/L后,随微球质量浓度增加,封堵率的增加幅度变小。     

磁性聚合物复合微球调剖堵水剂研究

介绍了结构稳定、纳/微米级的磁性聚合物复合微球,可用作深度调剖驱油剂和堵水剂。表征分析了微球内磁性二氧化硅无机内核和聚丙烯酰胺-丙烯酸聚合物外壳的复合结构。室内评价试验表明,该聚合物复合微球具有很好的水溶胀性、耐温耐盐性,并具有一定的封堵能力,适于注水井深部调剖;同时,该聚合物复合微球具有超顺磁性,作为选择性调剖堵水剂,不仅在其突破油层随采出液携出时可实现磁性分离,而且适于在生产油井内进行磁性堵水,是一种具有潜质的新型调剖堵水剂。     

核壳结构功能聚合物微球的评价与应用

采用反相乳液聚合的方法合成了一种多功能核壳结构聚合物微球(简称核壳微球),壳层为苯乙烯和乙酸乙烯酯的共聚物,核层为丙烯酰胺及其衍生物的共聚物,利用SEM、TEM和粒径分析仪等对微球进行了性能评价.实验结果表明,核壳微球为规则的球形,粒径中值为11.795μm,由核壳两层构成,壳层表面呈磨砂状.在模拟地层水矿化度为500...     

高吸水树脂颗粒调堵剂胶囊化缓膨方法研究

针对高吸水树脂颗粒作为调剖堵水材料膨胀速度过快的缺点,与微胶囊制备技术相结合,提出了一种新的延缓膨胀的思路。以线性低密度聚乙烯为成膜材料、二甲苯为溶剂、乙醇为非溶剂,利用凝聚法研究了树脂颗粒胶囊化缓膨技术,制备了具有良好缓膨性能的树脂颗粒,分析了其缓膨机理。研究表明两相分离的凝聚法可用于制备缓膨高吸水树脂颗粒。所制备的缓膨树脂颗粒在矿化度为21 328mg/L的模拟地层水中,开始出现膨胀的时间为30h,完全膨胀所需时间为70h。延缓作用是通过吸水面积的减少及包覆膜的物理限制作用实现的。     

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。     

聚合物驱后交联聚合物深部调剖技术室内试验研究

为了避免聚合物驱后恢复水驱时含水率迅速上升,研制了交联聚合物深部调剖剂冻胶107,并对其配方进行了优化。通过平行管流动试验,分高、低两种渗透率模拟油藏非均质性,研究聚合物驱后的压力、各种渗透率层的采收率和含水率的变化。试验结果表明,聚合物驱后直接进行深部调剖,流动性较强的深部调剖剂将主要进入高渗透孔道,对高渗透层造成封堵,为了使组合调剖剂能进入深部高渗透层,提高原油采收率,必须按照先弱后强的顺序,尽可能早的注入组合调剖剂。     

渤海某油田弱氧化复合解堵技术研究及应用

针对渤海某油田部分注水井修井及调剖作业后聚合物滞留导致常规酸化解堵效果不佳的问题,从聚合物污染机理出发提出采用弱氧化复合解堵措施对注水井进行解堵,通过岩心驱替等室内实验,研制出一种针对聚合物污染的弱氧化解堵剂PO-01,实验表明,4％PO-01可使0.8％HPAM黏度降低99.95％.该技术已经在现场应用6井次,措施后...     

新型孔喉尺度无机-有机聚合物复合微球调剖驱油剂研制

以SiO2纳米颗粒为无机组分,以丙烯酰胺、丙烯酸和交联剂为有机组分,采用分散聚合方法制得了一种新型孔喉尺度的无机—有机聚合物复合微球调剖驱油材料.利用红外光谱仪、扫描电镜和激光粒度分析仪对微球结构进行了研究,同时实验研究了复合微球在不同条件下的膨胀性能.研究表明:SiO2和有机聚合物形成了稳定的复合微球结构,微球粒径均匀,为亚微米级到微米级;在高温、高矿化度的条件下,复合微球具有良好的膨胀性和稳定性,其粒径可膨胀8倍以上,是一种具有应用潜力的调剖驱油材料.