复配聚合物驱油效果及影响因素研究

大庆油田某油藏具有油层渗透率低、层内和层间非均质性强、裂缝和大孔道发育等特点,导致注入水窜流现象严重,水驱开发效果差。根据油藏实际开发需求,利用室内仪器分析和物理模拟方法,开展了复配聚合物溶液分子线团尺寸和黏度性能评价,并与"超高"聚合物溶液进行了对比分析。在此基础上,开展了复配聚合物溶剂水注入参数优化实验研究。结果表明,与"超高"聚合物相比,复配聚合物分子线团尺寸(英文缩写为"Dh")分布较宽、损失率较小,具较好增黏性,可提高采收率。随溶剂水矿化度减小,复配聚合物溶液黏度增加,采收率增加。     

扶余油田聚合物驱聚合物筛选及其性能评价

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"高分"、"超高"、"抗盐"聚合物及两种复配聚合物的抗盐、抗剪切、耐温性及分子线团尺寸(Dh)分布的研究,评价了流动性能,并进行了机理分析和探讨。结果表明,与"超高"聚合物相比,"复配"聚合物在熵驱动作用下不同分子链发生较强物理缠绕并形成氢键,增强了"复配"体系分子间作用力,使其内旋转困难,柔顺性变差,刚性增强而具有优异的抗盐性、抗剪切性。"复配2"(高分、超高、抗盐质量比15:60:25)的抗盐性黏度损失率比"超高"聚合物的低6.7%,抗剪切性黏度损失率低3.5%。二者的抗温性黏度损失率基本相同。"复配"聚合物Dh分布较宽,不可及孔隙体积较小,在多孔介质中的滞留量增加。在岩心渗透率为160×10-3μm2时,"复配2"的阻力系数Fr和残余阻力系数Frr分别为54.1和21.9,比"超高"聚合物的37.2和13.2高,渗流特性较优异。与"复配1"(高分、超高、抗盐质量比16:75:9)相比,"复配2"的抗盐性和在多孔介质的滞留能力较强,二者的抗剪切性和耐温性相当。     

SOLUTION PERFORMANCES OF THE COMBINITION POLYMER AND ITS ADAPTABILITY IN CONGLOMERATE OIL RESERVOIR

针对砾岩油藏非均质性严重、常规物性差、与普通聚合物的适应性较差等特点,利用动态光散射方法和岩心驱替实验,分别对普通聚合物溶液和新型“复配宽相对分子质量”聚合物质量溶液的分子线团尺寸分布规律、黏度性能和耐盐性能以及在砾岩中的渗流特性进行了对比分析.结果表明,在聚合物质量浓度和平均相对分子质量相近条件下,与“超高”聚合物相比较,2种“复配”聚合物溶液中聚合物分子线团尺寸分布较宽且光强峰值靠右,聚合物增黏性和耐盐性较强,聚合物溶液的阻力系数(FR)和残余阻力系数(FRR)较大.岩心流动实验表明,当“孔隙中值半径(Dr)、分子线团尺寸(Dh)”值在14 ～ 18时,“复配”聚合物分子线团与砾岩岩石孔隙间具有较好的配伍性,聚合物分子线团不可及孔隙体积更小,聚合物溶液波及体积更大,可以取得更好的液流转向效果.     

红岗油田复配聚合物溶液性能及作用机理

红岗113-3区块具有油藏厚度较大、平均渗透率较高和非均质性较严重等特征,比较适宜开展化学驱。针对油藏开发实际需求,利用仪器检测、物理模拟和理论分析方法,开展了对"复配"聚合物和"高分"聚合物增黏性、抗剪切性、耐温抗盐性、稳定性、分子线团尺寸分布、流变性和黏弹性等实验研究。结果表明,与相同条件下的"高分"聚合物溶液相比较,"复配"聚合物溶液增黏性、抗盐性和抗剪切性较强,相对分子质量分布较宽,阻力系数和残余阻力系数较大,扩大波及体积能力较强,与油藏孔隙间适应性更好。因此,推荐吉林红岗油田化学驱采用"复配"聚合物,其质量组成"超高:高分∶中分"等于17∶60∶23。     

二元复合体系与油藏适应性

大港油田港西三区储层以高孔高渗为主,非均质性严重,目前已处于特高含水开采阶段,亟待实施大幅度提高采收率技术.以物理化学、高分子化学和油藏工程理论为指导,以仪器分析、化学分析和物理模拟为技术手段,以港西三区油藏条件为工程依据,开展聚/表二元复合体系油藏适应性研究.结果表明,驱油剂与油藏间适应性受岩石渗透率、聚合物质量浓度、相对分子质量以及溶剂水化学组成等因素的影响;随聚合物相对分子质量增加和溶剂水矿化度减小,聚合物分子线团尺寸Dh增大,油藏适应性变差;随表面活性剂加入,二元复合体系中聚合物分子线团尺寸Dh增加,油藏适应性变差;与港西三区油藏储层地质特征和流体性质相适应聚合物相对分子质量为2 500×104,“孔隙半径中值(Rp) /Dh”范围为7～10;与聚合物溶液相比较,二元复合体系中聚合物分子线团尺寸增加,导致聚合物岩心渗透率极限提高10×10-3～20×10-3μm2.     

LD10-1油田调驱效果及影响因素实验研究

LD10 -1油田具有高温、高矿化度、高原油黏度和非均质性严重等特点,水驱开发效果较差,应采取技术措施提高采收率.依据矿场实际需求,采用实验和理论分析方法,研究了抗盐聚合物及高分Cr3+聚合物凝胶的黏度特性、分子结构形态、线团尺寸(Dh)、流动特性和驱油效果,并对两种调驱剂的调驱效果进行对比和机理分析.结果表明,在LD...     

大庆杏北油田三类油层聚表剂驱油效果及其作用机理分析

利用仪器检测和物理模拟等方法,开展了聚表剂溶液增黏性能、分子线团尺寸Dh、乳化性能、流动特性和驱油效果实验研究。结果表明,聚表剂增黏效果优于"中分"聚合物,当聚合物浓度由600 mg/L增至1600 mg/L时,聚表剂体系黏度增至101.9 m Pa.s,为最初时的8.9倍;"中分"聚合物体系黏度仅为最初时的3.7倍。聚合物浓度相同条件下,溶液中聚表剂分子线团尺寸Dh大于"中分"聚合物;聚表剂溶液的阻力系数和残余阻力系数(22.6和16.4)高于"中分"聚合物溶液(7.5和1.8)。当注入时机为含水率80%,段塞尺寸为0.57 PV,段塞组合方式为"高、中、低"时增油效果最好。     

聚合物相对分子质量、矿化度和温度对聚合物分子线团的影响

本论文探讨的是聚合物的性质对聚合物分子线团的影响,采用实验室的仪器检测技术和物理模拟方法,通过本次研究得出更符合现场实际的聚合物。实验结果表明:聚合物的一些性质(包括相对分子质量、溶剂水矿化度和剪切作用)对聚合物分子线团尺寸Dh存在影响。相对分子质量愈大,Dh愈大。矿化度愈高,Dh愈小。剪切强度愈大,Dh愈小。此外,表面活性剂对Dh也存在影响。     

海上油田特殊黏弹性流体的表征及性能研究

采用黏度计、流变仪、动态光散射仪、岩心流动实验和调驱实验装置,研究了具有特殊黏弹性的交联聚合物凝胶和相应聚合物溶液的黏度、黏弹性、分子线团尺寸Dh、流动特性和调驱增油效果等性能特征。结果表明,调整交联剂浓度可以使相同浓度的聚合物溶液生成以"分子内"交联为主的凝胶或以"分子间"交联为主的凝胶。"分子内"交联会使样品的黏弹性大幅度增加。与相同浓度聚合物溶液相比,"分子内"交联的凝胶的黏度接近,D_h略增大,黏弹性明显较大,阻力系数增加了50多倍,残余阻力系数增加了100多倍,驱油效率提高了6.2%。     

疏水缔合聚合物缔合程度及其油藏适应性

以物理化学、高分子材料学和油藏工程为理论指导,以仪器检测、化学分析和物理模拟为技术手段,以聚合物溶液黏度、聚合物分子线团尺寸、渗流特性和驱油效果等为评价指标,以渤海某油藏储层特征和流体性质为研究平台,开展了缔合程度对疏水缔合聚合物性能及其油藏适应性影响研究.结果表明:调节剂β-环糊精可以抑制疏水缔合聚合物分子链上疏水基团间缔合作用,改变调节剂质量分数就可以改变疏水缔合聚合物缔合程度即改变聚合物溶液黏度和分子聚集体尺寸,进而改变聚合物在多孔介质内渗流特性和传输运移能力;随调节剂质量分数增加,疏水缔合聚合物驱采收率呈现先增加后减小趋势,合适的调节剂质量分数即缔合程度可以改善疏水缔合聚合物与储层间适应性,提高聚合物驱增油效果.     

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     

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。      

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。     

四类渤海S油田化学驱驱油体系渗流机理及提高采收率特性

为筛选出最适合渤海S油田的驱油体系,采用不同实验方法对渤海该油田目前使用的部分水解聚丙烯酰胺（HPAM）、疏水缔合聚合物（AP-P4）、交联聚合物（HPAM+Cr³⁺）、新型聚表剂（JBJ-1）驱油体系进行对比研究,的分析4类驱油体系的分子结构形态、分子线团尺寸、流变性、注入运移能力和驱油效率等方面进行对比研究。结果表明：在水溶液中JBJ-1具有明显的网络结构,且降解前、后JBJ-1均具有相对较大的水动力学半径,表明其良好的抗剪切性能,同时JBJ-1还表现出最大的表观黏度和弹性模量以及优异的微观和宏观驱油性能,在水驱基础上可进一步提高采收率19.88个百分点。新型聚表剂具有比普通化学驱体系更好的增黏能力和抗剪切性,在有助于改善地层中的可建立更好的渗流阻力和驱油能力,可进一步推动化学驱石油储量动用,满足目前渤海S油田的生产需求。但在矿场试验中,应考虑其浓度的优化,以保证其注入性的问题。     

超高分子聚合物驱提高高盐稠油油藏采收率机理及现场应用

针对常规聚合物(部分水解聚丙烯酰胺HPAM)无法满足高盐稠油油藏采收率要求的问题,以胜坨油田二区东三4砂组高盐稠油油藏为研究对象,实验结合数值模拟分析了超高分子聚合物驱和常规聚合物驱的提高采收率机理。研究表明,超高分子聚合物黏度、黏弹性,耐盐性以及高温下的稳定性均优于常规聚合物,采用超高分子聚合物驱油更容易实现活塞驱油;相比于常规聚合物,分子间排列更加致密且互相缠绕,分子间缔合作用力远大于常规聚合物,表现出很强的抗盐、抗拖拽能力,具有很强的调剖能力;CMG数值模拟结果表明,采用超高分子聚合物驱提高东三4砂组油藏采收率具有见效早、降低含水率效果好的优点。对于东三4砂组油藏,采用超高分子聚合物驱(DQ-3500)相对于常规聚合物驱(8^#HPAM)采收率提高了1.74%。该研究成果对于采用超高分子聚合物驱提高高盐稠油油藏采收率的推广应用具有重要意义。     

聚驱后缔合聚合物三元复合驱提高采收率技术

三元复合驱是大庆油田聚驱后进一步提高采收率的重要途径,其驱油体系须保证超低油-水界面张力,且能大幅提高波及能力。通过研究烷基苯磺酸盐（ABS）-缔合聚合物（HAPAM）-NaOH三元复合驱体系的性能,并与超高分子量部分水解聚丙烯酰胺（HPAM）三元复合体系进行对比。研究结果表明,HAPAM三元复合体系在NaOH浓度为0.5%~1.2%、ABS浓度为0.025%~0.300%时具有良好的界面活性,油-水界面张力可达10^-3mN/m数量级。0.16%HAPAM-0.3%ABS-1.2%NaOH三元复合体系黏度达108.8 mPa ·s,采用HPAM达到相同黏度其浓度为0.265%,因此HAPAM可降低聚合物用量40%。驱油实验结果表明,在相同黏度下,HAPAM三元复合体系在不同孔隙介质中均能提高聚驱后采收率13%以上,比HPAM三元复合体系多提高采收率6%以上。HAPAM三元复合体系具有更高的阻力系数与残余阻力系数、更好的黏弹性以及乳化稳定性,可以为大庆油田聚驱后提高采收率提供新的技术手段。     

聚合物驱油体系高效络合剂研究

针对部分水解聚丙烯酰胺在高矿化度条件下增黏能力下降的问题,采用仪器检测和物理模拟等方法,对具有能够去除或屏蔽水中Ca²⁺、Mg²⁺的络合剂进行筛选、复配和评价,并在此基础上,进行流动性实验和驱油效果实验研究。结果表明,10种络合剂中,氨基三甲叉膦酸与羟基乙叉二膦酸对部分水解聚丙烯酰胺具有很好的增黏效果,增黏率达到了30%左右。综合考虑增黏效果、稳黏效果、反应时间和成本等方面因素,将10种络合剂复配,其中,“SY-Ⅰ”络合剂提高初始黏度效果明显,“SY-Ⅱ”络合剂提高黏度稳定性效果明显。与未加络合剂的聚合物溶液相比较,加入络合剂的聚合物溶液分子线团尺寸更大,黏弹性更好,阻力系数和残余阻力系数更大,驱油效果更好。矿场试验表明,加入络合剂的聚合物在驱替过程中注入压力明显提升,采油井的含水明显下降,产油量明显增加,增油降水效果显著。该研究对提高聚合物驱技术经济效益、指导矿场实践应用具有重要意义。     

聚合物表面活性剂与油藏匹配性及液流转向能力研究

为研究聚合物表面活性剂(聚表剂)与聚合物增黏、抗盐和驱油能力差异大的原因,采用FT-IR谱、SEM电镜表征两者的分子结构和聚集形态,通过岩心物理模拟实验与核磁共振技术分析两者的注入性、传导性、液流转向和驱油能力.结果表明:聚表剂因存在网状聚集体结构,相同质量浓度(500～2 000 mg/L)的聚表剂黏度是聚合物的3～...     

高含盐油藏聚合物驱油实验研究

在目前国内通用的聚丙烯酰胺干粉制备工艺中，聚合物分子量的降低率达５０％以上。采用分子量较高的低水解度水溶胶型聚丙烯酰胺配制聚合物驱油剂并使用聚合物稳定剂，可以将高含盐聚合物溶液的粘度提高一倍以上，并使聚合物的抗盐性能、热稳定性能及抗机械剪切性能得到明显改善，从而为在高含盐地层中使用聚丙烯酰胺驱油提供了依据。