聚丙烯酰胺溶液的地下流变特征

通过室内物理模拟方法,利用岩心流动实验装置,研究了不同分子量、浓度的聚合物溶液通过不同渗透率的多孔介质流变特性。实验结果显示聚丙烯酰胺溶液在多孔介质中呈现剪切变稀主剪切增稠的双重流变特性,其临界流速随分子量、浓度的增加而减小,随渗透率增大而增大。在剪切增稠区,流变性满足幂律模型,而且流变行为指数仅仅是聚合物本身性质参数的函数,而与渗透率无关。这一结果认为在聚合物驱的注入井附近地带将导致附加压降,影响聚合物的注入性能。     

三元复合驱体系/大庆原油间界面张力研究

研究了彬表面活性剂／聚合物三元复合驱体系与大庆原油间形成低界面张力的特性。结果表明：在降低界面张力方面，碱与表面活性剂之间存在显著的协同效应。而聚合物与碱、聚合物与表面活性剂之间不存在明显的协同效应。本文还初步探讨了超低界面张力的形成机理，并研究了碱浓度、表面活性剂浓度对复合体系／大庆原油间界面张力的影响。     

强碱三元体系与萨中地区油藏适应性研究

为保证强碱三元复合驱在大庆油田萨中地区顺利实施,开展了强碱三元复合体系中聚合物分子线团尺寸及其影响因素、岩心渗透率极限及其影响因素和驱油剂分子线团尺寸与岩石孔喉半径匹配关系实验研究。结果表明,随聚合物相对分子质量增加,聚合物分子线团尺寸Dh增大;随聚合物浓度升高,聚合物溶液中Dh呈"增大—减小—增大"趋势;随剪切强度增大,聚合物溶液中Dh先降低后升高。驱油剂岩心渗透率极限随聚合物相对分子质量和浓度增大而增大,随剪切强度的增大而减小。油藏岩石与驱油剂聚合物的适应性受岩石渗透率、聚合物浓度、相对分子质量以及剪切强度等因素影响,强碱三元复合体系"孔喉半径中值/Dh"范围通常在11~21。     

高温化学复合驱油方式优化评价研究

针对双河油田VI油组高温非均质油藏,使用油层砂充填长管模型,研究几种化学复合驱油体系中表面活性剂、聚合物、低度交联聚合物、有机碱以及交联剂之间的色谱分离特征。实验结果表明,95℃下三元复合体系流经填砂管时,聚合物最先突破,碱随后突破,表面活性剂的突破滞后最大;有机碱的加入能起到降低表面活性剂吸附的作用,而交联剂对于表面活性剂吸附影响不明显。根据色谱分离程度,采用层间非均质人工压制物理模型,对比评价了二元、三元复合驱油体系及几种组合驱油方式的驱油效果,优选出主段塞为有机碱三元复合体系、前后保护段塞为交联聚合物的驱油体系,水驱后可提高采出程度24.2%。该研究成果可以对高温非均质油藏三次采油的高效开发提供参考依据。     

复合驱体系在长露头岩心中的渗流规律及其性能变化

为了克服人造岩心的孔喉分布差异的局限,建立了一套长露头岩心物模系统,通过监测沿程压力和检测出口采出液的浓度及性能变化,研究了三元复合体系在露头岩心中运移渗流规律及其性能变化对采出程度的影响。结果表明,露头岩心的岩石矿物组成及孔喉分布更接近于天然油藏。复合驱采收率为26.3%,提高采收率的效果显著。岩心沿程压力变化表明复合体系能深入到岩心的深部位置,聚合物在岩心沿程均产生严重的吸附滞留。复合体系中碱、表面活性剂的浓度峰值损失率达到90%以上,黏度峰值损失率高达95%,低界面张力性能完全损失,复合体系在露头岩心孔喉中的吸附滞留十分显著。     

强碱三元复合驱后多种调驱剂的驱油效果对比

为了优选出强碱三元复合驱后增油效果最好的调驱剂体系,以大庆杏树岗油田储层为研究对象,通过物理模拟驱油实验研究了恒速和恒压条件下的多种调驱剂在强碱三元复合驱后的驱油效果。结果表明,强碱三元复合驱后注入高浓度聚合物溶液、无碱二元复合体系、弱碱三元复合体系、"聚合物凝胶+无碱二元复合体系"组合以及"聚合物凝胶+弱碱三元复合体系"组合都可以进一步提高采收率,其中"聚合物凝胶+弱碱三元复合体系"组合液流转向效果较好,含水率下降幅度较大,采收率增幅也较大。     

中等浓度表面活性剂溶液流变特性的实验研究

为研究剪切速率和溶液浓度对中等浓度表面活性剂溶液流变特性的影响,在25℃、1～300s-1剪切速率范围内,对质量分数分别为0.05%、0.07%、0.10%和0.15%的CTAC/NaSal表面活性剂溶液进行稳态模式下的流变测量.研究表明,随着表面活性剂浓度的增大,由剪切诱导转变引起的黏度增稠率依次减小,当浓度达到某一临界饱和值时不再有剪切诱导转变发生,该浓度所对应的黏度-剪切速率流变曲线称为最大黏度线.当浓度低于临界饱和浓度时,在以临界剪切速率为界的两区域内,剪切速率-剪切应力流变曲线分别符合对数模型.从能量的视角分析了剪切诱导结构(SIS)可能的形成机理,指出诱导SIS形成的临界能量值本质上是由胶束结构决定的.从流变的角度指出,对于中等浓度的表面活性剂溶液,SIS不再是产生湍流减阻的必要条件.     

二类油层中三元复合驱体系的损耗及有效作用距离

采用天然露头岩心进行驱油物理模拟,研究三元复合体系在地层中不同运移距离下的界面张力以及化学剂损失规律。结果表明:二类油层中复合体系的各组分损失严重,表面活性剂在运移前20%距离后即损失了80%,此时碱、聚合物的损失率也达到23%和12%;复合体系运移全程距离后表面活性剂、碱和聚合物的损失率分别达到了92%、42.8%和31%,损失量都较为显著。复合体系的化学剂主要损失在注入井附近地层中,且这部分损失主要为"无效损耗",对采收率的贡献值有限。化学剂的损失导致复合驱的驱油效果也逐步降低。复合体系的超低界面张力实际的有效作用距离仅为前20%距离,因而对提高采收率的贡献十分有限,而对20%井距之后的水驱残余油的进一步启动则是三元复合驱发展的潜力方向。     

三元复合驱组分协同作用规律研究

三元复合驱中聚合物、碱以及表面活性剂的协同作用能够大幅提高原油采收率,各组分存在的色谱分离会使协同作用大为减弱。通过一维长岩心研究二元/三元体系各组分在线性流过程中吸附规律差异,然后制作二维平面物理模型研究三元复合驱径向流过程中各组分运移规律,判断出三者的协同作用距离,通过数值模拟以及矿场试验结果论证用变浓度多段塞代替单一段塞的可行性。研究表明:三元体系中由于碱的存在可以使超低界面张力保持距离和乳化能力强于二元体系,三元体系一维长岩心的采出程度比二元体系增加了6.32%;三元体系各组分协同作用距离集中在主流线1/2处,各组分运移距离为:聚合物碱表面活性剂,在后续水驱的过程中表面活性剂存在解吸附现象;使用变浓度多段塞组合注入,可以在保持相近采收率情况下减少15%的表面活性剂和4.5%的聚合物用量。     

非离子表面活性剂静吸附特性研究

针对S/P二元复合体系在油层岩石上的吸附问题,利用室内仪器等检测分析方法,对无碱二元复合体系在润湿和非润湿大庆油砂吸附后活性剂体系浓度、界面张力进行了测定评价.结果表明：二元体系表面活性剂在大庆油砂上的吸附等温线为“S”型,最大吸附量为2.43mg/g;更换油砂单次吸附时,吸附次数增加,界面张力增加,活性剂浓度降低;,二元体系经聚合物和污水浸泡的油砂第三次吸附时界面张力由10-3mN/m上升到10-1mN/m;多次吸附对二元体系界面张力的影响很小。随着吸附次数的增加,活性剂浓度逐渐降低。     

复合驱油藏非线性渗流试井模型的影响因素

 在基于变截面孔喉模型建立的黏弹性本构方程的基础上,考虑黏弹性与流变参数的变化,建立了碱-表面活性剂-聚合物（ASP）溶液不稳定渗流的试井模型,并用有限差分方法求解,得到了相应的有量纲与无量纲试井曲线。通过有量纲试井曲线,分析了幂律指数、注入速度、稠度系数、渗透率、特征时间、孔隙因子等参数对复合驱油藏注入压力的影响;通过无量纲试井曲线,分析了这些参数对复合驱油藏试井曲线形态的影响。研究表明,在进行复合驱驱油藏试井分析应用的过程中应适当考虑流变参数变化与黏弹性的影响;而在流变参数变化不太剧烈、黏弹性不太大的情形下,幂律试井模型具有很好的适用性。该试井模型的分析研究对复合驱渗流规律的探讨具有一定的借鉴意义。     

基于孔隙分布的幂律流体剪切速率算法

随着非牛顿流体在各领域的广泛应用,对非牛顿流体在多孔介质内所受剪切速率的计算变得日益重要。综述了多孔介质条件下幂律流体剪切速率的计算方法,分析了各剪切速率的物理意义,发现现有算法大部分未充分考虑孔隙结构对剪切速率的影响。通过毛细管束渗流模型的理论推导,提出了考虑孔隙分布的幂律流体数均剪切速率、体均剪切速率和黏均剪切速率算法。将该算法用于研究聚合物在高渗砂岩中的渗流规律,计算了低分子量聚合物在渗透率相近但孔隙结构不同的岩心内流动时的表观黏度。与传统算法的计算结果和实验测定结果相比较,论证本算法的准确性。     

三元复合驱驱油机理及乳液渗流规律NMRI研究

通过先进的实验手段-核磁共振成像技术(即Nuclear Magnetic Resonance Imaging,简称NMRI)，首先阐述了三元复合驱驱油过程的微观机理．既而在此基础上从细观水平实验研究了原油／三元复合体系乳状液的流变性，进而揭示了其在多孔介质中的渗流规律，最后建立了原油／三元复合体系乳状液在多孔介质中渗流的数学模型，实验结果表明与理论分析结论基本吻合，说明所建数学模型是合理的。     

碱-表面活性剂-聚合物三元复合驱油体系的流变行为及影响因素

研究碱表面活性剂聚合物（ Ａ Ｓ Ｐ）复合驱油体系的流变行为以及盐类型、碱、表面活性剂的加入对 Ａ Ｓ Ｐ 复合体系流变性的影响     

聚合物溶液在波纹管中的流动规律

采用上随体Maxwell本构方程描述聚合物溶液的流变性,用数值方法研究了黏弹性聚合物溶液在油藏孔隙模型——波纹管模型中的流动.分析了具有不同黏弹性质的聚合物溶液在油藏多孔介质中的流动规律.研究结果表明聚合物溶液在波纹管中心线处的流速最大且黏弹性对此处速度的的影响较大;黏弹性聚合物的第一法向应力随威森伯格数(We)的增大而增大,且越靠近壁面处,第一法向应力越大,受We的影响越大;与第一法向应力相比,剪切应力随We的增大变化非常小.     

三元复合驱油井流入动态特征研究

在用黏弹性流体本构模型描述三元复合驱地层流体流变特性的基础上,建立了三元复合驱地层流体在地层中渗流的基本微分方程,采用有限差分法对其进行了数值求解,并用拉格朗日插值法对产能进行预测,分析了流体的流变参数对产能的影响.通过对大庆油田采油四厂5口油井的产能预测结果与实测结果进行对比分析,其相对误差在20%以内,表明用黏弹性流体本构模型来描述地层流体的流变性能较好地预测油井的产能.     

不同测试条件下原油流变性实验研究

利用RV2 0旋转粘度计和原油渗流流变性测试仪 ,在不同条件下对 4种脱气原油的流变性进行了测试。结果表明 ,用 3种不同测试方法测得的原油视粘度明显不同 ;用旋转粘度计测试的视粘度最低 ;毛细管内的原油粘度次之 ;多孔介质内渗流时原油的视粘度最高。原油在多孔介质内渗流时 ,渗透率越低 ,原油视粘度越高 ,并且表现出非牛顿流体特性及存在着初始压力梯度。原油组分、试验温度、岩石孔隙结构等因素对原油的流变性影响最大 ,采用天然岩心测试地层条件下原油的流变性 ,其测试结果对油田开发才有指导意义     

ASP三元复合体系驱油微观机理研究

为了深入研究碱/表面活性剂，聚合物三元复合体系的微观驱油机理，利用平板夹砂模型和微观仿真模型，通过显微观察和录像的手段，直接观测流体在孔隙介质内的流动形态以及驱替过程中发生的现象。试验发现：三元复合驱具有很强的洗油能力，无论亲水介质还是亲油介质，三元复合驱均具有很强的使残余油变形的能力，使油藏流体流动性增强。从而提高水驱开发的波及系数。