新型疏水缔合聚合物在二类油层中的适应性

研究新型疏水缔合聚合物在二类油层中的流变性能及驱替效率。考查其与二类油层的适应性。通过分子结构设计和优化反应参数,合成了一种新型疏水缔合聚合物(命名为A),其分子量在(600~800)万之间,目标层是二类油层。A具有特殊的流变性能,主要表现在低浓度时(小于1 500 mg/L),在油田地层水矿化度及油藏剪切速率下(小于10 S-1),具有增黏性和较优的耐盐性。A在流动实验中阻力系数为157.09,残余阻力系数为83.16,展现出良好的注入性能和流度控制能力;A在天然岩芯驱油实验中的驱替效率可达7%以上,高于传统聚合物的驱油效率。总体而言,聚合物A与二类油层有着较好的匹配性,可用于二类油层聚驱深度挖潜。     

用于测定聚合物溶液性能的多级剪切方法

聚合物溶液注入地层的过程中面临的最大的问题是剪切降解而导致聚合物溶液性能下降,进而导致聚驱效果变差,而现场试验测试费时费力且费用较高,所得结果对比分析比较困难;而室内模拟研究的剪切与地层多孔介质的剪切有着本质的区别,不能反映聚合物溶液从地面进入地层的整个剪切过程。现在在前人工作的基础上,设计了一种用于测定聚合物溶液性能的多级剪切方法,结果表明利用这种多级剪切方法测得的聚合物溶液性能与现场矿场试验得到的结果更为接近,可为聚合物溶液的选择和驱油方案的判定提供判断依据。     

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.     

剪切变稀作用对聚驱试井分析影响的数值研究

考虑聚合物驱中剪切、吸附、不可及孔隙体积等物化现象影响,建立了耦合井储与地层渗流的两相四组分的聚合物驱模型。基于PEBI网格、采用有限体积法进行离散并用全隐式方法进行求解,形成了聚合物驱数值试井模型;研究了剪切变稀作用对聚驱井底瞬态压力响应的影响,发现由于聚合物溶液剪切变稀特性和关井后井周围水相速度的急剧降低,压力导数曲线在井储段结束后会出现明显的抖动。地层渗透率的变化会导致导数曲线抖动的位置发生明显变化但对抖动的幅度影响很小。基于以上结论给出了考虑剪切变稀作用的聚驱数值试井拟合方法。通过对油田现场压力测试数据的拟合验证了上述规律的正确性并表明该规律对合理解释现场压力测试资料,正确反演地层参数有很大指导意义。     

ASP三元复合体系在孔隙介质中的流变性

利用室内物理模拟的方法,对三元复合体系在多孔介质中的流变行为进行了研究,分析了聚合物、碱、表面活性剂浓度和岩芯渗透率对三元复合体系在多孔介质中的流变特征的影响规律,研究结果认为复合体系在多孔介质中呈现出剪切变稀和增稠双重流变特性,复合体系在多孔介质中出现粘弹流变特征的临界剪切速率随着聚合物浓度的升高而减小,随着表面活性剂和碱浓度的增加而增大。     

机械剪切作用对聚合物溶液粘度的影响

为了研究聚合物在应用过程中机械剪切作用对其粘度的影响,设计了多孔介质高速剪切装置和摩擦机械剪切装置,探讨了多孔介质高速剪切、水平方向摩擦剪切和旋转机械剪切对聚合物溶液粘度的影响。研究结果表明,这三种机械剪切均使溶液粘度下降。经多孔介质剪切后,800万分子量和2 500万分子量HPAM溶液粘度损失率最高分别可达53.0%和69.9%,经摩擦剪切后,800万和2 500万聚合物粘度损失率达5.5%和10.8%,经旋转机械剪切后,800万和2 500万聚合物粘度损失率可达53.7%和79.1%。     

高速下聚合物溶液阻力系数的研究

本文回顾了前人关于聚合物溶液在孔隙介质中流动的研究。早期的研究者认为,聚合物溶液在高流速条件下呈膨胀性。未有人就残余阻力系数和有效粘度对阻力系数的贡献提出意见。作者重复了流动试验,根据测试的FR一V和FRr一V曲线,计算了有效粘度,对比了残余阻力系数和有效粘度对阻力系数的贡献,并提出,高速条件下,高盐度的聚合物溶液呈膨胀性,低盐度的溶液仍可能呈假塑性。溶液的盐度愈高,高速下的有效粘度愈大。     

粉砂质泥岩剪切流变特性试验分析

利用岩石剪切流变仪,对巫山县望霞乡望霞高陡斜坡粉砂质泥岩夹层进行剪切流变试验,通过剪切流变曲线可以看出,岩石具有明显的瞬时变形,且与正应力、剪应力水平密切相关.将剪切流变曲线划分瞬时剪切流变与稳态剪切流变2个阶段.通过试验数据,分析了岩石的平均剪切流变速率,表明在同一正应力水平条件下,岩石的平均流变速率与剪应力之间可以用υ=Aτ B的正线性关系来表征.采用广义的Kelvin模型对岩石的剪切流变全程曲线进行拟和,拟和效果与试验数据吻合较好.     

纳滤软化海水与驱油用聚合物配伍性评价研究

通过室内实验,研究了软化海水作为配聚水的适应性问题。针对渤海绥中36-1油田条件,开展了纳滤软化海水配聚室内评价研究,主要进行了软化后海水配聚的增粘、剪切、流变、注入性等配伍性研究工作。实验结果表明,软化后的海水配制分子量为2300万的线性聚丙酰胺1500mg/L溶液,粘度从6.9mPa.s升高到33.2mPa.s。通过物理模拟实验,软化水配制的聚合物溶液具有良好的注入性能,阻力系数与残余阻力系数分别为7.46与2.32。     

聚合物聚醚多元醇流变曲线的数据分析

以苯乙烯和丙烯腈在聚醚多元醇介质中分散聚合制备了聚合物聚醚多元醇．测定了聚合物聚醚多元醇中粒子大小和体系的流变曲线．聚合物聚醚多元醇的流变曲线呈现“剪切增稠→剪切变稀”的非牛顿特性．用Gillespie公式对流变曲线进行了数据分析，由此计算出各聚合物聚醚多元醇的η^*，Ф表观和3种聚合物聚醚多元醇中粒子间相对“键合”能．     

油品减阻剂在长输管道中的性能研究

分析了原油减阻剂的工作环境,给出了减阻剂的减阻机理及影响因素,介绍了按照行业标准自制的室内模拟环道装置中,流经不同管径的减阻剂的性能综合测试,得出了减阻率并不是随雷诺数的增大而递增或递减,而是在某一雷诺数下减阻率有最大值,并且在相同的测试条件下,减阻剂浓度越大,单位流体中含有的高分子减阻剂数量越多,经过相同的剪切作用,未被剪切的减阻剂分子越多,经过相同的剪切次数时,减阻率相较也就越高。     

疏水缔合聚合物驱油数学模型

为了研究疏水缔合聚合物驱油规律和动态,建立了疏水缔合聚合物驱油数学模型。根据室内对疏水缔合聚合物溶液结构的研究成果,采用聚合物线形体和聚合物聚集体共同描述疏水缔合聚合物溶液在多孔介质中的性质变化和渗流特性,同时考虑了疏水缔合聚合物溶液在不同孔渗条件下水相相对渗透率降低能力、不可入孔隙体积系数的变化、吸附滞留与建立流动阻力的关系等物化问题。利用模型对岩芯驱油实验结果进行了拟合,数值模拟结果与实际岩芯驱油结果基本一致。表明该模型能够有效描述疏水缔合聚合物溶液的驱油动态,为疏水缔合聚合物驱的理论研究和现场分析提供了研究方法。     

抗盐聚合物分子集聚影响因素及其渗流特性

利用电镜扫描方法研究了驱油用抗盐聚合物ASPAM和部分水解聚丙烯酰胺PHPAM溶液的分子聚集现象;模拟现场聚合物注入过程,分析了聚合物溶液质量浓度、配制水矿化度、多级过滤和机械剪切作用对聚合物分子聚集体的影响;通过岩芯实验,分析了ASPAM的渗流特性。结果表明,ASPAM显示了分子的聚集状态,达到聚集状态后其粘度显著提高;ASPAM较PHPAM具有优异的抗盐和抗剪切性,在多孔介质中的动态滞留量更大。实验研究对现场应用抗盐聚合物驱油,以及聚合物的改性具有指导意义。     

交联聚合物驱技术的矿场应用效果及开采特征

针对河南油田聚合物驱技术存在用量高,抗温抗盐性差,调整剖面能力弱,易串流等局限性,提出了使用交联聚合物驱技术。并在下二门油田H2Ⅲ油组Ⅱ2断块实施了大规模的工业化矿场先导性试验。对比交联聚合物驱与聚合物驱的开发效果,认为交联聚合物体系在地层中的注入性良好,压力上升幅度比聚合物驱大且调整剖面的能力比聚合物驱强,产液能力弱,动液面下降幅度大,转后续水驱后,含水仍处在较低水平,产量降幅小,有效地延缓了后续水驱突破。对于指导其他油田的弱凝胶调驱技术的矿场应用具有一定的指导意义。     

低渗透油藏启动压力梯度新算法及应用

针对目前大多数低渗透油层的渗流研究都是通过岩芯驱替实验得到渗透率与启动压力梯度的关系,不仅费时费工,而且考虑的因素比较单一的问题。通过对中国西部某低渗油田不同渗透率岩芯室内驱替实验,从流体在低渗透多孔介质渗流机理出发,对实验数据进行处理和回归分析,建立了新的物理模型,提出了一种求解启动压力梯度的新方法,得到求解低渗透油藏启动压力梯度数学模型。由数学模型可以得到启动压力梯度的主要影响因素是驱动压力梯度、流体的流度,启动压力梯度与前者成正比关系,与后者成反比关系。利用求解启动压力梯度的数学模型,结合低渗透油田实际,研究了启动压力梯度对单井产量、极限注采井距和含水上升率的影响。     

油田污水配制用耐盐聚合物的制备与性能评价

大庆油田利用污水稀释聚合物溶液的区块比例超过80%,污水稀释聚合物溶液成为污水循环利用的主要途径。为解决污水条件下,普通聚合物用量高、不耐盐、应用性能差等制约聚驱开发提效的不利因素,通过优化设计聚合物分子结构,引入抗盐单体和刚性单体,采用多单体共聚后水解的合成工艺,制备了新型功能聚合物A。性能评价结果表明:相同分子量条件下,功能聚合物A的耐热稳定性、耐盐能力、抗剪切能力、注入能力及驱油效率等性能均优于部分水解聚丙烯酰胺。在相同浓度和注入体积条件下,功能聚合物A提高采收率11. 42%,较同分子量普通聚合物高3. 2%;在相同初始黏度和注入体积条件下,功能聚合物A采收率提高值较普通聚合物高1. 2%,且节约聚合物用量28%。功能聚合物A在油田污水中应用性能优于同分子量部分水解聚丙烯酰胺,可为聚合物驱开发降本增效提供新型高效驱油剂。     

聚驱后聚表二元复合体系提高残余油采收率研究

利用不加碱可形成超低界面张力的聚丙烯酰胺/甜菜碱表面活性剂二元复合体系,通过流变性实验,分析了活性剂质量浓度对聚表二元复合体系黏弹性的影响;通过在仿真岩心模型上的驱油实验,分析了不同黏弹性的聚表二元复合体系对聚驱后采收率的影响.研究表明:实验用的两性表面活性剂体系对无碱二元体系的黏弹性影响很小,二元驱油体系的黏弹性越大,聚驱后二元驱的采收率增加幅度也越大.在注入压力允许的条件下,界面张力不一定要达到超低,适当增加聚合物溶液的黏弹性,也可以达到超低界面张力时的驱油效果.     

胜利油田交联聚合物调驱技术研究及应用

结合胜利油区孤东、孤岛一类主力油田油稠、胶结疏松、易出砂、非均质严重的特点提出了交联聚合物驱油的概念 ,所研制的交联体系采用 1 0 0 0～ 2 0 0 0 mg/L聚合物溶液加入 30 0～ 60 0 mg/L的 XL系列交联剂 ,该体系具有缓慢、轻度交联 ,交联后的体系粘弹性好 ,其粘度一般可升高 3倍以上的特点 ,同时该体系具有剪切降粘后粘度可恢复、热稳定性好、耐矿场矿化度的优点 .岩心试验表明 :交联聚合物体系有较高的阻力系数和残余阻力系数 ,滞留量大于普通聚合物溶液 ,可在多孔介质中流动 ,是一种性能优良的适合于中高渗透油藏的驱油剂 .该交联体系已在孤东、孤岛一类油田应用 ,矿场增油效果显著 ,先导区提高采收率 5.4% ,扩大试验目前正在进行 ,已见到降水增油效果     

新型酸液稠化剂的反相乳液聚合及性能研究

用反相乳液聚合法,以煤油作为连续相,Span-80、OP-10为乳化剂,合成了AM/ DMC酸液稠化剂MDNC,实验研究了引发剂用量、乳化剂浓度、单体浓度等条件的改变对聚合反应的影响,确定出了最佳反应条件：引发剂质量分数为0.20％,乳化剂质量分数为15％,单体摩尔配比（n(AM)∶n(DMC)）为3∶1,总单体质量分数为25％。并对稠化剂MDNC进行了酸液性能评价,该稠化剂在酸液中增粘性能好,热稳定性较好,抗盐、抗剪切能力强,具有较好的开发前景。