新型交联聚合物微球调驱性能研究

渤海油田地层具有高孔高渗、疏松脆弱、非均质性强的特点,部分井组存在注入水低效或无效循环、水窜加快和递减率大等问题。现场应用试验表明,新型交联聚合物微球P-90对该类储层具有更好的调驱效果。为更好分析和解释其调驱机理,采用扫描电镜、激光粒度仪、高温高压流变仪、微孔滤膜装置和一维物模流动装置等对P-90的基本理化性能与调驱能力进行了评价实验。结果表明,新型交联聚合物微球P-90溶胀效果好,水化溶胀后微球之间相互交联形成空间网状结构,粒径均匀分布并长期保持在15μm,具有良好的耐温性及黏度保留率;对孔径5、10μm微孔滤膜产生了有效封堵;新型交联聚合物微球P-90同时具备了聚合物凝胶交联网状结构与聚合物微球球形分散结构。其独特的微观结构对于非均质高孔高渗油藏有更好的改善作用,极大提高了封堵、驱油效率,可达到较好的深部调驱效果。     

聚合物微球调剖封堵渗流场可视化及矿场试验

聚合物微球是近年来发展起来深部调剖封堵材料,微球良好的弹性性能能够满足调剖剂注得进、堵得住、能运移的要求。室内实验和矿场试验结果表明,聚合物微球能有效封堵高渗条带,提高产油能力。从聚合物微球调剖封堵机理出发,抽象化建立聚合物微球调剖封堵流线模型。基于所建立的流线模型,模拟分析聚合物微球注入地层以后流线场的变化,流线的变化对注水井注入压力与采油井生产动态的影响,从流线场角度阐述聚合物微球调剖封堵机理。同时,聚合物微球矿场试验结果表明,注入聚合物微球能很好的抬升注入压力,提高井组产油能力。     

大孔道识别方法及聚合物微球调驱在文中油田的应用

文中油田经过长期注水开发,一类储层内产生大孔道,注采低效循环问题突出.为提高驱油效率,开展了大孔道识别方法及聚合物微球调驱研究.根据储层物性参数变化规律和测井曲线的响应关系,建立了大孔道综合判别方法,进行聚合物微球调驱室内实验.现场应用证明,聚合物微球注入地层后,有效封堵了地层深部的窜流大孔道,实现了注入液体的微观改向,有效缩减了层间渗透率级差,启动了新层,实现了控水稳油,减缓了自然递减.     

中原油田文25东块聚合物微球调驱研究与应用

针对中原油田高温高盐油藏开发后期的剩余油挖潜,提出了聚合物微球深部调驱的技术设想;以现有微球制备技术为基础,通过调整水相比、交联比和耐温抗盐单体共聚,研制出了适于文东试验区孔喉尺寸及油藏特征的系列调驱微球,并在高温高盐的油藏条件下,评价了微球的膨胀性能、抗剪切强度和持久稳定性;采用均质和非均质填砂模型,模拟了微球浓度、注入量和注入模式对调驱效果的影响,为矿场试验方案的合理制订提供了理论支撑;文25东微球调驱矿场试验共实施2个层系9个井组,通过"PI技术"的动态调整,共注各类调驱微球276.58 t,总体实现了注入压力升高、波及体积改善和明显增油的目的;通过微球调驱,区块自然递减显著下降,油田稳产基础进一步得到增强。     

纳微米聚合物球调驱特性及封堵的几何约束

微球粒径越小,调驱效果越好这一低渗透油藏现场聚合物微球调驱试验现象仅从孔喉尺寸匹配理论无法得到解释,为此采用岩心物理模拟驱油实验装置,评价了100 nm、800 nm、5μm(现有工艺可实现)3种粒径的聚合物微球在低渗透油藏的调驱效果,并从微球运移机理角度研究了后续水驱过程中压力异常的原因。实验结果表明:聚合物微球能够改变液流方向,抑制含水率的增长,100 nm、800 nm、5μm 3种聚合物微球提高低渗层采出程度分别为32.8%、23.7%、22.0%,100 nm聚合物微球调驱效果最好;产生异常低压的主要原因是5μm聚合物微球不满足进入孔喉的几何约束条件,进而在孔喉入口处聚集膨胀后产生渗流优势通道。     

孔喉尺度聚合物微球的合成及全程调剖驱油新技术研究

利用微材料合成方法,设计合成了孔喉尺度聚合物凝胶微球,并进行了微球在多孔介质中流动的室内实验和现场初步试验.显微图像表明,合成微球具有很高的圆球度和庞大的数量特征,可方便地在线注入油层.实验研究表明,微球具有良好的耐温性、耐矿化度特性和弹性变形能力,能在水中膨胀1～5倍;合成微球能在岩石孔隙中运移,使注入压力和阻力系数不断增加,后续注水后仍有很高的残余阻力系数;微球与聚合物溶液复合体系的阻力系数是纯聚合物驱时的8倍和水驱时的25倍左右,有加效效应和更高的提高波及体积能力.现场试验表明,孔喉尺度聚合物凝胶微球对油层具有良好的适应性,可显著降低高含水油井的含水率,增加原油产量.     

孔喉尺度聚合物微球的合成及全程调剖驱油新技术研究

利用微材料合成方法,设计合成了孔喉尺度聚合物凝胶微球,并进行了微球在多孔介质中流动的室内实验和现场初步试验。显微图像表明,合成微球具有很高的圆球度和庞大的数量特征,可方便地在线注入油层。实验研究表明,微球具有良好的耐温性、耐矿化度特性和弹性变形能力,能在水中膨胀1~5倍;合成微球能在岩石孔隙中运移,使注入压力和阻力系数不断增加,后续注水后仍有很高的残余阻力系数;微球与聚合物溶液复合体系的阻力系数是纯聚合物驱时的8倍和水驱时的25倍左右,有加效效应和更高的提高波及体积能力。现场试验表明,孔喉尺度聚合物凝胶微球对油层具有良好的适应性,可显著降低高含水油井的含水率,增加原油产量。     

非均质油藏微球乳液调驱物理模拟实验研究

为了评价JYC聚合物微球乳液调驱技术在非均质油藏中的适应性,通过室内物理模拟实验,测定了纳米级JYC微球乳液在非均质物理模型中分流量的变化规律;通过并联模拟岩心驱油实验,分析了不同浓度和注入量的微球乳液提高采收率效果,优化注入段塞.实验结果表明:新型微球乳液性能稳定且注入性良好;能够有效改善注入水在非均质储层中的分流量,扩大波及体积,启动低渗层原油,且能提高水驱后高渗层的驱油效率;适宜注入质量浓度为2 000 mg/L,注入量大小和储层非均质性密切相关.该调驱技术能够有效改善非均质油藏开发效果,进一步提高原油采收率.     

耐碱聚合物微球调剖技术在三元复合驱的应用

耐碱聚合物微球颗粒调剖剂为粒径可调的抗碱聚合物类颗粒调剖剂。通过聚合物携带注入地层,在地层大孔道里,形成以颗粒调剖为支撑体。通过有一定黏度的聚合物将其粘附于底层孔壁上,提高了封堵有效期和后驱注入液的波及系数。实验结果表明:耐碱聚合物微球颗粒调剖剂与三元液配伍性好,在多孔介质中具有可流动性。不但可调整注入井的吸液剖面,而且有一定的稳油控水作用。2010年在采油二厂三元复合驱南六区进行了6口井的现场试验,采用措施后连通油井见到了好的增油降水效果,连通油井累计增油6 424 t,投入产出比363:1 798.72=1:4.96。     

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。     

聚合物驱后提高采收率方式实验研究

结合孤岛油田注聚区块地层情况,优选出了适于聚合物驱后进一步提高采收率的驱油剂─—阳离子聚合物,研究了其驱油机理、在均质岩心中的驱油效果、均质岩心聚合物驱后水驱不同倍数时的驱油效果;研究了非均质地层聚合物驱后进行调剖或不调剖的驱油效果,并与具有超低界面张力的驱油剂的驱油效果进行了对比.研究表明,聚驱后注入的阳离子聚合物通过吸附、絮凝等作用可使后续水驱波及体积进一步增加,聚驱后转水驱阶段越早注入阳离子聚合物其驱油效果越好,非均质地层聚驱后对高渗层进行适当的封堵再注入阳离子聚合物可较大幅度地提高采收率.     

聚合物驱后整体调剖参数优化设计

为了提高聚合物驱后油藏整体调剖的实施效果,需要对影响效果的各种因素,特别是调剖时机、调剖深度以及调剖轮次等工艺参数进行分析,优选出合理的参数值。运用油藏数值模拟的技术手段,对调剖深度、调剖时机以及调剖轮次工艺参数设计进行了概念模型分析。初步的研究结果表明,调剖深度为1倍强水淹半径,调剖时机在含水漏斗谷底时,效果最好;而且一轮次的整体调剖结束之后,在适当的时机开展第二轮、第三轮整体调剖,仍然能够取得不错的效果。     

基于核磁共振技术的黄土内部孔径分布对逾渗特性的影响

黄土的逾渗特性作为黄土渗流中比较特别的性质,它涉及到了黄土渗透性突变的特殊问题,其重要性是毋庸置疑的。研究黄土内部的孔径分布对逾渗特性的影响可以为工程中的某些渗流问题提供理论依据与实践价值,然而前人的研究往往忽视了这部分内容。基于此,本文展开了一组原状黄土和两组重塑黄土的试验研究:采用变水头试验分析黄土渗流过程中的逾渗现象,然后利用核磁共振技术对三组试样进行孔隙分布评价,最终分析孔径分布对于黄土逾渗特性的影响。试验结果表明:（1）原状黄土由于原生结构较好,孔隙大小的分布较重塑黄土更为集中,孔径集中在0.011~ 0.11 μm的中孔隙最多;重塑黄土由于丧失了结构性,部分土颗粒会产生黏聚,从而导致土体内的微孔与大孔的比原状黄土多。（2）由于原状黄土孔隙更为集中,内部孔隙更不容易透水,所以更容易达到临界状态从而使得渗透性发生逾渗,原状黄土的临界水头比相同干密度的重塑黄土更高。而重塑黄土则是干密度越大,孔隙率越低,孔隙越小,临界水头越高。试验利用方便快捷的核磁共振技术,首次分析了黄土内部孔径分布对黄土逾渗特性的影响,富有创新性,试验可靠性高,成果可为黄土重大工程的基础建设中的有关渗流问题提供建议。     

注聚驱防砂井挡砂介质物理化学复合堵塞机制试验

针对孤东油田注聚驱防砂井液量降低严重并且绕丝筛管砾石充填防砂井的提液效果普遍低于树脂滤砂管独立筛管防砂的反常现象,首先通过砾石层特性评价试验研究地层砂对砾石层侵入及机械物理堵塞机制,得到砾石层堵塞与砾砂中值比、泥质含量、流体黏度、产量、生产时间以及聚合物的定性和定量关系。针对物理堵塞机制难以解释砾石充填和树脂滤砂管防砂堵塞现象的问题,开展普通石英砂与树脂涂敷砂的润湿性、沥青质吸附、聚合物及其衍生物吸附机制与规律试验对比,提出注聚驱防砂井的物理化学复合堵塞机制。研究表明:物理堵塞主要发生在投产早期,堵塞程度随着流体黏度、泥质含量、产量、聚合物含量、砾砂比(GSR)增加而趋于严重;与树脂涂敷砂相比,石英砂充填层表面强亲水,其对聚合物及其衍生物和胶质沥青质的表面吸附量远高于高渗滤涂敷砂,吸附量随着聚合物浓度增加以及石英砂粒径的减小而增大。在注聚驱条件下,原本高孔高渗的石英砂充填层复合堵塞后的渗透率反而远低于高渗滤砂管。     

孤岛油田冻胶型深部调剖剂实验研究

孤岛油田聚合物驱后恢复水驱,含水率迅速上升,油井很快水淹.针对孤岛油田地层温度70℃,地层水矿化度5 004 mg/L的条件,为其研究了聚合物驱后深部调剖剂,并对其配方、性能、组合优化、用量优化和注入方式和时机进行了考察.研究发现:调剖剂的交联时间可以控制,冻胶体系成冻时间从1~20 d可调,成冻后强度高.聚合物驱后,为使组合调剖剂能进入深部高渗透层,必须按照先弱后强的顺序注入组合调剖剂.深部调剖剂的用量存在最优值,驱替实验中,用量为0.1Vp时,采收率增幅最大,产出投入比最大.注入相同量深部调剖剂,越早注入,所得的最终采收率会越高.     

高含水期油藏多轮次调剖流体渗流模型及其数值解

油藏的非均质性和油水粘度的差异，使得水驱开发的油田中低渗透层动用程度较低，生产井过早水淹．多轮次调剖技术是一项重要的稳油控水措施．综合考虑了堵剂驱油过程中的物理特性，应用局部网格加密技术，建立了高含水期油藏多轮次调剖流体渗流模型，并给出了有效的数值解法，且求解过程中线性方程组系数矩阵的存储采用行索引稀疏存储方案．算例结果表明：油田在高含水开发后期，应用多轮次调剖技术时控制油井出水和稳定产量具有重要作用．     

聚合物驱不可入孔隙体积效应的室内研究及应用评价

基于聚合物互溶驱替和弥散渗流原理,利用双段塞浓度剖面法测定了聚合物溶液在长庆油田侏罗系延10储层6块岩心上的不可入孔隙体积(IPV),考察其对聚驱效果的影响。结果表明,聚合物溶液在6块岩心上的IPV值为20.6%~27.9%,平均为24.8%。岩心渗透率越高,IPV值越小,二者呈明显的线性负相关关系。IPV值与孔隙度无明显对应关系。不可入孔隙体积的大小反映聚合物分子线团与储层孔喉大小的匹配程度。M区块延10油藏聚合物驱试验结果表明,考虑聚合物驱过程中不可入孔隙体积效应的存在,在矿场注入工艺设计时适当提高注入量和增加前置保护段塞,有利于提升驱油效果。聚合物驱方案设计时考虑不可入孔隙体积效应是必要的。     

原油的变温核磁共振弛豫特性实验研究

随埋藏深度的不同,地下原油温度有很大的变化,造成其核磁共振（NMR）弛豫特性差别较大。利用2 MHz核磁共振谱分析仪器,对选取的不同粘度的脱气原油样品,测量了5种不同温度下原油样品的NMR弛豫时间。结果表明,随温度升高,同一油样的弛豫速度变缓,弛豫时间增大,弛豫时间谱有规律地右移,但横向弛豫时间T2和纵向弛豫时间T1随温度的变化速度有所不同。随粘度降低,不同油样弛豫时间谱有规律地向右移动,说明原油中长弛豫组分增多,而短弛豫组分减少,弛豫时间逐渐增大。低粘度原油的纵向弛豫时间T1和横向弛豫时间T2近似相等,且在双对数坐标系下与粘度、粘度与温度比值呈反比关系;高粘度原油的T1和T2不同,其T1/T2值随粘度与温度比值的增加而增大。