AMPS抗盐弱凝胶的研究

采用AMPS系列聚合物和活性酚醛交联剂,在总矿化度为1×10⁵mg/L、二价阳离子Ca²⁺和Mg²⁺的质量浓度为2000mg/L以及温度为85℃条件下,通过室内弱凝胶成胶实验,研究了高矿化度下聚合物类型、聚合物浓度、交联剂浓度及总矿化度对弱凝胶成胶性能的影响。实验结果表明：AMPS共聚物的磺化度是影响抗盐弱凝胶性能的主要因素,高矿化度有利于AMPS共聚物与酚醛交联剂形成弱凝胶体系;聚合物质量浓度越高,形成的弱凝胶粘度越高且稳定性越好;交联剂质量浓度过高,弱凝胶的稳定性有所下降。     

蒙古林油田弱凝胶深部调驱体系室内评价

本文从聚合物分子在剪切与未剪切的条件下对蒙古林油田弱凝胶深部调驱体系进行评价。实验表明聚合物分子被剪切后,主要影响凝胶体系的成胶强度,未被剪切时的凝胶强度明显高于聚合物分子被剪切后的凝胶强度,而从长期稳定性的角度来讲,聚合物分子是否被剪切,对稳定性的影响不是很大。剪切条件下聚合物溶液浓度为800mg/L和1000mg/L的已成胶的凝胶体系最高强度分别为4619mPa.s和4319mPa.s,远远低于聚合物未被剪切时的最高成胶强度34293mPa.s和31393mPa.s; 剪切后的聚合物在其成胶后的稳定性较好,恒温192h后,聚合物溶液浓度为800mg/L和1000mg/L的凝胶体系粘度最终保留值分别为2224mPa.s和2999mPa.s,粘度下降率分别为51.85%和30.56%。蒙古林油田所用凝胶体系配方为聚合物浓度为800mg/L和1000mg/L,聚/交比为30:1。     

部分水解聚丙烯酰胺/柠檬酸铝交联体系粘度在反应过程中的变化规律

利用奥氏粘度计研究了部分水解聚丙烯酰胺 /柠檬酸铝交联体系在反应过程中的粘度变化规律 ,结果表明 ,不同浓度的部分水解聚丙烯酰胺与柠檬酸铝在交联反应过程中的粘度主要呈现 3种形式的变化规律 ,对应形成3种形式的交联体系。低聚合物浓度 (低于 10 0mg/L)的交联体系 ,发生形成交联聚合物线团的反应 ,形成交联聚合物溶液 ,是交联聚合物线团在水中的分散体系 ;高聚合物浓度 (高于或等于 10 0 0mg/L)交联体系发生网状交联反应 ,生成网络结构整体凝胶 ;弱凝胶体系 (10 0～ 70 0mg/L)是上述两种体系的过渡状态 ,可同时发生交联聚合物线团反应和局部网状交联反应。对于一定聚合物浓度范围的交联体系 ,当反应过程中生成浓度较大、但仍有一定独立性的交联聚合物线团时 ,该体系出现明显的剪切稠化现象。考察了该交联体系出现剪切稠化现象的程度和浓度范围 ,并利用粒子簇理论对剪切稠化现象进行了初步探讨。交联体系在反应过程中的剪切稠化现象初步验证了不同聚合物浓度交联体系的反应机理。     

弱凝胶体系调剖堵水实验研究及应用

针对油井综合含水率高的特点,选取弱凝胶体系作为深部调驱堵水剂。实验测试不同聚丙烯酰胺(HPAM)浓度和不同交联剂浓度下的弱凝胶成胶强度,优选出HAPM的浓度为2000 mg/L,交联剂的浓度为800 mg/L。为了降低成本提高调驱堵水效果,在弱凝胶体系的基础上,优选黏土、悬浮剂和固化剂的浓度,配制黏土凝胶。开展了填砂管试验和人工裂缝模拟实验,完成了弱凝胶体系的段塞优化设计。研究结果表明,对于大孔道型储层最优的段塞组合为聚合物+弱凝胶+黏土凝胶+弱凝胶;对于裂缝性储层,还需要在段塞组合中加入无机堵剂。通过现场的施工应用,调驱堵水后的对应采油井组采油量增加,含水率下降,措施效果明显。     

部分水解聚丙烯酰胺／柠檬酸铝交联体系粘度在反应过程中的变化规律

利用奥氏粘度计研究了部分水解聚丙烯酰胺/柠檬酸铝交联体系在反应过程中的粘度变化规律，结果表明，不同浓度的部分水解聚丙烯酰胺与柠檬酸铝在交联反应过程中的粘度主要呈现3种形式的变化规律，对应形成3种形式的交联体系。低聚合物浓度(低于100mg／L)的交联体系，发生形成交联聚合物线团的反应，形成交联聚合物溶液，是交联聚合物线团在水中的分散体系；高聚合物浓度(高于或等于1000mg／L)交联体系发生网状交联反应，生成网络结构整体凝胶；弱凝胶体系(100～700mg／L)是上述两种体系的过渡状态，可同时发生交联聚合物线团反应和局部网状交联反应。对于一定聚合物浓度范围的交联体系，当反应过程中生成浓度较大、但仍有一定独立性的交联聚合物线团时，该体系出现明显的剪切稠化现象。考察了该交联体系出现剪切稠化现象的程度和浓度范围，并利用粒子簇理论对剪切稠化现象进行了初步探讨。交联体系在反应过程中的剪切稠化现象初步验证了不同聚合物浓度交联体系的反应机理。     

高性能冻胶研究与微结构分析

从HPAM的双功能基团着手,利用正交实验研究出抗温、耐盐、稳定的HPAM双基团交联冻胶体系;该体系在Na+浓度小于50 000 mg/L或Ca2+浓度小于1 500 mg/L的条件下均能形成高强度冻胶。填砂管单管模型实验表明体系封堵率大于95%,封堵强度大,突破压力梯度大于20 MPa/m。双管模型实验表明体系有良好的选择封堵性,调整吸水剖面,提高采收率。利用扫描电镜对冻胶微观结构进行了分析,扫描电镜照片显示冻胶呈三维块状结构,结构较为致密,无明显聚合物骨架显示,酚醛树脂包裹于聚合物骨架之上,细小的酚醛树脂颗粒均匀分布于冻胶结构之中。     

复合深部调剖体系在高盐稠油油藏中的应用

针对深层稠油油藏注水开发中存在的含水高、注水指进、地层水矿化度高等问题,提出了强弱结合,且耐盐性好的复合深部调剖体系。弱凝胶选定聚丙烯酰胺为主剂,与乌洛托品、间苯二酚交联而成,强凝胶为AM/AA的高分子聚合物。文中对弱凝胶配方进行了优选;研究了复合深部调剖体系对油藏的适应性以及注入参数。实验结果表明:优选出的2 500 mg/L聚合物、500 mg/L乌洛托品、300 mg/L间苯二酚、800 mg/L稳定剂(LN)、2 500 mg/L助交剂(AC)组成的弱凝胶体系,在75℃、161 303 mg/L的条件下成胶黏度为8 840 m Pa·s,老化90 d,凝胶强度仍能保持初始强度的80%以上;与其复配的预交联凝胶颗粒在上述条件下可吸水膨胀16.4倍,且保持有良好的柔韧性。调剖剂注入参数优化研究表明:0.25 PV的0.5%预交联凝胶颗粒+1 000 mg/L的聚丙烯酰胺溶液与0.25 PV弱凝胶对岩心的封堵率达97.5%。现场应用后,试验井组平均日产油量增加了5.7 t,平均含水下降了9.8%,取得了良好的降水增油效果。     

一种低温锆弱凝胶调剖剂的研制

针对温度低于50℃的高含水油藏,研制出了一种聚合物/有机锆弱凝胶调剖剂.该调剖剂以部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)为主剂,以自制有机锆YJ-1为交联剂,在35～50℃温度下能形成稳定的弱凝胶.该弱凝胶调剖剂配方为:800～1 500 mg/L HPAM,500～1 000 mg/L有机锆YJ-1交联剂,500～800 mg/L稳定剂.该体系适合的矿化度在50 000 mg/L以下,pH值4～9.该调剖剂成胶时间和凝胶黏度可调,岩心封堵率大于96%.     

一种新型抗温抗盐超强堵剂的研制

将聚乙烯亚胺用作交联剂,与梳型聚丙烯酰胺(KYPAM)的酰胺基团反应制备一种共价键交联的抗温抗盐堵剂,考察各因素对成胶性能的影响.结果表明:随着KYPAM相对分子质量、交联剂或KYPAM质量浓度的增加,成胶时间缩短,相应的表观黏度增大,相对分子质量太高或交联剂质量浓度过高易脱水;成胶时间随着pH值的增加呈现缩短、增长义缩短的趋势;温度越高成胶时间越短,凝胶强度越大,温度过高会破坏聚合物凝胶的网络结构,高温下形成的凝胶弹性较差,发脆,容易被破坏;成胶时间随矿化度的增加而变长,成胶强度随矿化度的增加而变弱;KYPAM相对分子质量800万,聚合物质量浓度12 g/L,交联剂质量浓度9 g/L,pH值5～7为最优配方,其适用油藏温度为80～110 ℃,矿化度小于、等于80 g/L NaCl+1.2 g/L CaCl2;采用最优配方,聚乙烯亚胺PEI-KYPAM凝胶堵剂的突破压力和强度比酚醛树脂-KYPAM凝胶堵剂高,其耐冲刷性也优于酚醛树脂-KYPAM凝胶堵剂.     

利用CT技术研究交联聚合物与储层渗透率匹配关系

应用CT扫描技术研究聚合物驱过程中水解聚丙烯酰胺(HPAM)和酚醛交联聚合物溶液与储层渗透率之间的匹配关系,分别将不同质量浓度的交联聚合物溶液注入3类不同渗透率的天然岩心进行驱替实验。结果表明:对于储层渗透率高于1μm~2的作业层,可以选用HPAM质量浓度为1 500 mg/L、酚醛质量浓度为800 mg/L的交联聚合物体系,其注入过程顺利,不会发生堵塞现象,与储层适应性良好;对于渗透率在0.3~1.0μm~2范围的作业层,可以在考虑矿场实际的基础上酌情选用HPAM质量浓度为1 500 mg/L、酚醛质量浓度200~400 mg/L的交联聚合物体系;渗透率在0.3μm2以下的作业层与交联聚合物匹配性很差,注入过程中岩心的大部分区域发生严重堵塞,建议直接采用聚合物进行作业。     

控水防砂剂室内评价及现场应用研究

水驱油藏进入开发后期以后,控水和防砂是油田开发过程中急需解决的两大难题。以水介质分散形聚丙烯酰胺乳液为交联主剂,水溶性酚醛树脂为交联剂,树脂涂覆砂为防砂剂,按比例混合形成控水防砂体系。其作用机理为聚丙烯酰胺和酚醛树脂经交联反应形成冻胶控水,稳砂剂通过稳砂和挡砂控制油田出砂。在室内以成冻时间、成冻强度、抗压强度为主要评价指标,分别采用目测代码法、突破真空度法和黏度法,并分别考察聚合物浓度、交联剂浓度、温度等因素对控水防砂体系的影响,优选出控水防砂体系的配方为0.5%聚丙烯酰胺+0.8%酚醛树脂。现场控水防砂作业表明,该配方对油井的控水防砂措施效果明显。     

聚合物凝胶调剖剂配方优选及性能评价

 聚合物凝胶调剖技术是油田改善后期注水开发效果、保持稳产的有效手段。本文通过一系列单因素变量实验研究了多个因素对聚合物凝胶调剖剂的影响,从而确定了适合石南4井区头屯河组油藏的调剖剂配方并进行了性能评价。结果表明：在单因素变化情况下,聚合物凝胶调剖剂成胶强度随着聚合物、交联剂、稳定剂的浓度的增大而增大,随着水质矿化度的浓度增大而减小;成胶时间随着聚合物、交联剂、水质矿化度的浓度增大而减小,随着稳定剂浓度的增大而基本无变化。成胶强度随着老化时间、温度、剪切强度的增大而减小。随着调剖剂注入量的增大,阻力系数和残余阻力系数而逐渐增大,而且二者差距幅度加大;封堵率先缓慢上升,后快速上升,最后趋于平缓。针对石南4井区头屯河组油藏,建议采用的调剖剂配方为：聚合物（2500万相对分子量）浓度1500 mg/L、交联剂0.3%、稳定剂0.1%、水质矿化度26 g/L;注入方式为：前置段塞0.15 PV（孔隙体积）+主体段塞0.25 PV+保护段塞0.1 PV。     

清水配置冻胶在盐水中稳定性的变化研究

本文以水溶性酚醛树脂为交联剂,以纳米颗粒为稳定剂,以HPAM以及不同AMPS含量的聚合物为成胶剂,在低盐含量的模拟注入水中制备了稳定的冻胶。研究发现,相同交联剂和聚合物用量下,AM-AMPS共聚物成胶时间比HPAM长,但成胶后强度高。评价了制备的冻胶在不同盐含量模拟水中的脱水情况,结果表明,当模拟水盐含量为10000mg/L、30000mg/L时,冻胶会吸水膨胀、强度降低;但当模拟水盐含量高于50000mg/L时,冻胶则脱水,冻胶强度提高。模拟水盐含量越高,脱水幅度越大。提高冻胶中纳米颗粒的含量或用AMPS含量高的共聚物做成胶剂,可明显降低冻胶在高盐含量中的脱水幅度。研究结果对红河油田裂缝封堵剂的开发有指导意义。     

一种弱凝胶驱数模物化参数的修正方法

物化参数是弱凝胶驱数值模拟工作的关键参数,其准确性将直接影响弱凝胶驱数值模拟的评价和预测结果。现行方案通常通过室内实验测得物化参数,然而,由于室内实验的计量误差和实验本身的不稳定性,测得的弱凝胶物化参数往往存在一定误差。如果在数值模拟中运用这类参数,将会导致结果与实际效果的偏差。现提出了一种弱凝胶驱物化参数的修正方法,构建实验级别的数值模型,通过拟合实验动态来修正弱凝胶物化参数,并在L油田的数值模型中进行了验证,结果表明修正后的弱凝胶物化参数的准确性显著提高,更适用于矿场实际的数值模型和弱凝胶驱效果评价,该方法对类似的弱凝胶驱油田具有一定的推广和借鉴意义。     

姬塬油田侏罗系油藏早期见水堵水调剖技术研究

针对姬塬油田侏罗系油藏开发过程中孔隙性见水的特点,对不同调剖剂进行了室内适应性及现场实验评价,设计优选了预交联颗粒加缔合聚合物弱凝胶为主的复合深部调剖体系.预交联颗粒发挥深部调剖作用,有效封堵大的孔喉通道;缔合聚合物弱凝胶为辅,使其发挥封堵和驱油作用.现场应用表明该体系具有很好的堵水调剖效果,能满足姬塬油田侏罗系油藏堵水调剖的需要.     

疏水缔合聚合物凝胶调剖剂在陆9K1h油藏的应用

针对油水层复杂、渗透率高、含水上升快的陆9K₁h油藏,在室内通过筛选增粘能力和抗剪切能力较强的疏水缔合聚合物作为调剖用凝胶主剂,采用酚醛类作为交联剂,研制的凝胶体系（AP-BC）表观黏度可达11×10⁴mPa·s,并具有较好的稳定性;经多孔介质剪切后凝胶成胶时间延长50%,胶体强度降低小于10%,稳定性更好,老化5个月未见脱水现象;在相同渗透性的油、水饱和的填砂管实验中,AP-BC凝胶更易封堵水层。由于陆9K₁h油藏具有底水、薄层的特点,因此采用了“垫+调+堵”多段塞深部封堵的工艺,通过逐渐提高弱凝胶的强度,促使高强度堵剂得到合理的放置,实现对高渗透大孔道的封堵作用,提高注水开发的波及效果。现场试验表明,7个井组中,对应油井在调剖后第2个月到第6个月期间见到了明显增油效果。     

剪切作用及矿化度对弱凝胶性能影响实验

通过吴茵搅拌器模拟剪切作用,研究了不同聚合物浓度、不同矿化度条件下聚合物视黏度与剪切作用间的关系;并加入交联剂进行成胶实验。研究结果表明,聚合物浓度越高,视黏度降低幅度相对小;矿化度低于5 029 mg/L时,聚合物视黏度保留率分布范围广;而高于该矿化度,视黏度保留率分布范围集中;剪切作用减小聚合物弱凝胶成胶后的视黏度,但胶体短期稳定性好;矿化度的增加会出现脱水现象,胶体短期稳定性差。