低渗透储层纳微米聚合物颗粒分散体系的流动机制

利用微孔滤膜模拟低渗透储层的喉道,将微孔滤膜过滤实验和激光粒度仪相结合,对纳微米聚合物颗粒分散体系在微孔滤膜过滤前后的粒径分布规律进行研究,并分析水化时间、注入压力、核孔膜尺寸、颗粒尺寸和颗粒浓度对粒径分布的影响。结果表明:保持其他条件为恒定值,存在一个最佳水化时间范围为大于240h,在该水化时间范围内,聚合物颗粒弹性变形能力逐步增强,使得更大粒径的聚合物颗粒得以通过1.2μm的喉道;增大注入压力,有助于更大粒径的聚合物颗粒通过1.2μm的喉道;增大聚合物颗粒浓度,会增强聚合物颗粒在1.2μm喉道处的封堵效果;不同尺寸分布的聚合物颗粒分散体系与一定大小的喉道相适应;聚合物颗粒粒径与喉道直径比值δ≥3.0的范围为聚合物颗粒直接封堵流动区域,1.0≤δ3.0的范围为聚合物颗粒弹性流动区域,δ1.0的范围为架桥封堵流动区域。     

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15 μm,具有良好的耐温性及黏度保留率;对孔径5、10 μm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。     

交联聚合物溶液封堵性能影响因素分析

采用核微孔滤膜过滤法研究了部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)浓度、相对分子质量以及HPAM与交联剂柠檬酸铝(AlCit)的交联比(HPAM与Al的质量比)对交联聚合物溶液(LPS)封堵性能的影响.试验结果表明,随着HPAM浓度和相对分子质量的增加,HPAM与AlCit反应形成的LPS通过1.2 μm核孔膜的过滤时间延长,对核孔膜的封堵程度增大.但是,相对分子质量为1.57×107的HPAM形成的LPS通过核孔膜时易发生剪切,达到封堵平衡时对核孔膜的封堵程度低于7.70×106的HPAM形成的LPS.对LPS来说存在一个最佳交联比值,在此交联比值时LPS对核孔膜的封堵程度最高.同时,从机理上阐述了产生这些结果的原因.     

交联聚合物溶液封堵性能影响因素分析

采用核微孔滤膜过滤法研究了部分水解聚丙烯酰胺 (HPAM )浓度、相对分子质量以及HPAM与交联剂柠檬酸铝 (AlCit)的交联比 (HPAM与Al的质量比 )对交联聚合物溶液 (LPS)封堵性能的影响。试验结果表明 ,随着HPAM浓度和相对分子质量的增加 ,HPAM与AlCit反应形成的LPS通过 1.2 μm核孔膜的过滤时间延长 ,对核孔膜的封堵程度增大。但是 ,相对分子质量为 1.5 7× 10 7的HPAM形成的LPS通过核孔膜时易发生剪切 ,达到封堵平衡时对核孔膜的封堵程度低于 7.70× 10 6的HPAM形成的LPS。对LPS来说存在一个最佳交联比值 ,在此交联比值时LPS对核孔膜的封堵程度最高。同时 ,从机理上阐述了产生这些结果的原因     

不同浓度交联聚合物微球溶液的微观形态和流变特性

为了研究交联聚合物微球水溶液的流变性能与微球微观形态之间的关系,测定了不同浓度交联聚合物微球溶液的流变性能,利用环境扫描电镜观察了不同浓度交联聚合物水溶液中微球的微观结构形态,系统研究了微球溶液的流变性与聚合物微球浓度的关系,并分析了微球溶液流变性随浓度和剪切速率变化的原因。结果表明:随着聚合物微球浓度的增加,溶液的胀流性逐渐减弱,假塑性逐渐增强,时间效应也相应地增强;随着剪切速率的增加,低浓度的微球溶液与高浓度的微球溶液呈现出不同的流变特征,利用环境扫描电镜观察得到的水中微球的微观结构形态很好地解释了这一现象,为进一步研究深部液流改向和调剖机理提供理论支持。     

纳微米聚合物颗粒分散体系微孔滤膜流动特征

为了评价纳微米聚合物颗粒分散体系在低渗透油藏中的流动特征,利用微孔滤膜模拟低渗透油藏的喉道,采 用激光粒度仪和微孔滤膜过滤装置,对其流动特征及其影响因素进行了研究。结果表明：水化时间小于120 h 时,聚 合物颗粒的封堵作用较强;水化时间大于120 h 后,聚合物颗粒逐级调驱能力增强;随着压力差增大,聚合物颗粒储层 深处逐级调驱的效果增强,压力差大于0.15 MPa 后,逐级调驱效果增加的速度明显加快;随着滤膜孔径减小,聚合物 颗粒过滤速度急剧降低,在0.45,0.80µm 微孔滤膜上粒径为1.68µm 聚合物颗粒具有很强的封堵能力,而在3.0 µm 微 孔滤膜上具有较强的储层深部逐级调驱效果;随着聚合物颗粒浓度增加,储层深部逐级调驱效果变弱,颗粒浓度增至 2.0 g/L 后,聚合物颗粒已经没有深部逐级调驱的效果。     

孔喉尺度弹性微球的封堵性能研究

通过岩心封堵实验,全面研究了弹性微球的岩心封堵性能及其影响因素。研究表明,注弹性微球及后续注水时,注入压力及阻力系数均呈现“非连续波动式变化”特征,残余阻力系数是一次注水结束时的8倍,具有良好的运移能力和深部封堵性能;矿化度对其封堵性能影响较小;注入浓度、注入速度、弹性微球粒径/岩心孔喉直径比值、聚合物段塞对其封堵性能影响较大,且存在一个较佳的匹配范围;聚合物和弹性微球组合具有更好的封堵性能。     

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。     

HPAM／AlCit交联聚合物溶液微孔膜过滤行为研究

分别采用孔径为1．2μm醋酸纤维素树脂核微孔滤膜及2μm混合纤维素树脂热压滤膜,考察了HPAM／AlGit交联聚合物溶液在恒压并流微过滤条件下的微孔膜过滤行为。结果表明,随反应时间的延长,该交联聚合物溶液中交联聚合物线团的数目逐渐增加,对于核微孔滤膜,其封堵作用遵循表面过滤机理,侧重反映封堵过程中交联聚合物线团的粒子特性;而对于网络型热压滤膜,过滤实验中交联聚合物线团对滤膜的封堵作用逐步由深度过滤过渡到表面过滤,侧重反映交联聚合物线团封堵非均—孔径滤膜所具有的非均匀封堵特征,即遵循大孔到中孔到小孔的封堵过程。     

多孔介质中聚合物弹性微球的运移规律与调驱性能

为了促进聚合物弹性微球深部调驱技术的大规模应用,通过岩心驱替实验,研究了多孔介质中聚合物弹性微球的运移规律与调驱性能。结果表明:聚合物弹性微球能够在多孔介质中不断地运移、封堵、变形、再运移、再封堵,注入压力呈现出波动式变化特征,后续注水阶段仍保持较高的注入压力水平;聚合物弹性微球的滞留量随距入口端距离的增加而减少,在出口端也有少量的聚合物弹性微球滞留;聚合物弹性微球能够选择性进入和封堵高渗大孔道,在后续注水过程中,高、低渗管的分流率仍保持在50%左右;岩心渗透率、注入浓度、注入速率和矿化度均影响聚合物弹性微球的调驱效果,在实际应用时需要选择合理的参数范围。可见聚合物弹性微球具有良好的注入性和运移性,可以依靠自身弹性运移至储层深部区域,且对低渗层具有保护作用,聚合物弹性微球封堵后具有较强的耐冲刷能力,从而达到较好的深部调驱效果。