多孔介质剪切作用对聚合物溶液粘弹性及驱油效果的影响

为研究多孔介质的剪切作用对聚合物溶液粘弹性和驱油能力的影响,在渤海SZ36-1油藏条件下,通过研究模拟射孔孔眼剪切前后AP-P4和MO4000这2种聚合物溶液粘弹性和驱油能力的变化后认识到:在高矿化度水质条件下,射孔孔眼处的高速剪切在一定程度上破坏了聚合物的分子链和溶液结构,导致聚合物溶液的粘弹性和提高采收率的能力降低。经过多孔介质剪切后,虽然疏水缔合聚合物溶液与高分子聚丙烯酰胺溶液粘度相当,但由于经剪切后2种溶液之间结构的差异使两者提高采收率能力显著不同。因此,在聚合物驱过程中,须考虑近井地带剪切作用对聚合物溶液性能的影响,特别是针对大排量注入的海上油田,须提高聚合物的抗剪切能力,以提高聚合物驱的效果。

泡沫增效三元复合驱油体系渗流行为研究

将交替注入碱 表面活性剂 聚合物 (简称ASP)和氮气时 ,针对泡沫的生成及稳定性影响因素开展了大量的实验研究 ,着重探讨在不同流速、不同压力条件下的渗流行为。实验结果表明 ,泡沫的形成与运移严重受流速和压力的影响 ,流速太大 ,存在严重气窜现象 ,流速太小 ,不利于泡沫在孔隙介质中的传播 ,压力越小 ,越利于形成稳定的泡沫。一旦形成泡沫 ,流动阻力明显增加 ,大大降低驱替流体的流度。氮气 /ASP交替注入时 。

疏水缔合聚合物溶液的渗流特性

针对渤海某高渗透油藏,单纯依靠聚合物溶液粘度对大孔道中的驱替进行流度控制具有较大难度。对疏水缔合聚合物溶液在高渗透多孔介质中的渗流特性的研究发现:随着疏水基摩尔分数的增加,梳型疏水缔合聚合物的溶液结构增强,在高渗透多孔介质中的阻力系数先增加后降低,但降低的幅度小,而残余阻力系数则一直增加;当疏水基摩尔分数相同时,星型比梳型疏水缔合聚合物的溶液结构强,在高渗透多孔介质中的阻力系数和残余阻力系数较高,星型疏水缔合聚合物能够更有效地改善流度比,降低水相渗透率。实验结果表明,疏水缔合聚合物的溶液结构能够提高聚合物溶液在高渗透多孔介质中的流度控制能力。

新型缔合聚合物与表面活性剂的相互作用

通过对新型疏水缔合聚合物和表面活性剂二元体系的流变性及其聚表体系与模拟油之间的界面张力的研究 ,发现新型疏水缔合聚合物NAPs与表面活性剂SDBS之间存在明显的相互作用 ,并在一定条件下出现协同效应 ,聚表体系的体相粘度在某一表面活性剂浓度下出现最大值。聚表相互作用使它与模拟油之间出现最低界面张力的表面活性剂浓度增加 。

疏水缔合聚合物的流度控制能力研究

通过研究具有缔合能力的疏水缔合聚合物和无缔合能力的线性高分子流度控制能力,认识到:在高渗透多孔介质中,高钙、镁矿化度水质条件下,低分子量高缔合力的疏水缔合聚合物溶液的流度控制能力比高分子量无缔合能力的聚合物强;在经过机械剪切和多孔介质剪切后,低分子量高缔合力的疏水缔合聚合物建立的阻力系数与线性高分子相当,但低分子量高缔合力的疏水缔合聚合物建立的残余阻力系数较高,能够较好地实现提高高渗透油藏水驱波及体积的目的。低分子量高缔合力的聚合物溶液在高钙、镁矿化度水质条件下,较强缔合作用形成的溶液结构适合渤海油田大排量、高渗透多孔介质条件下的流度控制。为海上油田聚合物驱的发展提供理论技术支持。

丙烯酰胺四元共聚磺酸盐的合成及性能研究

由丙烯酰胺、马来酸酐、N-乙烯基吡咯烷酮和烯丙基磺酸钠在过硫酸铵-亚硫酸氢钠氧化还原引发体系下合成了一种新型的AM/MA/NVP/SAS四元共聚物。确立了最佳反应条件:n(AM)/(MA)=6:2(mol)引发剂用量0.5 wt%,反应温度45℃,反应时间为5 h,pH为8;并通过红外光谱分析确认了AM/MA/NVP/SAS四元共聚物结构。当NaCl,CaCl2浓度分别在10000 mg/L,3000 mg/L时,AM/MA/NVP/SAS四元共聚物的表观粘度可保持在20 mPa.s左右,而粘度保留率约为30%。

聚合物与表面活性剂二元驱油体系界面性质研究

将沟槽式界面粘度计及其改进测定方法用于聚合物与表面活性剂二元驱油体系的界面性质研究 ,应用均匀设计方法安排实验方案 ,得到了不同条件下的表面粘度和与模拟油之间的界面粘度 ,用逐步回归分析方法对所测得的界面参数进行回归分析 ,得出了聚合物浓度。

聚表二元驱油体系界面流变性研究

应用沟槽式界面粘度计和改进的测定方法 ,测得了聚合物与表面活性剂二元体系的表面粘度和与模拟油之间的界面粘度 ,结果表明 ,聚表二元体系表面层的流变性不同于它与油相之间界面层的流变性 ;提出了能够更好地描述界面流变性的无因次界面粘度 ,它排除了体相粘度的干扰 ;聚合物浓度显著影响界面流变性 ,当聚合物浓度位于其临界聚集浓度两侧时 ,聚表体系的无因次表面粘度和无因次界面粘度随表面活性剂浓度的变化趋势不同。

HPAM溶液在油藏岩石中的物化参数测定方法研究

针对某油藏 ,用配方研究中筛选出来的聚合物 ,用岩心流动实验方法评价了聚合物的注入性 ,提出的“串联岩心实验法”对评价聚合物溶液的注入性比传统的“多测压点长岩心实验法”简洁、方便。实验研究了聚合物在油藏岩石中的静态吸附规律 ,发现在低浓度段与Langmuir等温吸附规律存在明显偏差。用“双段塞法”测定了聚合物在油藏岩石中的不可入孔隙体积和滞留量 ,为CMG -STAR模拟器提供了相关参数 ,并为该油藏实施弱交联聚合物调驱可行性研究和矿场试验提供了重要依据。

疏水缔合聚合物APP5的性能研究

对APP5溶液在辽河油田高温高盐油藏条件下的黏浓关系、流变性能以及黏弹性进行了研究。结果表明,由黏浓关系可知,随着浓度的增大,APP5溶液的增黏能力越来越强;同时,APP5溶液的稠度系数与流性指数研究表明,其为假塑性流体且增黏能力较强;由黏弹性曲线可知,APP5溶液的储能模量和损耗模量均随频率增加而增加。

稠油胶质特性及其对沥青质吸附行为研究

考察了4种稠油胶质的分子结构特性及其对塔河、辽河沥青质的吸附行为,探讨了胶质吸附行为与沥青质分散稳定性间的内在联系。结果表明:4种胶质对沥青质的吸附符合Freundlich吸附,曲线形状是胶质多层吸附及渗透进入沥青质微孔结构的综合反映。4种胶质吸附等温曲线形状与其分子结构特性对照表明,塔河、渤海和辽河胶质对沥青质的吸附在低平衡浓度部分产生紧密单分子层吸附,吸附曲线平滑;在高平衡浓度部分,因其较强极性导致正庚烷对其亲和作用力不及沥青质从而发生相态分离,在沥青质表面产生积极吸附造成曲线斜率急剧增大;较弱极性的华北胶质未产生明显相态分离现象,而是随浓度增加成比例渗透进沥青质聚集体中产生吸附。4种胶质的吸附行为与其分散稳定沥青质的有效性之间关系显示了胶质对沥青质的分散稳定能力既与其吸附量有关,也与其分子结构特性有关。

注入水成分对油藏中液固界面Zeta电位的影响

为了研究低矿化度水成分对油藏中岩石和原油表面带电量、润湿性、油膜脱附量的影响及三者间的关系,配制了离子类型、离子质量浓度、溶液pH不同的低矿化度水,并分别将其与模拟岩石和原油样品混合后测定Zeta电位值、与含油岩心切片接触测表面润湿角、与含油岩石颗粒混合测表面油膜脱附量。结果表明,Na~＋、Ca^（2＋）和Mg^（2＋）溶液对原油和岩石表面带电量的影响主要取决于离子价态,二价离子对其带负电量影响更大。同种离子,随着离子质量浓度的增加,原油和岩石表面负电量减小。pH升高对原油和岩石表面带电量的影响与溶液所含离子的价态和水解性有关,Ca^（2＋）、Mg^（2＋）溶液所测得的负电量比Na~＋溶液低,且随着pH的增加带负电量呈现先增大后减小的趋势,这种趋势与Na~＋不同。此外,低矿化度水成分变化对原油和岩石表面带电量的影响规律与对油膜脱附量的影响规律一致;当油藏液固界面Zeta电位的绝对值减小时,接触角增大、油膜脱附量减少。

均匀设计方法在界面流变性研究中的应用

应用均匀设计实验方法研究了聚合物与表面活性剂二元驱油体系的界面流变性 ,用逐步回归分析方法对所测得的界面流变性参数进行回归分析 ,得出了各因素对界面流变性参数影响的初步规律 ,并帮助分析各因素之间是否存在相互作用。结果表明 ,均匀设计实验方法在化学驱。

克拉玛依油田三元复合驱相渗曲线研究

在用稳定法测定三元复合驱油体系与油的相渗曲线时，用聚合物分子滞留条件下的碱、表面活性剂体系（ＡＳ）与油的相渗曲线来代替ＡＳＰ驱油过程中的相渗曲线。研究了聚合物分子在孔隙介质中的滞留程度、体系的界面张力对相渗曲线的影响，将聚合物的作用归结为对不可动水相饱和度、油水相的相渗曲线高低的影响；将碱和表面活性剂的作用归结为通过降低界面张力来影响残余油饱和度及水相相渗曲线的高低，得出了聚合物的滞留程度与不可动水相饱和度、油水相端点相对渗透率值之间的关系曲线和界面张力与残余油饱和度、界面张力与水相端点相对渗透率之间的关系曲线。

剪切作用对聚合物溶液流体力学半径分布特征的影响研究

采用近井地带剪切装置及动静态光散射仪研究不同浓度HAWP聚合物溶液、HDP树枝状聚合物溶液在不同剪切强度下的流体力学半径分布特征,并结合粘度、浓度、重均分子量、阻力系数与残余阻力系数的测定探索聚合物溶液粒径分布对宏观流变性和驱替性能的影响。结果表明,具有支化状结构的HDP聚合物在水溶液中的流体力学半径以"极差大"、"数量均匀"、"分布宽"等特征分布,剪切前后峰形均呈现"帽子型"单峰或微弱双峰趋向三峰模式。HAWP聚合物溶液主峰粒径随着浓度升高增大且所占总粒径比例不断增高,而HDP树枝状聚合物溶液主要以分布变宽为主,主峰粒径及所占总粒径比例一直较为均一。剪切作用使HAWP聚合物溶液的粒径分布特征以单峰明显裂变为尖锐双峰模式为主,而HDP聚合物溶液峰型裂变程度相对微弱。

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。

聚丙烯酰胺对砂岩润湿性的影响

在分析了常用的评价岩石润湿性方法的基础上，建立了一套研究部分水解聚丙稀酰胺分子对岩石颗粒润湿性影响的填砂管驱替实验方法，并不同矿化度及聚合物浓度条件下，测定了的聚合物溶液对石英砂润湿性的影响。实验结果表明，用聚合物溶液浸泡过的石英砂，其束缚水饱和度明显升高，残余油饱和度有所降低，使颗粒的润湿性向亲水方向变化。聚合物浓度和溶液矿化度将影响聚丙烯酰胺改变颗粒润湿性的能力。在聚合物驱所用的浓度范围内和所关心的矿化度范围内，聚合物浓度越高，改变润湿性的能力越强；溶液矿化度越高，这种能力越小。

井地过渡带对聚合物驱油剂性能影响研究

利用井地过渡带剪切模拟实验装置,以疏水缔合聚合物AP-P4为研究对象,研究不同吸水强度条件下,剪切后聚合物溶液的表观黏度、流变性、阻力和残余阻力系数、微观结构以及水动力学半径的变化情况。结果表明,经井地过渡带剪切后,随着吸水强度的增大,聚合物AP-P4溶液的黏度损失率高达61.4%,建立阻力系数和残余阻力系数的能力降低40.0%以上,但其建立残余阻力系数能力的降低幅度要比建立阻力系数能力的降低幅度小。聚合物溶液的储能模量和损耗模量降低,微观结构被破坏的越严重,水动力学半径越小。

孔隙介质对HPAM交联性能的影响

聚合物溶液在通过孔隙介质时产生的剪切降解作用与流速有关 ,流速越大 ,剪切降解越严重。流经孔隙介质后的聚合物溶液的阻力系数和残余阻力系数明显低于原始聚合物溶液 ,交联效果也明显差于原始聚合物 ,产生弱交联需要更高的聚合物浓度和交联剂浓度。因此在室内评价调剖剂性能时 ,应考察在一定流速下流经孔隙介质后的聚合物的交联情况。同时也说明 ,聚合物驱产出液中的聚合物在一定条件下可以通过弱交联技术实现增粘回注。

HPAM与油之间的界面剪切粘度实验研究

用改进后的沟槽式界面粘度仪测定方法系统地测量了不同聚合物 ,不同聚合物浓度 ,不同矿化度的聚合物溶液/模拟油体系在不同温度下的界面剪切粘度。实验结果表明 ,聚合物溶液 /模拟油的界面剪切粘度同时受温度、聚合物浓度及溶液矿化度的影响 ,且其变化规律与聚合物溶液的体相粘度的变化规律截然不同。通过分析 ,提出了表征界面流变性的另一参数—无因次界面粘度 ,它排除了因聚合物溶液体相粘度变化带来的界面粘度变化 ,并分析了温度、聚合物浓度和溶液矿化度对无因次界面粘度的影响规律。