射孔完井近井地带聚合物溶液剪切降黏规律研究

为了确定射孔完井近井地带聚合物溶液剪切降黏规律,应用等效剪切控制体物理模型,研究注入强度、聚合物溶液浓度、聚合物相对分子质量、渗流距离等对聚合物溶液剪切降黏规律的影响。结果表明,聚合物溶液的无量纲视黏度(实测值与初始值之比)随渗流距离的增加整体呈对数递减,聚合物溶液流经射孔完井近井地带时,其黏度损失主要发生在射孔孔壁附近。通过对实验数据的拟合,得出真实反映无量纲视黏度与渗流距离内在客观规律的关系式,揭示出剪切降解造成的聚合物溶液黏度损失的大小是由渗流过程中能量损失(压降)的大小决定的,该拟合关系式也可用于剪切作用下油层远处聚合物溶液黏度的预测。

超声波在聚合物溶液中的衰减特性研究

研究了超声波在不同浓度、结构的5种聚合物溶液(阴、阳离子聚丙烯酰胺(APAM,CPAM)、聚丙烯酸钠(PAAS)、羧甲基纤维素钠(CMC)、海藻酸钠(SA)中的声衰减系数变化,发现聚合物溶液黏度与声衰减并不呈现完全正相关关系,声衰减还与聚合物溶液中的胶束有关:阳离子聚丙烯酰胺(CPAM)溶液黏度仅增加0.83 mPa·s,胶束的存在使得声衰减系数增大124.48%。进一步地,将聚合物溶液加入到不同浓度的NaCl溶液中,改变聚合物溶液中胶束的形态,发现只有当胶束达到一定尺寸时,才会对声衰减造成影响。

不同金属离子条件下微生物对聚合物溶液黏度的影响及作用机制

为了减少采油过程中因为金属离子导致的聚合物黏损,从而提高原油采收率,利用从大庆油田腐蚀管道筛选出的降黏菌S,通过向聚合物培养基中添加不同种类及浓度的金属离子,将降黏菌S对聚合物黏度的影响及作用机制进行了研究。结果表明:在2 000 mg/L的聚合物质量浓度下,向基础降黏培养基中加入10~50 mg/L的金属离子,Mn^(2+)、Fe^(2+)和Fe^(3+)的加入可以很大程度地提高降黏菌S的降黏率,最高黏损率分别为38.3%、35.6%、34.7%;K~+的加入对降黏菌S的降黏率影响不大;Cu^(2+)、Zn^(2+)的加入会降低菌S所引起的黏损;因此要控制采油体系中Mn^(2+)、Fe^(2+)和Fe^(3+)的含量,从而降低聚合物黏损;K~+离子含量也不宜太多。适当增加采油体系中Zn^(2+)、Cu^(2+),减少聚合物黏损,或者将6种离子均以质量浓度30 mg/L混合加入会降低聚合物黏损。研究成果对油田减少聚合物黏损,提高原油采收率提供了一定的方法和理论支撑。

交联聚合物溶液与聚合物溶液的特性差异

采用光学显微摄影、动态光散射和核孔膜过滤等方法,研究了低浓度部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)与柠檬酸铝(AlCit)形成的交联聚合物溶液(LPS)中交联聚合物线团(LPC)的形态、尺寸、变形性等特性。结果表明,LPC与聚合物线团(PC)相比,在形态、尺寸、变形性能等方面存在明显差异。干燥后的LPS样品中,LPC为球形,PC的形状不清晰。低于某一临界质量浓度(0.200～0.300g/l)时,LPC尺寸略小于PC;高于此浓度后,LPC的尺寸始终大于PC。HPAM/AlCit交联体系的临界质量浓度(0.280g/l)略高于聚合物溶液的临界交叠质量浓度(0.250g/l)。由于分子内的交联作用,与PC相比,LPC的剪切变形能力和水化变形能力有限,LPC较强的抗剪切变形特性使其具有特殊的封堵多孔介质的能力。

高渗油藏聚合物溶液携带弹性微球驱室内实验

聚合物驱油技术用于复杂断块高渗油藏注水开发后期提高采收率将面临两个问题:一是聚合物沿高渗透层水淹层过早地窜流;二是在特高含水期聚合物驱的效果会降低。为此研究了在高渗油藏条件下,利用聚合物溶液携带弹性微球的新方法,来增加聚合物溶液在驱油过程中的渗流阻力,进一步扩大波及体积,提高驱油效率。实验研究了弹性微球在油藏条件下的抗温抗盐热稳定性等理化指标,弹性微球在地层温度65℃条件下,60 d内均保持原有现状;聚合物溶液携带微球后,与单纯聚合物溶液驱相比,弹性微球产生的阻力系数为1.5,残余阻力系数为1.2;浓度为1500 mg/L聚合物驱比水驱提高采收率13.5个百分点,浓度为1000 mg/L聚合物+500 mg/L弹性微球后,比水驱提高采收率17.3个百分点,比单纯1000 mg/L聚合物驱采收率增加4.8个百分点,比浓度为1500 mg/L纯聚合物驱采收率增加3.8个百分点。

交联聚合物溶液深部调剖矿场试验

本文介绍了聚丙烯酰胺 /柠檬酸铝交联聚合物溶液深部调剖矿场试验。结果表明 ,低浓度的交联聚合物溶液可堵塞水驱形成的水通道 ,使驱替液进入含油层 ,提高注水井注入压力 ;交联聚合物溶液进入高渗层可产生微观溶液流改向作用 ,具有调剖、驱油功能 ,能增加生产井的产油量 ,降低产液量和含水率 ;交联聚合物溶液可不断向地层深部推进 ,起到深部调剖、液流改向作用 ;通过调整聚合物浓度、注入方式可控制注入压力、改善驱油效果 ,提高原油采收率。

交联聚合物溶液深部调驱先导试验

聚丙烯酰胺 柠檬酸铝交联聚合物溶液 (LPS)深部调驱先导试验结果表明 ,低浓度的交联聚合物溶液可以堵塞聚合物驱、水驱形成的水通道 ,提高注水井的注入压力 ,起到深部调剖、液流改向的作用 ,使驱替液进入聚合物驱、水驱未波及的含油层 (层内或层间 ) ,增加生产井的产油量 ,降低含水率 ,进一步提高聚合物驱油藏的采收率。

聚合物溶液在驱油过程中对盲端类残余油的弹性作用

从微观驱油实验出发,研究了聚合物溶液的粘弹性对驱油效率的影响,定量分析了聚合物溶液的弹性在驱油过程中对残余油的作用机理。研究结果表明,对于油湿盲端,随着聚合物溶液弹性的增加,盲端类残余油的驱油效率提高。对于水湿“盲端”,聚合物溶液不能提高不可动残余油的驱替效率。如果“盲端”处的残余油为可动油,或有其他油滴流入“盲端”与残余油聚并,即可形成较大的可动油滴,用粘弹性流体驱替,可使“盲端”处残余油饱和度降低。对仿真类孔隙介质,聚合物溶液的粘弹性均可提高微观驱油效率。

利用聚合物溶液提高驱油效率的实验研究

实验测定了水解聚丙烯酰铵 (HPAM )溶液和黄原胶溶液的流变特性及其在多孔介质中的流变特性 ,建立了衰竭层效应和粘弹性效应共同存在条件下聚合物溶液在多孔介质中的表观粘度计算模型。用这两种聚合物溶液在不同的浓度和注入速度条件下进行了驱油实验。结果表明 ,聚合物分子缠结作用的增强可引起表观粘度增加或衰竭层厚度降低 ,从而使平行于油水界面的拉动残余油的力增加 ,残余油饱和度降低 ,驱油效率提高。随浓度或注入速度的增加 ,HPAM溶液的驱油效率升高。在浓度低于缠结浓度时 ,黄原胶溶液的驱油效率很低。但其浓度只要高于缠结浓度一定程度后 ,驱油效率就会保持一个较高的值。增加注入速度时 。

特高矿化度Cr^(3+)交联聚合物溶液渗流特性及其机制

针对特高矿化度油藏深部调剖需求,研制具有优良抗盐性的Cr3+交联聚合物溶液,用黏度计、动态光散射仪、流变仪和岩心流动等实验方法对其进行表征,研究矿化度对Cr3+交联聚合物溶液黏度、分子线团尺寸、黏弹性和流动特性的影响。结果表明:与聚合物溶液相比,Cr3+交联聚合物溶液的黏度略有下降,分子线团的尺寸小幅增加,黏弹性有所上升,阻力系数和残余阻力系数大幅度增加;当预热时间较短时,随着溶剂水矿化度的增加Cr3+交联聚合物溶液的阻力系数和残余阻力系数逐渐增大;当预热时间较长时,随着矿化度的增加阻力系数和残余阻力系数逐渐减小;在Cr3+交联聚合物溶液中,交联反应首先发生在同一分子的不同支链间(简称分子内交联),然后扩展到不同聚合物的分子链间(简称分子间交联),形成区域性网状聚集态。

NaCl对疏水缔合聚合物溶液性质的影响研究

研究了NaCl对疏水缔合聚合物溶液性质的影响。结果表明,所合成的疏水缔合聚合物的特性粘数随NaCl浓度的增加而降低,其表观粘度则先降低后增加,继续增加NaCl浓度,溶液粘度降低,但仍保持很高的粘度。环境扫描电镜(ESEM)研究表明,疏水缔合聚合物在去离子水体系中会形成网状结构,而在NaCl浓度为5g·L-1的溶液中,ESEM照片显示疏水缔合聚合物的结构为致密的树枝状结构,且存在一临界缔合浓度。

核微孔滤膜评价交联聚合物溶液封堵性质的研究

交联聚合物溶液 (LPS)是由低浓度部分水解聚丙烯酰胺 (HPAM )和交联剂柠檬酸铝(AlCit)形成的 .提出了一种新的快速有效地评价交联聚合物溶液的方法 ,即用核微孔滤膜模拟油藏的微孔介质 ,以交联聚合物溶液通过核孔滤膜的能力———封堵因子评价LPS的形成过程和封堵性能 .封堵因子越小 ,封堵程度越大 .实验结果表明 ,HPAM溶液的封堵因子较大 ,对孔径为 1.2 μm核孔膜的封堵程度小 ,HPAM与交联剂AlCit反应形成的LPS对核孔膜的封堵程度随反应时间的增加而增加 .因此 ,该评价方法可以用来评价聚合物与交联剂是否发生交联反应形成LPS .

聚合物溶液的粘弹性实验

采用稳态剪切实验和动态剪切实验 ,研究了聚合物的摩尔质量及其溶液的质量浓度对于溶液粘弹性的影响 .结果表明 ,聚合物的摩尔质量越大 ,溶液的质量浓度越高 ,动态曲线中相应的储存模量和损耗模量也增加 ,溶液的松弛时间也越长 ;稳态剪切曲线中 ,溶液的第 1法向应力差随剪切速率的增加而增大 ;在低频率 (或低剪切速率 )下 ,动态剪切测量的复合粘度与稳态剪切测量的剪切粘度是相等的 .

聚合物溶液在油藏孔隙中的流动及微观驱油机理

研究了粘弹性聚合物溶液在盲端孔隙模型中的流动与驱替特性。微观流动实验和数值计算结果均表明 ,随着聚合物溶液粘弹性增强 (Weissenberg数增大 ) ,在孔隙盲端及喉道中的粘弹性涡流加剧 ,涡流区域也随之扩大 ;计算得到的粘弹涡特征与Cochrane等给出的实验结果在定性规律上是一致的。这种粘弹涡可将孔隙盲端和喉道中的部分残余油分散成油滴或油丝并携带至主流区 ,使之成为可驱动原油。所以 。

交联聚合物溶液封堵岩心性能研究

交联聚合物溶液是由低浓度的部分水解聚丙烯酰胺 (HPAM )和柠檬酸铝 (交联剂 )配制成的 ,聚丙烯酰胺和交联剂中铝的质量配比为 2 0∶1。在封堵人造岩心时 ,矿化度、聚合物浓度、岩心渗透率三者之间具有一定的匹配关系时才能达到好的封堵效果。聚合物浓度及渗透率一定时 ,矿化度有一个上限值 ;提高聚合物浓度可以弥补矿化度对交联聚合物溶液封堵岩心性能的不利影响。对于低渗透率岩心 ,可以用提高交联聚合物溶液矿化度的方法来达到封堵岩心的目的 。

曝氧和厌氧污水聚合物溶液粘度差异及机理分析

针对大庆杏南油田曝氧污水配制聚合物溶液过程中遇到的粘度差异问题,通过建立含有99.999%氮气的厌氧实验环境,研究了空气曝氧后和完全厌氧条件下污水聚合物溶液粘度差异原因及作用机理。结果表明,随着时间的延长,在不同温度、不同相对分子质量条件下,曝氧污水配制的聚合物溶液的粘度高于厌氧污水配制的聚合物溶液的粘度;曝氧污水配制的聚合物溶液的抗剪切能力高于厌氧污水配制的聚合物溶液;厌氧蒸馏水配制的聚合物溶液的粘度最高,保留效果较好;污水聚合物溶液曝氧量在7mg/L左右时曝氧效果最好。

不同类型聚合物溶液对采油残余油的作用机理研究

通过实验测定了HPAM溶液和黄原胶溶液的流变性、在多孔介质中的流变性和残余阻力系数 ,计算了衰竭层效应 .用不同的浓度和注入速度进行了驱油实验 .提出聚合物分子缠结作用的增强不仅引起表观粘度增加或衰竭层厚度降低 ,而且使平行于油水界面的拉动残余油的力增加 ,从而使残余油饱和度降低 ,采收率提高 .随浓度增加 ,HPAM溶液的表观粘度和残余阻力系数增加 ,衰竭层厚度减小 ;黄原胶溶液的浓度高于缠结浓度时 ,衰竭层厚度和表观粘度变化不大 .注入速度增加时 ,两种聚合物溶液的衰竭层厚度均降低 ,HPAM溶液的残余阻力系数不变 ,粘弹性增加 ;而黄原胶溶液的残余阻力系数下降 .不同浓度和注入速度情况下两种聚合物溶液的驱油结果证实了文中提出的聚合物分子缠结作用和衰竭层效应对残余油的作用机理 .分子结构的不同是造成两种聚合物溶液在多孔介质中渗流规律和对残余油作用机理的差别的根本原因 .

炮眼剪切对注入聚合物溶液粘度影响的数学模型

把聚合物溶液在炮眼处的流动过程看作是在一个变截面管道中先收缩后扩张的流动过程,在聚合物溶液经过等径圆管时的表观粘度模型的基础上,推导了炮眼剪切对聚合物溶液粘度影响的数学模型,分析了炮眼半径、炮眼密度和聚合物的注入量对聚合物溶液粘度在炮眼附近地层中分布的影响。计算结果表明:炮眼半径对聚合物溶液表观粘度的影响主要集中在聚合物进入炮眼的瞬间,炮眼半径既影响表观粘度大小的分布,又影响表观粘度的变化幅度,炮眼半径越小,聚合物溶液的表观粘度越小,表观粘度降幅越大;聚合物的注入量和炮眼密度对聚合物溶液表观粘度的影响都集中在注入井的中心位置,炮眼密度和聚合物的注入量只影响表观粘度大小的分布,炮眼密度越小或者注入量越大,聚合物溶液的表观粘度越小。

清水配制污水稀释聚合物溶液试验研究

采用“暴氧法”新工艺对油田污水进行处理试验 ,大幅度提高了聚合物溶液的粘度。通过研究试验区 2a来的油水井动态反映特点 ,并结合室内实验 ,取得了一定的认识 。

黏弹性聚合物溶液在油藏盲端孔隙中的流动特性

采用上随体Maxwell本构方程,描述油藏条件下以第一法向应力差为主要特征的聚合物溶液的流变性,对黏弹性聚合物溶液在油藏盲端孔隙中的流动特性进行数值模拟,从理论上探讨在低雷诺数流动条件下聚合物溶液的黏弹性和盲端几何形状、倾角对孔隙盲端内速度场、应力场及压力场的影响规律。研究结果表明,油藏盲端孔隙中流体的流速随威森博格数的增大而增加,随盲端倾角的增加而减小;油藏盲端应力场随倾角的变化规律与速度场的相似,而在油藏盲端与主流道相交处,应力场随倾角的变化规律则与速度场的不同,其值随倾角的增大而增加;压力波动影响区的范围与流体的弹性变形能力密切相关(其弹性变形主要发生在盲端与孔隙的相交处),其范围随着流体黏弹性的增加不断扩大。流体的黏弹性越大,盲端内的流速和应力就越大,盲端内的压力波动也越显著。