分子间缔合作用对缔合聚合物溶液阻力系数与残余阻力系数的影响

通过在缔合聚合物溶液中加入具有"内疏水,外亲水"结构的β-环糊精,研究了分子间缔合作用对缔合聚合物溶液的阻力系数与残余阻力系数的影响。实验结果表明,加入β-环糊精后,缔合聚合物溶液的粘度降低了98%左右,其微观结构由空间网络结构变为"柏树枝"状的松散结构,β-环糊精能消除缔合聚合物溶液分子间缔合作用;分子间缔合作用对缔合聚合物溶液阻力系数的贡献为83%左右,对残余阻力系数的贡献为59%左右,分子间缔合作用是缔合聚合物溶液建立阻力系数与残余阻力系数的主要方式;该作用对分析缔合聚合物溶液在地层中的吸附滞留量具有参考意义。

空气泡沫驱残余阻力系数影响因素研究

在华北油田文120区块地层条件下(温度87℃、矿化度28291 mg/L),通过单管驱替实验,研究了起泡剂有效浓度、岩心渗透率、注入速度及压力对空气泡沫驱残余阻力系数的影响。结果表明,起泡剂有效浓度由0增至0.1%时,空气泡沫驱残余阻力系数由1增至3.1,继续增大起泡剂有效浓度,残余阻力系数增幅变缓,最终趋于稳定;随填砂模型渗透率增加,残余阻力系数先增加后降低,渗透率为178×10-3μm2时的残余阻力系数最大(3.5);注入速度由0.5增至3.0 m L/min时,残余阻力系数由2.1增至3.3后又降至2.6;压力由0增至15 MPa时,残余阻力系数由3.1增至3.6。

弱凝胶残余阻力系数的测定及修正

为了确定港东油田一区六断块弱凝胶调驱数值模拟所需要的残余阻力系数,采取了物理模拟手段,首先制作不同渗透率的填砂管模型,通过物理模拟手段初步测定弱凝胶的残余阻力系数。然后建立填砂管的数值模型,通过数值模拟手段拟合试验动态,修正残余阻力系数。最后建立了弱凝胶残余阻力系数与渗透率之间的关系。研究成果为实际区块的弱凝胶调驱数值模拟提供了较为可靠的残余阻力系数。

疏水缔合聚合物的阻力系数和残余阻力系数及驱油效率研究

在模拟大庆油田条件(45℃)下,进行疏水缔合聚合物和工业产品甘油(丙三醇)的阻力系数(FR)和残余阻力系数(FRF)的测定以及人造岩心驱油实验,并将实验结果进行对比.实验结果表明,在相同条件下,疏水缔合聚合物阻力系数和残余阻力系数分别大于14和8,均高于甘油的阻力系数和残余阻力系数;在人造岩心(渗透率Kg在0.9～1.3μm2 )上的驱油实验结果显示,在水驱采收率的基础上,污水配制的疏水缔合聚合物溶液可以提高采收率16%～18%,比甘油驱采收率高6%～8%.

聚合物水溶液流经岩心后残余阻力系数预测数学模型

聚合物溶液的残余阻力系数是指当其通过多孔介质时,因为滞留或堵塞造成多孔介质对水渗透率下降的度量。残余阻力系数越大,油层渗透率下降就越大,如果残余阻力系数过大,就会造成油层的阻塞,不利于聚合物驱。通过推导数学公式以及开展流动实验等,对于聚合物溶液流经岩心后的残余阻力系数进行了预测,对于在驱油过程中聚合物的选取有一定的指导意义。

疏水缔合羟乙基纤维素的阻力系数和残余阻力系数研究

测试了疏水缔合羟乙基纤维素（BHEC）阻力系数和残余阻力系数,并与未改性羟乙基纤维素（HEC）做对比.实验结果表明：BHEC阻力系数和残余阻力系数均随着聚合物浓度的增加而增大,当浓度超过BHEC临界缔合浓度时,其阻力系数和残余阻力系数由增加平缓变为急剧上升;随着渗透率的增大单调减小,阻力系数为12～21,残余阻力系数为6～10;随着注入速率的增加而单调递增,但增加幅度较小;随着温度的上升而下降.

缔合聚合物在串联岩芯中的阻力系数和残余阻力系数研究

使用海洋油田产出污水配制疏水缔合聚合物溶液在串联岩芯上进行阻力系数(RF)和残余阻力系数(RRF)的测定。实验结果表明,串联岩芯中的各段岩芯都在实验中表现出了压差变化快慢不一致的现象,并且阻力系数和残余阻力系数呈现一种下降的趋势,但三段串联岩芯依然获得了较高的阻力系数(>21)和残余阻力系数(>2.1)。通过串联岩芯实验,验证了缔合聚合物溶液在存在层内差异的多段岩心中流动时,能够保持很高的阻力系数和残余阻力系数,这也为验证缔合聚合物驱油有效性提供了强有力的证据。

阻力系数和残余阻力系数的测定及影响因素的研究

阻力系数F_R是指聚合物降低水油流度比的能力,即水的流度与聚合物溶液流度的比值。残余阻力系数F_(RR)是指聚合物溶液降低渗透率的能力,等于聚合物驱前后岩石水相渗透率的比值。阻力系数与残余阻力系数是室内筛选和评价聚合物的重要指标,也是矿场方案设计和实施的重要依据。聚合物不同,油藏条件不同,F_R和F_(RR)也不同。本文对庆化院和登16用KYPAM315020两种聚合物的阻力系数和残余阻力系数进行测定与评价。

抗盐聚合物阻力系数和驱油效果评价

该文主要对抗盐聚合物的特性进行了描述,并且通过实验测试了抗盐聚合物水溶液通过孔隙介质渗流时的阻力系数、残余阻力系数。另外,对抗盐聚合物的驱油效果以也进行了研究,并与HPAM进行了比较。实验结果表明,抗盐聚合物的效果比HPAM的要好,可使聚合物驱的采收率再提高3%～4%。

HPAM分子对多孔介质中残余油的作用机理

通过实验测定了部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)溶液在流变仪中的流变性及通过多孔介质的流变性和残余阻力系数,计算了衰竭层厚度,用不同的浓度、注入速度和岩芯渗透率进行了驱油实验。提出了HPAM分子缠结作用的增强引起的表观粘度的增加或衰竭层厚度的降低使平行于油水界面的拉动残余油的力增加,能使残余油饱和度降低,采收率提高。HPAM溶液浓度的增加能增加表观粘度,降低衰竭层厚度;注入速度的增加能降低衰竭层厚度。不同浓度和不同注入速度情况下的驱油结果证实了HPAM分子缠结作用和衰竭层效应对残余油的作用机理。

聚合物溶液在岩心中的运移阻力

聚合物驱技术已在我国大庆、胜利等油田实现大规模工业化应用,成为我国主导的提高采收率技术。聚合物在岩心中的渗流阻力系数是表征其流度控制能力和吸水剖面改善能力的重要指标之一。通过聚合物溶液在不同注入条件和不同长度岩心下的渗流实验,研究了聚合物溶液阻力系数的影响因素及其阻力特性在岩心中的分布特征。实验结果表明,聚合物的相对分子质量、溶液浓度及流速均对阻力系数有显著影响。在低流速下,聚合物的相对分子质量越大,溶液浓度越高,聚合物驱阻力系数越大;在高流速下,聚合物驱阻力系数受聚合物相对分子质量、聚合物溶液浓度、注入速度的综合影响,且不同的聚合物溶液表现出不同的特征。聚合物驱阻力系数、残余阻力系数在长岩心实验中均呈现出注入端数值相对较大,后面各段数值较小且分布均匀的特征。

聚合物溶液在岩心中的运移阻力及主要影响因素

本文开展了聚合物溶液在不同注入条件和不同岩心尺度下的渗流实验,研究了聚合物溶液阻力系数的影响因素及其阻力特性在岩心中的分布特征。实验结果表明,聚合物的相对分子量、溶液浓度及流速均对阻力系数有显著影响。在低流速下,聚合物的相对分子质量越大,溶液浓度越高,聚合物驱阻力系数越大;在高流速下,聚合物驱阻力系数受聚合物相对分子质量、聚合物溶液浓度、注入速度的综合影响,且不同的聚合物溶液表现出不同的特征。聚合物驱阻力系数,残余阻力系数在长岩心实验中均呈现出注入端数值相对较大,后面各段数值较小且分布均匀的特征。

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。

聚合物驱后提高原油采收率平行管试验研究

为了提供选择聚合物驱后的后续水驱方法的依据,通过平行管流动试验,分高、中、低3种渗透率模拟油藏非均质性条件,研究聚合物驱后压力、相对吸水量、各渗透率层采收率、含水率的变化。试验结果:聚合物驱后直接进行深部调剖,由于聚合物溶液仍占据部分高渗透孔道,黏性较高的深部调剖剂会对中、低渗透率层造成伤害,因此将影响最终的原油采收率;聚合物驱后注入固定剂溶液,交联并固定孔隙中已有的高浓度聚合物溶液,能有效控制这部分高渗透孔道的吸水能力,可以提高后续水驱的波及系数,并为进一步深部调剖奠定良好的基础。聚合物固定技术具有成本低廉、采出程度高以及对地下聚合物溶液利用程度高等优点,是十分有效的聚合物驱后提高原油采收率的方法。

注入速度对疏水缔合聚合物剪切后恢复性能的影响

针对渤海绥中36-1油田的实际油藏地层条件模拟设计了近井地带模型。研究了注入速度分别为5 m3/(m.d)、10 m3/(m.d)和20 m3/(m.d)时,部分水解聚丙烯酰胺与疏水缔合聚合物2种不同分子结构的聚合物剪切后溶液性能恢复过程。实验结果表明,部分水解聚丙烯酰胺溶液的黏度、阻力系数、残余阻力系数等不能恢复,而疏水缔合溶液经高速剪切后溶液性能可以恢复。在注入速度为5 m3/(m.d)时,疏水缔合聚合物在近井地带最终黏度保留率为92.3,阻力系数保留率为43.7,残余阻力系数保留率为81.1,且随着注入速度增大,溶液的黏度、阻力系数、残余阻力系数降低。在注入速度为10 m3/(m.d)时,黏度、阻力系数、残余阻力系数保留率分别为70.6、35.2、72.7。注入速度为20 m3/(m.d)时,黏度、阻力系数、残余阻力系数保留率分别为55.6、26.3、55.8。利用原子力显微镜观察剪切后疏水缔合聚合物微观形态认为,疏水基团的缔合作用使得原本被高速剪切破坏的溶液网络结构重新生成。

茨13块弱凝胶注水转向实验及现场实施

常规稠油区块注水开发过程中,受油水粘度和重力因素影响,注入水沿高渗层向低部位突进,严重影响注水开发效果。利用岩心流动实验仪,进行了弱凝胶注入岩心一维多点测压模型室内实验,重点研究了弱凝胶强度、弱凝胶注入压力、阻力系数、水驱残余阻力系数与注入时间、注入距离的关系,分析了岩心渗透率对弱凝胶注入施工的影响。确定了弱凝胶在相同的注入压力条件下优先进入高渗层,并在高渗层中形成有效堵塞,从而降低高渗层渗流能力。现场应用弱凝胶进行常规稠油区块深部调驱试验,实现了注水优势流道的转向。

无机凝胶成胶性能及封堵效果实验

利用仪器检测和理论分析方法，研究了无机凝胶转向剂（OMGL）的凝胶化程度、极限成胶浓度和封堵性能，并观测了岩石孔隙骨架表面无机凝胶形貌。结果表明：OMGL溶液与水中Ca抖反应可生成无机凝胶。OMGL和ca2＋浓度愈大，凝胶化程度愈大，OMGL浓度是ca2＋浓度的2～3倍时，无机凝胶化程度最为合理。凝胶化程度对温度不敏感。在岩心渗透率相同条件下，随OMGL浓度增加，残余阻力系数增大；在OMGL浓度相同条件下，随岩心渗透率增加，残余阻力系数减小。OMGL溶液和ca2＋溶液浓度组合与岩心渗透率间存在合理匹配关系，可根据ca2＋浓度推测岩心的封堵效果。无机凝胶以“-si-0-si-”离子键方式在岩石骨架表面吸附形成涂层，而非沉淀在通道中。

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。

不同驱油剂应用于聚合物驱油后油层的适应性分析

国内一些油田已陆续进入聚合物驱后续水驱阶段,亟待研发聚合物驱油后进一步提高采收率技术。为此,运用物理模拟方法,研究了不同驱油剂的渗流能力及聚合物驱油后驱油效果。实验结果表明,泡沫复合体系阻力系数及残余阻力系数最高,流度控制作用最强,扩大了波及体积,同时由于表面活性剂的加入,进一步提高了驱油效率,驱油效果较好,聚合物驱油后采收率提高10.6个百分点。

氮气泡沫体系稳定性的影响因素研究

利用填砂管研究了不同注气压差下多孔介质中泡沫的产生及其对气体阻力特性的影响,并对泡沫在烧杯及多孔介质中的稳定性进行了对比评价。结果表明,随着氮气注入压差的增加,泡沫对气体的初始残余阻力系数呈幂指数增加;而其残余阻力系数(对气和液)随时间均呈幂指数下降。泡沫在体相中的稳定性远低于多孔介质,且随着环境压力的增大,泡沫的稳定性呈线性增大。基于简单的孔隙模型分析可知,孔隙介质中良好的分散条件及在分散过程中具有的较厚液膜是其稳定性远远高于体相中的重要原因。孔隙和喉道半径比值越大,则孔隙中的气体附加压力越大,泡沫的初始残余阻力系数将越大;吼道越长,泡沫聚并的几率降低,其稳定性增大。若孔隙网络中非均质性越强,则孔隙中气体压差越大,不同孔隙中气体聚并的几率增大,泡沫的稳定变差。