三次采油用抗温抗盐聚合物分析

对聚丙烯酰胺不能适应油田三次采油耐温耐盐要求的原因和目前国内外三次采油用抗温抗盐聚合物进行了分析 ,将国内外正在研制的三次采油用抗温抗盐聚合物分为五大类 ,并对不同结构聚合物的抗温抗盐作业机理进行了分析 ,指出当前研制抗温抗盐聚合物存在的问题 ,认为两性聚合物、疏水缔合聚合物、耐温耐盐单体共聚物、多元组合共聚物在目前情况下 ,还不适合用于油田三次采油 。

驱油用抗盐聚合物KYPAM的应用性能

新研制并已投入工业生产的驱油用抗盐聚合物KYPAM ,为具有梳形分子结构的超高分子量的AM/AHPE共聚物 (共聚单体AHPE结构未知 )。按大庆企业标准《驱油用聚丙烯酰胺》的规定测定 6项质量指标 ,KYPAM均优于大庆 2B838和日本三菱MO 4 0 0 0 ;在矿化度为 10 0 0～ 19334mg/L的大庆 (4 5℃ )、胜利 (70℃、80℃ ) 5种清水、污水中 ,10 0 0mg/L的KYPAM溶液的粘度较对比超高分子量HPAM高 30 %～ 40 %;在不脱氧 180小时溶液老化测试中 ,KYPAM粘度保持率最高 ;KYPAM溶液 45℃剪切稳定性略高于 2B838和MO 4 0 0 0溶液 ;KYPAM在3种水中的增粘性能 (粘浓曲线 ,45℃和 70℃ )均远好于 2B838和MO 4 0 0 0。在 70℃岩心驱油实验中 ,KYPAM污水溶液提高水驱后采收率的幅度、阻力系数和残余阻力系数均高于英国胶体公司的HPAM 12 85清水溶液。

3种新型聚合物驱油效率对比研究

在模拟辽河锦16块油藏条件下(温度56℃,地层水矿化度3770mg/L,脱气原油地面粘度68mPa·s,密度0.939g/cm3),实验考察了3种新型驱油用聚合物的应用性能并与常用HPAM作了对比:①梳形聚合物KYPAM 2;②疏水缔合聚合物DH XN;③疏水缔合聚合物与助剂复配物GH YHS;④对比物HPAMMO 4000。在200～2000mg/L浓度范围内,在8s-1下,①的溶液粘度比④约高1.6～1.8倍;②和③的溶液粘度在低浓度下低而在高浓度下高。聚合物浓度为1000mg/L时,在5～120s-1范围内①和④的流变曲线属假塑性流体型,②和③的流变曲线虽为剪切变稀型,但由2个曲线段组成,低剪切速率下粘度下降较平缓。储能模量G′与频率f关系曲线的位置,①最高,即粘弹性最强,②和③居中,④最低,即粘弹性最弱。30～74℃范围的粘温关系,①和④的变化趋势相同,①的增粘能力为④的1.52～1.65倍;②和③的粘度随温度下降幅度大。在人造石英砂胶结岩心上提高水驱残余油采收率的规律,①与④相同,但①的驱油效率较④高一倍;②的注入量由0.2PV增加到0.3PV时采收率急剧增大;③的采收率增幅最小。粘浓曲线表明,疏水缔合聚合物在地层水溶液中显示2个缔合浓度,②和③的第一缔合浓度分别为766和1167mg/L,第二缔合浓度分别为1908和2155mg/L。

缝洞型碳酸盐岩油藏堵水技术室内研究

为了遏制塔河油田奥陶系缝洞型碳酸盐岩油藏油井含水上升过快的趋势,针对塔河油田储集层条件,对两种有效堵剂(改性栲胶堵剂和柔性堵剂)进行了实验研究。研究结果表明,改性栲胶堵剂高温稳定性好、耐高矿化度盐水侵蚀;柔性堵剂在高温和高矿化度环境中可长期稳定,且易解堵,是封堵塔河油田奥陶系碳酸盐岩油藏出水缝洞的可选材料。利用两种堵剂进行缝洞型碳酸盐岩岩心封堵实验,结果表明:增大堵剂用量的初期主要使封堵层深度变大,突破压力梯度升高;当封堵层达到一定的深度后,堵剂堆积使流动通道变窄小,可大幅度提高残余阻力系数。

具有辫状侧链的梳形抗盐聚合物室内研究

所报道的驱油聚合物代号ODMB-B1，是针对渗透率0．1～0．3μm^2、宜使用中分子量（1．3×10^7～1．8×10^6）聚合物的大庆二类油藏研制的。参照抗盐梳形聚合物KYPAM的分子设计原理，将共聚单体由单侧基型改为双侧基型，在与丙烯酰胺生成的共聚物中，两个侧基扭成辫状，使分子链刚性增强，较低表观分子量（M^-a）的共聚物便具有较高的抗盐性。该聚合物在水溶液中不显示疏水缔合作用。ODMB-B1（M^-a=1．793×10^7，HD=23．8％）、KYPAM（1．992×10^7，29．0％）及日本三菱的HPAM MO-4000（2．514×10^7，26．4％）的溶解速率相近；1000mg／L溶液45℃，7．34s^-1黏度，在大庆清水（矿化度1g／L，钙镁15mg／L）中分别为88．7，66．5～76．6及64．4mPa·s，在大庆污水（4g／L，60mg/L）中分别为45．6，42．8～44．4及32．3mPa·s；浓度在200-2000mg／L范围时，COMB-B1溶液的黏度在清水中大于KYPAM溶液，而在污水中则相等，均远大于MO-4000溶液。ODMB-B1的幂律公式K值（稠度系数）在清水中显著大于而在污水中略大于KYPAM的K值，均远远大于MO-4000的K值；反映流体假塑性的n值，ODMB-B1与KYPAM的相近而MO-4000的较大。图4表2参5。

聚丙烯酰胺及其共聚物水溶液拉伸流变行为研究

拉伸黏度是决定聚合物驱替液驱油效率最重要的参数之一。采用CaBER1型拉伸流变仪和RS600流变仪测定了聚丙烯酰胺及其共聚物的拉伸黏度和流变行为,研究了聚合物的链结构对其溶液的拉伸黏度和流变行为的影响。结果表明,聚合物溶液的拉伸黏度要比相同应变速率条件下的剪切黏度高3个数量级以上,并且随着应变增加而增加、应变速率的增加而减小。在相同浓度时具有梳形结构的聚丙烯酰胺共聚物的拉伸黏度要远大于部分水解聚丙烯酰胺均聚物的拉伸黏度;在相同剪切黏度条件下,前者的拉伸黏度是后者的3～5倍,弹性模量相差1.8倍。随着浓度的增加,二者的拉伸黏度均显著增加。

改性栲胶在缝洞型碳酸盐岩油藏中的堵水实验研究

根据塔河油田奥陶系缝洞型碳酸盐岩油藏条件,对耐高温改性栲胶堵剂在矿物组分相近的人造缝洞型岩心中的堵水机理进行了实验研究。在油井水层出水压力高于油层压力或者产油层裂缝大于出水层裂缝情况下,采用笼统注入方式堵水须进行暂堵处理,以封住产油层,使堵剂主剂选择性进入水层。改性栲胶堵剂可在水层中形成均匀的较强凝胶封堵带,而在油层中形成的是残余油与凝胶混合物,易被突破和形成流动通道;另外,改性栲胶凝胶具有极性,与碳酸盐岩表面结合比较稳固。因此,改性栲胶堵剂对水层的封堵能力更强。由于塔河油田地层水矿化度非常高,预冲洗既能隔离注入堵剂与地层水,又能降低溶胶聚沉,有利于提高改性栲胶凝胶对碳酸盐岩油藏出水层的封堵能力。

疏水缔合聚合物增稠性能研究

在不同条件下 ,进行了疏水缔合聚合物增稠性能研究 ,结果表明疏水缔合聚合物在蒸馏水中 ,基本上看不到疏水缔合效果 ;疏水缔合聚合物的氯化钠溶液或氯化钙溶液 ,在缔合临界矿化度之前 ,随着溶液矿化度的增大 ,溶液粘度逐渐降低 ;在缔合临界矿化度之后 ,随着溶液矿化度的增大 ,溶液粘度迅速升高 ,达到极大值后又逐渐下降 ;油田采出污水中均存在较高含量的钙、镁等高价离子 ,疏水缔合聚合物在油田采出污水中 ,随着矿化度和温度的升高 ,疏水缔合增稠效果越差。

用于提高注水波及体积的抗盐聚合物

本研究设计并生产出了梳形结构KYPAM抗盐聚合物。室内研究和现场试验证明,用于聚合物驱,KYPAM抗盐聚合物的增粘性能明显优于聚丙烯酰胺;用于交联聚合物,达到相同凝胶强度,KYPAM抗盐聚合物用量比聚丙烯酰胺少1/3。