低浓度HPAM/AlCit交联聚合物溶液性质研究

采用粘度法、扫描电镜(SEM)、核孔膜过滤、动态光散射(DLS)和27AlNMR法,研究了高分子量低浓度的部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)与柠檬酸铝(AlCit)体系交联反应过程溶液性质变化.结果表明,HPAM与AlCit反应在低剪切速率时体系粘度随反应进行而降低,在剪切速率较高时具有剪切稠化现象,HPAM与AlCit反应过程中交联态Al的自旋-晶格弛豫时间随反应进行变短.低浓度的HPAM与AlCit发生分子内交联反应形成交联聚合物线团(LPC)在水中的分散体系,即交联聚合物溶液(LPS).交联聚合物溶液中LPC的平均流体力学半径约为238nm,其形态接近球形,具有多分散性.LPS对1.2μm核孔膜的封堵程度与其反应时间有关.

低浓度聚合物压裂液体系研究与应用效果评价

聚合物压裂液冻胶体系在压裂施工过程中会在裂缝中和裂缝壁留下残渣造成储层伤害,降低聚合物浓度可以减轻这种伤害,但又会遇到冻胶体系黏弹性降低支撑剂沉降的问题,因此,研究优选满足携砂要求的低浓度聚合物压裂液体系具有实际意义。用实验方法研究了低浓度聚合物压裂液的增稠剂、交联剂及破胶剂,并评价了压裂液体系的抗温抗剪切性能、流变性能、携砂性能、破胶性能、低伤害性能、防膨性能和滤失性能。实验结果表明,低浓度聚合物压裂液的浓度为常规聚合物压裂液浓度一半时即可满足压裂时的携砂要求,抗温抗剪切性能优于清洁压裂液和常规聚合物压裂液,并且破胶后的残渣量明显减少,降低了对储层的伤害程度,是一种较为环保的低伤害压裂液。

注聚后低浓度交联聚合物驱提高原油采收率

孤岛油田中一区馆 3单元聚合物驱先导试验区 (4个反五点法注采井组 )注入质量浓度 10 0 0～ 2 0 0 0mg/L的聚合物溶液 0 .2 9PV后转入后续注水 ,到 1999年 5月底采出程度 34.4 % ,综合含水 87.3% ,接近注聚前的值 ,1999年 10月起在该井组又开始了注低浓度交联聚合物溶液 (LPS)试验。所用聚合物为HPAM 35 30S ,-M =1.5× 10 7～1.8× 10 7,HD =30 % ,交联剂为Al3 + 质量浓度 10mg/L的AlCit溶液 ,聚合物与Al3 + 质量比为 2 0∶1。室内实验结果表明 :在温度 70℃、渗透率 4 .5 μm2 的人造岩心中注入在 4 5℃反应 2 4h的HPAM浓度 2 0 0mg/L的LPS共 4 .0PV ,阻力系数达到 135 ,注入 18.3PV后残余阻力系数仍达 5 5 ;气测渗透率 1.2 μm2 的人造岩心在 70℃水驱 5PV后原油采收率 33% ,再水驱 5PV后采收率增加 1.7% ,用 12 0 0mg/LHPAM溶液驱替 0 .35PV后采收率增加13% ,再水驱 5 .3PV后采收率增加 1.7% ,用 2 0 0mg/LHPAM / 10mg/LAl3 + LPS驱替 5 .6PV使采收率增加11.3%。在现场试验中 ,注入 0 .0 6 8PVLPS(第一阶段 2 0 0mg/LHPAM/ 15 0mg/LAlCit溶液 ,第二阶段 35 0mg/LHPAM / 5 5 0mg/LAlCit溶液 ) ,然后水驱 ,仍获得了增油减水的效果 。

污水配制低浓度交联聚合物驱技术在双河油田中温油藏的矿场应用

从室内实验、方案设计、现场实施效果以及存在问题等方面总结了国内首次开展的大段塞、低浓度交联聚合物驱先导试验的情况。该试验采用污水配制低浓度交联聚合物体系(400mg/L聚合物+70mg/L交联剂)在双河油田437块Ⅱ1-2层70℃油藏连续注入低浓度交联聚合物0.19PV。截至到2004年8月,注入井井口压力最高上升2.4MPa,中心井组含水下降4.2个百分点,中心井组提高采收率6.6%,取得了较好的效果。试验证明低浓度交联聚合物驱能够实现大段塞连续注入,具有良好的应用前景。

低浓度交联聚合物在油田中的应用

简要介绍了低浓度交联聚合物体系调驱机理,综述了国内外交联聚合物体系应用概况;剖析了低浓度交联聚 合物体系在国外三个高温高盐油藏的应用实例,给出了低浓度交联聚合物调驱典型工艺和应用技术界限。

低浓度部分水解聚丙烯酰胺/柠檬酸铝交联体系剪切稳定性研究

采用粘度法、核孔膜过滤和动态光散射(DLS)法,研究了高分子量低浓度的部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)与柠檬酸铝(AlCit)反应所形成的交联体系的剪切稳定性和HPAM剪切降解后与AlCit反应所形成的体系的封堵性能及降解机理.研究结果表明,低浓度的HPAM与AlCit反应所形成的交联聚合物体系随剪切速率增加,其对1.2μm的核孔膜的封堵能力降低.HPAM稀溶液剪切降解后再与AlCit反应,低剪切速率对其封堵性能影响较小,而高剪切速率会使得其封堵性能大大降低.HPAM/AlCit交联体系和HPAM剪切降解后形成的交联体系的封堵性能下降的原因是HPAM/AlCit交联体系中交联聚合物线团(LPC)尺寸和HPAM中高分子线团的尺寸变小.

耐温耐盐低度交联聚合物驱油体系的研究

利用 2 丙烯酰胺基 2 甲基丙磺酸 (AMPS)二元共聚物和有机 无机复合交联剂制得了耐温耐盐低度交联AMPS共聚物驱油体系 ,考察了不同因素对交联体系性能的影响 ,确定了交联体系的最佳配方 ,即AMPS二元共聚物含量为 10 0 0～ 2 0 0 0mg L、交联剂含量为 (无机组分 15 0mg L +有机树脂 40 0mg L)、稳定剂含量为 15 0～ 2 5 0mg L。实验表明 ,该交联体系在 90℃、矿化度 1.5× 10 5mg

盐浓度对交联聚合物线团形态的影响

用核孔膜过滤法 (过滤体积对过滤时间作图 )、动态光散射法 (DLS)和扫描电镜法 (SEM )研究了交联反应前后盐 (NaCl)浓度变化对低浓度HPAM与AlCit形成的交联聚合物溶液 (LPS)中交联聚合物线团 (LPC)形态的影响。所用HPAM相对分子质量 1.1× 10 7～ 1.4× 10 7,LPS中HPAM与Al的质量比 2 0∶1,HPAM浓度 0 .1或 0 .2 g/L ,交联反应温度 40℃ ,时间 7天。实验结果表明 :①LPC的平均水力半径Rh(DLS测定值 )随交联反应时盐浓度的增大先减小后增大 ,盐浓度由 0 .5 g/L增加到 2 g/L时Rh 由 45 0nm迅速减小到 2 5 0nm ,盐浓度增加到 2 0 g/L时Rh达到最小值 16 0nm ,此后随盐浓度的继续增加Rh 有所增大 ;盐浓度 0 .5和 2 .0 g/L时Rh 的SEM测定值分别为45 0和 2 5 0nm ,与DLS结果一致。②交联反应完成后改变LPS的盐浓度 ,也可改变LPC的Rh 值 ,但改变幅度较小 ;盐浓度 0 .5 g/L时形成的LPS ,当盐浓度增加至 2 g/L时 ,Rh 值由 45 0nm减小至 35 9nm ,大于盐浓度 2 g/L时形成的LPS的Rh 值 (2 46nm) ;盐浓度 2 g/L时形成的LPS ,当盐浓度减少至 0 .5 g/L时 ,Rh 值由 2 46nm增大至32 6nm ,小于盐浓度 0 .5g/L时形成的LPS的Rh 值 (4 5 0nm)。用盐浓度改变引起LPC水化层厚度改变 ,线团收缩或舒张解释盐浓度改变时Rh 测定值的?

低浓度部分水解聚丙烯酰胺与柠檬酸铝交联体系流变性研究

用HAAKERS150流变仪对低浓度部分水解聚丙烯酰胺与柠檬酸铝交联反应所形成的交联聚合物溶液流变性及其时间效应进行了分析。结果表明,聚合物质量浓度为0.1g/L及NaCl质量浓度为2.0g/L的交联聚合物溶液与同条件的低浓度部分水解聚丙烯酰胺溶液的流变性不同,交联聚合物溶液在中等剪切速率范围内(400～1000s-1)表现为胀流性,低剪切速率(43～400s-1)时为假塑性,高剪切速率(1000～1500s-1)时表现为牛顿性;而相应的低浓度部分水解聚丙烯酰胺溶液只表现轻微的假塑性(5～900s-1)。交联聚合物溶液具有时间效应,表现为负触变性(震凝性),而低浓度部分水解聚丙烯酰胺溶液流变性不产生时间效应。

疏水缔合聚合物(AP-P4)交联体系研究

疏水缔合聚合物与普通部分水解聚丙烯酰胺比较,具有更好的增粘效果和抗高温、抗盐能力以及很好的调驱效果。为了进一步提高调驱能力,实验室开展了AP型聚合物低度交联的调驱体系研究。介绍了AP-P4低度交联体系配方的优选,探讨了影响交联体系性能的各种因素,优化筛选出了交联体系配方。

国内提高采收率用交联聚合物驱油体系研究进展

综述了国内提高采收率用交联聚合物驱油体系研究进展。用于交联聚合物驱油体系的驱油剂主要有含耐温抗盐单体的聚合物、两性离子聚合物、疏水缔合水溶性聚合物、聚合物复合体系和梳形聚合物。交联聚合物驱油体系主要包括过渡金属有机交联聚合物驱油体系、醛类交联聚合物驱油体系、复合交联聚合物驱油体系。指出了交联聚合物驱油体系的发展方向。

抗盐聚合物交联体系在高温高盐条件下的稳定性研究

为了扩展交联聚合物体系在高温、高盐油藏的应用,考察了有机醛交联剂GWG分别与常规聚合物(KYPAM和KYPAM-6)、疏水缔合聚合物(AM-NVP和AM-DMDA)、抗盐聚合物(HPAM3和NY-1)形成的交联体系的长期稳定性,优选了抗盐聚合物HPAM3及其交联体系配方,研究了含氧量、矿化度、硬度、温度等对交联体系长期稳定性的影响。研究结果表明,对于聚合物1000 mg/L+GWG 50 mg/L的交联体系,在含氧量<0.1 mg/L、100℃的条件下,普通型聚合物及疏水缔合聚合物在交联老化30 d左右就缩水破胶,抗盐聚合物HPAM3的交联体系具有较好的稳定性,在老化150 d后的黏度仍为62.6 m Pa·s。当氧含量低于0.1 mg/L时,500～1800 mg/L HPAM3+35～80 mg/L GWG的交联体系在100℃老化90 d后仍具有较好的成胶性能和稳定性能;在氧含量<0.5 mg/L时,1500 mg/L HPAM3+50 mg/L GWG+200 mg/L硫脲的交联体系的耐温抗盐性能优良,可耐温105℃、耐盐200000 mg/L(含Ca2+500 mg/L),该交联体系在100℃下老化90 d后的黏度为124 m Pa·s,远高于浓度2500mg/L HPAM3溶液的黏度(42.7 m Pa·s)。

氧对交联聚合物体系黏度长期稳定性的影响

在45℃、曝氧和缺氧条件下，考察了铬交联、铝交联、有机交联聚合物成胶体系配制后60天内黏度的变化。3种成胶体系中聚合物浓度分别为600、600、2400mg／L，用经净化处理、矿化度4013mg／L、SRB菌容易生长繁殖的采油污水配液。有机交联剂为可生成酚醛树脂的有机物混合物。铬交联成胶体系的黏度在5～10天时达到峰值，此后迅速减小并丧失；曝氧条件下的黏度普遍高于缺氧条件下的相应黏度；加入杀菌剂使曝氧、缺氧条件下的黏度均有所增大。铝交联成胶体系的黏度变化可划分为：维持低而稳定的值（1～20天）、缓慢增大（30～50天）、迅速降低（60天）3个阶段；FR和FRR测定表明在第一阶段聚合物分子线团内部发生交联，第二阶段被认定为聚合物分子线团间发生交联；铝交联成胶体系在曝氧条件下的黏度普遍高于缺氧条件下的黏度；加入杀菌剂使曝氧和缺氧条件下的黏度均增大，并且使第二阶段至少扩展到60天以后。有机交联成胶体系10天时形成强凝胶，曝氧条件下1～5天的黏度值高于缺氧条件下的相应值，加入杀菌剂使曝氧、缺氧条件下的黏度值均有所增大。曝氧和使用杀菌荆可改善污水配制的各种交联聚合物体系黏度的长期稳定性。表6参12。

聚合物共混体系辐射交联研究进展

综述了近年来聚合物共混体系辐射交联研究的新进展,主要包括三个方面:1.聚合物共混体系辐射交联行为及表征;2.辐射交联聚合物共混体系的性能;3.辐射交联聚合物共混体系的应用领域。

耐温抗盐交联聚合物驱油体系研究

针对胜利油田油藏温度高和地层水矿化度高的特点 ,研制了有机交联剂系列。交联剂由酚类和能产生醛的物质以及添加剂组成 ,聚合物为部分水解聚丙烯酰胺 (HPAM)。聚合物和交联剂浓度均在5 0 0～ 1 5 0 0mg/L范围内时 ,驱油体系可以形成流动性好的凝胶 ,成胶时间和凝胶强度的调节可以通过调整添加剂和聚合物及交联剂浓度实现 ,成胶时间可以控制在 1 0h到 8d。根据地层不同部位进行驱油体系配方调整 ,在地层中起到堵驱结合的作用。通过试验确定了最低成胶浓度为 3 0 0mg/L的聚合物和 3 0 0mg/L的交联剂 ;成胶时间随浓度的升高而缩短 ,凝胶强度随浓度的升高而增大。

交联聚合物微球/疏水缔合聚合物复合体系在模拟孔喉中的渗流

由于石油采收率的提高难度增加,使得驱油机理的研究迫在眉睫。本文根据黏浓关系、黏度随剪切时间的变化,通过环境扫描电镜实验及毛细管封堵实验,观察疏水缔合聚合物与微球复合体系的微观状态、性质和封堵机理。结果发现疏水缔合聚合物与微球具有良好的协同增黏效应,剪切后不易发生色谱分离现象;对于一定管径的毛细管,需要选择合适的微球浓度、粒径和流速,才能避免将孔隙堵死,达到较好的封堵效果;合适尺寸的微球能够强化疏水缔合聚合物的封堵效果。

堵水用聚合物交联体系实验研究

油田进入高含水开发阶段后,降低含水量、提高采收率是开发工作中的一大难题。经实验研究认为,聚合物ZL-2+改进型交联剂XLAP组成的交联体有较好的堵水效果,能适应地层水高温、高含盐的情况,堵水率高达99.9%,稳定性好,具有现场应用价值。

交联聚合物分散体系封堵性能研究

通过微孔滤膜过滤实验、动态光散射及填充砂管实验,研究交联聚合物分散体系的封堵性能及交联聚合物体系的线团大小,考察交联剂用量、体系浓度、水化时间和盐浓度对产物封堵性能的影响。研究发现,交联聚合物能够对孔径1.2μm的纤维素膜形成有效封堵。当交联聚合物在较低交联剂用量时,交联剂越多,体系的封堵效果越好,但当交联剂用量超过0.1%时,封堵效果开始变差;溶胀时间越长,体系封堵性降低;体系浓度越高,封堵效果越好;盐的存在,使得微粒粒径变小,封堵效果变差。该交联聚合物的封堵强度高、深入性能好,但吸附滞留较差。

甜菜碱表面活性剂/交联聚合物微球复合体系的研究

针对油田开采的特点以及表面活性剂驱在采油中遇到的问题,本论文设法将交联聚合物微球深部调驱技术与表面活性剂驱技术相结合,提出了表面活性剂/交联聚合物微球复合体系,利用聚合物微球对稠油油藏高渗部分孔隙吼道的微观动态封堵及微球在孔隙中的滞留,提高化学驱的洗油效率,以达到提高采收率的目的,具备矿场实验条件。主要是对甜菜碱型表面活性剂和复合体系的界面性质进行评价,还通过模拟岩心实验对复合体系对岩心的封堵性能及驱油效率进行了评价,发现甜菜碱BCS-18和BBS-12与交联聚合物微球的复配溶液对于低渗透岩心的平均采收率可分别提高14.6%和14.7%。

交联聚合物微球-聚合物HAP组合体系的深部调驱性能研究

海上油田的非均质性较强,单纯聚合物驱在海上油田应用中的效果受到限制。为了强化聚合物驱的深部调驱能力,利用反向悬浮聚合法合成Q_(16)、Q_(17)、Q_(18)、Q_(20)等4种交联聚合物微球,并与聚合物HAP进行复配,然后通过3种不同组合方式来进行岩心驱油试验。对比发现单纯交联聚合物微球和单纯的聚合物HAP的提高采收率效果为15%左右,而二者组合后效果能达到20%以上,其中组合方式3中Q20&HAP体系提高采收率幅度最大,达到21.80%,说明交联聚合物微球-聚合物HAP组合体系有较好的滞留、封堵效果,具有一定深部调驱能力,能够达到更好的提高采收率效果。