聚驱采出水中残余聚合物特性及分子聚集形态

针对聚驱采出水中残余聚合物的黏浓关系、相对分子质量、水解度、ζ电位、吸附性等方面的特性和分子聚集形态进行了分析和研究,结果表明:驱油用聚合物HPAM经过地层作用后,其性质发生了较大的变化,浓度、黏度和相对分子质量显著降低,水解度和采出水ζ电位升高;再配聚时,新聚合物吸附量随残聚浓度升高而降低;当质量浓度达到400 mg/L以上时,残聚分子间出现聚集、缠绕和交联现象,形成显著的立体三维网络结构。残余聚合物特性的变化,将增大含聚污水处理难度,沉降时间将延长。然而这些变化可能对含聚污水再配聚后的驱油效果具有积极作用。

两性离子聚合物凝胶成胶效果及油藏适应性研究

为客观有效评价交联聚合物溶液在储层孔隙内的成胶效果,采用黏度计、动/静态激光光散射仪、原子力显微镜和岩心流动实验,对两性离子聚合物溶液(AIPS)和交联聚合物溶液(AICPS)的黏度、分子线团尺寸、分子聚集态、渗透率极限和静态成胶效果及影响因素进行了研究。结果表明,AICPS具有良好延缓成胶特性,AIPS中聚合物分子聚集体呈现稀疏网络结构,AICPS成胶后分子线团尺寸大幅增加,网络结构变得致密、粗壮;随聚合物浓度增加,AIPS和AICPS渗透率极限值增加;在岩心驱替实验后续水驱阶段,与AIPS压力下降不同,AICPS注入压力先上升后平稳,表现出独特的渗流特性;岩心渗透率和聚合物浓度越大,AICPS成胶效果越好;当聚合物质量浓度为800、1500、2500和4000 mg/L时,只有对应的储层气测渗透率大于400×10^(-3)、800×10^(-3)、1700×10^(-3)和3500×10^(-3)μm^2时,AICPS才可以取得较好的静态成胶效果。

表面活性剂和碱对Cr^(3+)聚丙烯酰胺凝胶成胶效果的影响及作用机理

在三元(或二元)复合驱过程中,调剖剂不可避免与表面活性剂和碱接触,因此碱和表面活性剂的性能可能会对调剖剂的性能造成影响。室内采用黏度计、动态光散射仪、扫描电镜和驱油实验装置,研究了碳酸钠、石油磺酸盐和脂肪醇聚氧乙烯聚氧丙烯醚对Cr^(3+)聚合物凝胶调剖剂的黏度、分子聚集体尺寸、分子聚集体形态和调剖效果的影响。结果表明,石油磺酸盐和脂肪醇聚氧乙烯聚氧丙烯醚对Cr^(3+)聚丙烯酰胺凝胶的黏度和分子聚集体尺寸几乎不影响;而Na_2CO_3的加入使Cr^(3+)聚合物凝胶不成胶,且Cr^(3+)聚丙烯酰胺凝胶成胶后加入Na_2CO_3会发生破胶现象,分子聚集体尺寸大幅下降,聚集体形态从大的团块状变成小的团块状,驱油过程中封堵效果明显变差。进一步分析发现,在碱性条件下,Cr^(3+)聚丙烯酰胺凝胶难以发生交联反应,即使发生了交联也会发生解交联。

驱油用“插层”聚合物表征及其溶液性能

基于X线衍射(XRD)、红外吸收光谱(IR)和透射电镜(TEM)检测技术,分析"插层"聚合物中蒙脱土硅酸盐片层间距、聚合物基体化学组成和蒙脱土结构单元分散状态,利用动态光散射系统(DLS)、描扫电镜(SEM)、布式黏度计和流变仪等检测技术,检测和对比"插层"和"高分"聚合物的分子线团尺寸、分子聚集体形态、增黏性、流变性和黏弹性.结果表明:经过插层剂处理后,蒙脱土硅酸盐片层间距有较大幅度增加,通过原位插层聚合,可形成以聚丙烯酰胺为基体,硅酸盐片层均匀分散的剥离型"插层"聚合物;在聚合物质量浓度相同条件下,与"高分"聚合物溶液相比,"插层"聚合物的增黏性、流变性和黏弹性较优,而与"高分"聚合物不同,随溶剂水矿化度升高,"插层"聚合物分子线团尺寸呈逐渐增大趋势,清水"插层"聚合物溶液中分子线团尺寸比"高分"聚合物的大,这与高矿化度水溶液中硅酸盐片层之间的相互作用和"插层"聚合物在清水溶液中的聚集体形态有关.

萨中油田四种驱油体系对油藏适应性对比分析

为保证化学驱在大庆油田顺利实施,开展了相同条件下聚合物溶液、聚表二元体系、强碱三元复合体系和弱碱三元复合体系的黏度、分子聚集体尺寸(Dh)、分子聚集体形态和岩心渗透率极限及影响因素研究。结果表明,相同条件下体系的黏度和Dh大小顺序为聚表二元>聚合物溶液>弱碱三元>强碱三元;而岩心渗透率极限大小顺序为聚表二元>强碱三元>聚合物溶液>弱碱三元,这是因为Dh越大,驱油体系能通过的岩心渗透率越大,渗透率极限越大。但强碱三元与岩心中矿物反应,堵塞岩石孔道,导致其渗透率极限增大。四种驱油体系黏度和渗透率极限均随剪切强度增加而下降,但剪切作用使聚合物分子发生定向排列,从而使驱油体系中Dh受到剪切后变化规律不明显。

聚合物驱与三元复合驱分注剪切机理差异分析

室内实验表明,三元复合溶液流经相同分压注入工具,其溶液黏度损失比聚合物流经相同分压注入工具的溶液黏度损失高1倍以上,高黏损会降低三元复合驱整体驱油效果。为弄清两种溶液黏度损失差异,利用扫描电镜和动态激光散射技术手段,对比分析了两种溶液流经分压工具前、后微观分子聚集形态和聚合物分子线团直径。对比结果表明:由于三元复合溶液中碱和表面活性剂的存在,三元复合溶液微观分子聚集形态的网格非常稀疏易破坏,造成流经相同分压工具,三元复合溶液黏度损失较大,此结果对优化化学驱分注工具结构具有理论指导意义。