影响瓜尔胶增黏性能的因素研究

研究了影响瓜尔胶增黏性能的几个因素,认为瓜尔胶分子分支程度越高,水溶速度就会加快,黏度就会提高;碱性条件下,瓜尔胶的水合速度增大,瓜尔胶液黏度也随之增加;压裂液助剂对瓜尔胶增黏性能有略微的影响,增黏速度与助剂的酸碱性有关;搅拌时间越长,瓜尔胶的交联性能越好,较好的HPG在搅拌3min后交联挑挂性能非常好,其中瓜尔胶平均分子量对增黏性能的贡献最大。对不同厂家样品的增粘性能分析结果由好到次排序。

部分枝化黏弹性颗粒溶液的增黏性及抗剪切性

为了研究剪切条件下B-PPG溶液的黏度及黏弹性变化的机理,通过机械剪切(模拟聚合物从设备到井筒注入过程中所受剪切)和射孔孔眼(炮眼)剪切(模拟聚合物溶液通过射孔孔眼及近井地层所受剪切)方法,研究了B-PPG在不同剪切强度作用下溶液的黏度保留率,并利用原子力显微镜观察B-PPG溶液的微观结构。结果表明,B-PPG的增黏性较好。70℃下当溶液质量浓度大于3.5 g/L时,颗粒的支化链相互缠绕形成的网络结构导致溶液黏度迅速增大。B-PPG的抗剪切性较好。B-PPG溶液的表观黏度随剪切速率增加而降低;B-PPG溶液浓度越高,溶液黏度降幅越大。机械剪切后B-PPG溶液的黏度保留率大于50%,模拟射孔孔眼剪切后的黏度保留率大于20%。剪切前后的B-PPG溶液均以储能模量为主。两种剪切条件下B-PPG原有的交联网络结构均有不同程度地破坏,分子间连接较弱,不同剪切类型及强度对网络结构的破坏程度不同,射孔孔眼剪切对网络结构的破坏最大。

微球/聚合物复配体系性能评价及机理分析

为探究聚合物和微球之间相互作用规律,利用扫描电镜对微球和“微球+聚合物”复配体系进行了微观结构观测,利用布氏黏度计对微球溶液、聚合物溶液和“微球+聚合物”复配体系增黏性能进行了评价。在此基础上,对比了聚合物溶液与“聚合物、微球段塞注入”方式的封堵性能。实验结果表明:15天后的“微球+聚合物”复配体系具有致密线网状微观结构。在微球质量分数不变时,“微球+聚合物”复配体系黏度增幅随聚合物质量分数增加而增加;在2000×10^(-3)μm^(2)、3000×10^(-3)μm^(2)和5000×10^(-3)μm^(2),渗透率条件下,与单独注入聚合物相比,“微球+聚合物”复配体系段塞注入方式阻力系数更低,可有效控制注入压力;“微球+聚合物”复配体系在具备良好注入性能的同时,封堵率与单独注入聚合物方式接近,分别为98.82%、98.40%和72.50%。

适用于渤海Q-S区块聚驱性能参数横评及其增效能力分析

以渤海S区块油藏条件为基础,对影响聚合物驱效果的重要因素进行横向评价,同时与海上在用的SZ型聚合物进行驱油性能对比。实验结果表明,速溶型聚合物表现出较优的溶解能力,但其增黏效果不如SZ型聚合物;筛选出的4~#聚合物在增黏性、耐温耐盐稳定性等方面表现稳定,各项测试指标稍优于其余几种聚合物。4~#聚合物在65℃时的黏度为74.9 mPa·s,室内驱油实验最终采收率为45.2%。4~#聚合物的性能参数能够满足S区块的基本需求,可以开展进一步的优化研究。

一种黏弹性高分子颗粒调驱剂的制备及性能研究

通过水溶液聚合法,以丙烯酰胺、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、聚乙二醇双丙烯酸酯、碱为主要原料制备了一种具有良好悬浮性和膨胀性能的黏弹性高分子预交联颗粒调驱剂,采用红外光谱对黏弹性颗粒产品进行结构表征,并开展悬浮性、溶胀性、增黏性、粘黏性评价。结果表明:该黏弹性颗粒具有良好的悬浮性能,颗粒越小,吸水膨胀速度越快,分散体系的悬浮保留率越高;随着颗粒吸水溶胀,粒度分级曲线峰值向右移动,颗粒中值粒径逐渐增大,溶胀倍数最高可达6倍;颗粒的水溶液分散体系增黏趋势显著,老化60天后体系黏度升高8倍,颗粒粒径越小,体系的体相黏度越高;颗粒分散体系具有良好的黏弹性,表现出了明显的弹性体的特征,具有一定的固体效应。

一种两亲聚合物的特性表征研究

两亲聚合物是针对聚驱后研究的三次采油驱油剂,是一种将多种功能基团在碳氢键上接枝共聚后形成的多元接枝共聚物,突破常规聚合物和表面活性剂的理念,通过分子设计原理和高分子乳化活性机理,具有乳化、增黏、深调原油等多项功能,是新型化学驱提高采收率技术。聚驱后仍然有近50%原油残留在地下,这些地质储量渗透率超过50 mD以上,相比新勘探的部分低渗透油藏来说仍是较为优质储量。在聚驱之后确定新的高效技术手段,进一步提高采收率,继续有效地开发聚驱后油藏,亟须大幅度提高采收率战略接替技术。该项目的研究在聚驱后注入功能性两亲聚合物可提高采收率10个百分点以上,为二三类油藏大幅度提高采收率提供了技术支撑。

酸化用胶凝剂技术现状及发展方向探讨

胶凝酸作为酸化压裂最常见的酸液体系,广泛应用于碳酸盐岩储层的增产。胶凝剂作为胶凝酸体系的关键添加剂,本身性能受到了研究人员的特别关注。本文总结了近年胶凝剂的发展历程,阐述了胶凝剂耐温增黏作用机理,重点归纳了目前酸液胶凝剂的技术现状,探究了提升胶凝剂性能的关键问题,指出了目前所面临的挑战和难题,最后展望了胶凝剂未来发展的方向。

聚表剂溶液性质特征及其机理分析

聚表剂体系驱油技术是一种新型的提高采收率方法，目前在大庆油田部分区块进行了矿场试验。针对矿场试验中遇到的问题，利用仪器检测和理论分析方法，对聚表剂溶液的增黏性、稳定性、黏弹性、流动特性和分子线团尺寸进行了实验研究，并与普通聚合物溶液进行了对比。结果表明，聚表剂中含有起交联作用的物质，在溶剂水中能够发生不同聚表剂分子问或同一分子内不同支链问的交联反应，形成“区域性”或“局部性”网状分子结构，导致其分子线团尺寸远大于具有相同相对分子质量的普通“中分”聚合物，其阻力系数和残余阻力系数也远大于普通“中分”聚合物溶液。聚表剂溶液存在一个临界聚表剂浓度，当实际浓度低于临界浓度时，聚表剂溶液黏度随浓度增加比较平缓，反之，聚表剂溶液黏度急剧增加。在储能模量方面，“炼化I型”聚表剂最高，“中分”聚合物次之，“海博I型”聚表剂最小；在损耗模量方面，“海博I型”聚表剂最高，“炼化I型”聚表剂次之“中分”聚合物最小。

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。

含磺酸甜菜碱两性离子共聚物P(AM-co-VPPS)的合成及盐溶液性质

4-乙烯基吡啶(4-VP)与1,3-丙烷磺内酯在80℃下反应20h,合成了4-乙烯基-1-(3-磺丙基)吡啶内嗡盐(4-VPPS);并在水溶液中与丙烯酰胺(AM)单体进行自由基共聚合,获得了同时含正负离子基团的磺酸甜菜碱两性离子共聚物P((AM-co-VPPS));采用红外光谱和1H-NMR对共聚物结构和组成进行了表征;进而考察了单体组成、引发剂用量、单体总浓度及反应温度对两性离子共聚物特性黏数的影响.通过考察单体投料比与共聚物组成的关系,利用Finemann-Ross和Kelen-Tudos方法,获得AM和4-VPPS单体对的竞聚率分别为2.01、8.71和1.99、8.44.共聚物溶液性质研究结果表明,P(AM-co-VPPS)在含NaCl和CaCl2的水溶液中的特性黏数都比纯水中的大,表现出明显的反聚电解质行为.特性黏数增加的程度随共聚物中4-VPPS单元的含量和水中盐浓度增加而增大;当共聚物中4-VPPS摩尔含量为10.2%时,其在1mol/LNaCl、2mol/LNaCl和2mol/LCaCl2水溶液中特性黏数与在纯水中相比,分别增加47.3%、56.7%和56.8%.

新型表面活性聚合物驱油剂的研制及应用

针对现有聚合物驱洗油效率低及耐温抗盐性能较差等问题,将表面活性剂和聚合物的特点相结合,室内合成了一种新型表面活性聚合物驱油剂SYN-2W,并对其综合性能进行了评价。结果表明:SYN-2W具有良好的界面活性,在质量浓度为2 g/L时,能将溶液的界面张力值降低至0.2 mN/m以下;在温度为90℃或矿化度为120 g/L时,SYN-2W溶液的表观黏度均远远高于常用聚合物HPAM溶液,80℃下老化90 d的表观黏度保留率仍在85%以上,说明其具有良好的耐温抗盐性能和抗老化性能;SYN-2W还具有良好的乳化性能和驱油性能,注入0.5 PV的SYN-2W溶液,水驱后岩心的采收率达到21%,最终采收率达到60%以上,驱油效果明显优于HPAM。矿场试验结果表明,2口油井采用SYN-2W施工后,注入压力显著升高,日产油量明显提升,含水率明显下降,取得了良好的施工效果。

污水配制活性碱/聚二元复合驱体系实验研究

在碱/聚合物二元复合驱现场试验过程中,碱与配制用污水或地层水出现不匹配的问题,造成地面管线大量结垢及驱油体系性能大幅度下降。为解决这一问题,以大港羊三木油田三断块馆Ⅱ上油组油藏为依托,开展了污水配制碱/聚二元复合驱体系评价实验研究。选用污水匹配的活性碱(多元复合碱)及碳酸钠进行对比试验,在羊三木油田污水条件下,活性碱与污水的匹配性较好,比碳酸钠溶液的油水界面张力低2个数量级,达到10-3mN/m,抗钙镁能力达到500mg/L,并且与原油的乳化性强;二元复合驱体系对五种聚合物与碱进行了配伍性实验,其中污水聚合物HTPW-111与碱的匹配性好。研究表明,污水配制的活性碱/聚二元复合驱体系保持了聚合物驱的增黏性和降低油水界面张力的特性。

疏水缔合改性羟丙基瓜尔胶的合成工艺

实验以羟丙基瓜尔胶(HPG)分子链上的活泼羟基与1-溴代十二烷的大分子反应,将长链疏水单体引入羟丙基瓜尔胶的亲水分子链上,制备疏水缔合改性羟丙基瓜尔胶(BD-HAHPG)。讨论了工艺条件对增黏性能的影响,实验结果表明,其最佳合成工艺条件为:反应温度80℃,w(氢氧化钠)=2.0%,w(HPG)=9.0%,w(1-溴代十二烷)=1.7%,反应时间6 h。经流变性能测试,BD-HAHPG具有一定的增黏性、耐温抗盐性和耐剪切性。

复配聚合物驱油效果及影响因素研究

大庆油田某油藏具有油层渗透率低、层内和层间非均质性强、裂缝和大孔道发育等特点,导致注入水窜流现象严重,水驱开发效果差。根据油藏实际开发需求,利用室内仪器分析和物理模拟方法,开展了复配聚合物溶液分子线团尺寸和黏度性能评价,并与"超高"聚合物溶液进行了对比分析。在此基础上,开展了复配聚合物溶剂水注入参数优化实验研究。结果表明,与"超高"聚合物相比,复配聚合物分子线团尺寸(英文缩写为"Dh")分布较宽、损失率较小,具较好增黏性,可提高采收率。随溶剂水矿化度减小,复配聚合物溶液黏度增加,采收率增加。

表面活性聚合物性能评价及驱油机理

合成了表面活性聚合物,考察了该聚合物的性能,并与部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)进行了对比,同时采用可视化实验驱油装置探讨了表面活性聚合物的驱油机理,通过室内物模实验评价了驱油效果。实验结果表明,合成的表面活性聚合物具有优异的溶解性,达到常规驱油聚合物指标要求。该表面活性聚合物具有优良的增黏性、耐温性以及良好的表面活性,在质量浓度为1200 mg/L时,表面活性聚合物溶液的表面张力为34.6 mN/m左右,性能优于HPAM,对膜状残余油、盲端残余油和孤岛剩余油均有很好的驱替和洗油作用。先经HPAM驱替后,再注入表面活性聚合物可进一步提高原油采收率。

一种阳离子聚合物酸液稠化剂的制备及其性能研究

文章采用新型的阳离子单体共聚,设计合成了酸化用稠化剂,研究了影响聚合的因素,优化了反应参数。同时,分别以不同阳离子单体聚合制备出三种稠化剂。按照标准SY/T 6214-1996考察了三种稠化酸体系的增黏性、热稳定性和抗剪切性能,实验结果表明设计合成的新型聚合物体系具有非常好的性能,是一种较理想的酸液稠化剂。

疏水缔合羟乙基纤维素合成及性能研究

利用大分子反应法将1-溴代十二烷引入到羟乙基纤维素的亲水分子链上,制备疏水缔合羟乙基纤维素(BHEC),通过单因素实验法得出最佳合成条件为:反应温度80℃,活化剂质量分数3.0%,羟乙基纤维素质量分数9.0%,疏水单体加量3.3%,反应时间5h。用红外光谱仪、黏度计和表面张力仪对产物进行结构表征和性能测试,结果表明:所制备的BHEC具有良好的增黏性、表面活性及驱油性能。

不同相对分子质量两亲聚合物的分级及溶液黏弹性

受聚合工艺的影响,两亲聚合物具有一定的相对分子质量分布范围,不同相对分子质量组分的结构与性能存在一定差异。为了揭示不同分子结构的两亲聚合物组分对性能的影响规律,采用双梯度淋洗法,对两亲聚合物AP-3按相对分子质量大小进行分级,得到了不同相对分子质量梯度的两亲聚合物分离组分,优化改进了分级装置,筛选了沉淀-溶解对,考察了不同级分两亲聚合物的红外光谱特征、增黏和流变特性。结果表明:乙醇-水构成的沉淀-溶解对能够有效地分离两亲聚合物中相对分子质量较小的组分,丙酮-水构成的沉淀-溶解对能够有效地分离两亲聚合物中相对分子质量较大的组分;分离后大、小分子组分与原聚合物分子结构相似,区别在于相对分子质量和疏水基团含量不同;分离出的大分子组分及小分子组分增黏能力和流变性均低于原聚合物,结构差异的大、小分子组分聚合物在溶液中的协同作用使原聚合物有更好的黏弹性能。

AM/AA/NAP/CON四元共聚物驱油剂的合成与性能研究

以丙烯酰胺(AM)、丙烯酸(AA)和N-烯丙基吩噻嗪(NAP)和N-烯丙基油酰胺(CON)为单体,以(NH4)2S2O8-NaHSO3为引发体系,制备了一种新型驱油用四元共聚物AM/AA/NAP/CON。该共聚物具有良好的增黏性(2 000mg/L,表观黏度711.4mPa·s)、抗剪切性(1 000s-1,黏度保留值为58.5mPa·s)、耐温性(120℃,黏度保留率为34.6%)、抗盐性(NaCl 20 000mg/L、CaCl22 000mg/L或MgCl22 000mg/L时,黏度保留率分别为17.8%,15.4%或13.5%)。室内应用中,2 000mg/L的AM/AA/NAP/CON模拟地层水溶液可建立阻力系数和残余阻力系数分别为13.0和4.5,可提高模拟原油采收率达14.6%。

不同缔合强度聚合物的合成及性能评价

采用自由基聚合合成了丙烯酰胺-丙烯酸钠-烷基烯丙基氯化铵的三元疏水缔合共聚物,通过改变疏水单体的种类和疏水单体含量合成了不同缔合强度的缔合聚合物。考察了聚合物分子结构中疏水单体含量及种类对聚合物缔合强度的影响规律,并从增黏性能、抗温性能、抗盐性能等3个方面对聚合物进行了性能评价。试验结果表明,疏水单体含量和烷基链长度对缔合效应的强弱有着显著的影响,随着缔合强度增大,其增黏能力迅速增加,其抗温、抗盐能力也显著提升;在75℃或25000mg/L的盐浓度下,当疏水单体含量大于0.8%时,系列缔合聚合物的表观黏度均高于40mPa·s,并且随着缔合强度的增加其增黏、抗温、抗盐性能会进一步提升。