Fenton试剂法去除含聚合物铬凝胶采油污水COD的室内研究

本项研究针对华北岔河集油田聚合物／铬弱凝胶调驱油藏采出水。实验污水水质数据（单位mg／L）如下：矿化度8432；含油1189；含悬浮固体51；含弱凝胶201；COD值1152。研究了Fenton试剂法去除污水COD的条件和外加因素的影响。除另外指出的情况外，反应温度为30℃，时间2h。当H2O2与Fe^2＋质量比为5：3时，使COD去除率达到最高所需加入的H2O2＋Fe^2＋量（单位g／L，下同），在暗光下为2．0＋1．2，在紫外光下为1．5＋0．9。固定H2O2加量为1．5，则两种情况下Fe^2＋最适加量均为0．9。H2O2＋Fe^2＋加量为1．5＋0．9时，最适反应温度区间在暗光下为40-50℃，在紫外光下为30--60℃。H2O2＋Fe^2＋加量为1．5＋1．0时，最高COD去除率和所需反应时间为：暗光下92．0％，2．5h；紫外光下95．7％，2．5h；紫外光加充氧时97．8％，1，5h；紫外光加充氧加草酸钠时99．0％，2h。随外加草酸钠量增大（0．1～0．6g/L），低H2O2＋Fe^2＋加量下COD去除率不断增大，较高H2O2＋Fe^2＋加量下达到最高值后略有下降，加量为1．0＋0．6和1．5＋0．9并加入0.5g／L草酸钠时分别为97．196和99，0％。图3表5参4。

调驱用RSP3抗盐聚合物弱凝胶研制

目前使用的调驱用弱凝胶抗盐性差。分析了常用或推荐的改善弱凝胶调驱体系抗盐性的措施 ,包括清水预冲洗地层 ,使用钙镁离子络合剂 ,使用有机交联剂 ,使用粘土胶液和无机凝胶 ,认为均不能令人满意。合成了RSP系列抗盐聚合物 (类梳状聚合物 ) ,用中等分子量 ( 9.5× 1 0 6 )、低水解度 ( 1 0 % )的一种抗盐聚合物RSP3和有机铬交联剂CL 2配制了弱凝胶 ,并与几种常用HPAM进行了比较 ,结果如下。用模拟长庆油田高矿化度、高钙镁含量地层水 ( 2 .3 %NaCl+ 1 .7%CaCl2 溶液 )配制的 0 .3 %RSP3溶液的粘度 ,在 3 0℃下为 3 7.5mPa·s,65℃下为 2 3 .0mPa·s,在 65℃下放置 2 4小时后为 2 0 .5mPa·s,均较相同条件下 4种HPAM同浓度溶液粘度高约 1倍。用该模拟地层水配制的 0 .2 5%RSP3 /CL 2凝胶属于中等变形不流动凝胶 ,在 51℃、60℃放置 60天以上不析水、不破解 ,而 3种HPAM的 0 .3 %凝胶在热老化过程中或发生析水 ,或破解 ,或强度下降。用人工海水 ( 3 %NaCl+ 0 .3 %CaCl2 溶液 )配制的RSP3溶液 (和弱凝胶 )性能更好。

聚合物-弱凝胶调驱核磁共振可视化实验

将核磁共振可视化技术和岩心驱替实验相结合,观察了弱凝胶在岩心中的分布特征和运移规律,对不同聚合物-弱凝胶组合方式下的驱油特征进行可视化实验研究。将聚合物和弱凝胶进行组合,设计了3种组合方式:水驱+聚合物驱(方式1),水驱+聚合物驱+弱凝胶驱(方式2),水驱+弱凝胶驱+聚合物驱(方式3)。对不同组合方式在驱替过程中的压力变化、T_2谱特征、核磁共振图像、驱油效率进行了研究。研究表明,核磁共振图像可直观表征弱凝胶在岩心中的形态分布及运移特征,也可反映出残余油的分布特征;T_2谱特征表明聚合物和弱凝胶均具有调剖和驱油作用,组合方式2的调剖效果最明显;3种组合方式中,组合方式2的驱油效率最大,为78.84%,比初次水驱提高了18.33%。

抗温疏水缔合聚合物弱凝胶调驱剂室内研究

针对新疆石南4井区三工河组油藏，在84℃考察了组分用量对有机交联疏水缔合聚合物AP-P4弱凝胶成胶性能，主要是48小时表观黏度的影响。成胶液用矿化度9．34g／L、含Ca^2＋336mg／L、含Mg^2＋174m／L的该油藏注入水配制。得到的基础配方为：AP—P41500～1800nag／L＋乌洛托品350mg／L＋苯酚300mg／L＋间苯二酚40mg/L，加入间苯二酚可缩短成胶时间。聚合物浓度为1500和1800mg／L的成胶液，在84℃放置15～30天后黏度达到最高，180天后黏度为最高值的1／2左右，且不脱水；强力剪切不影响成胶后的黏度及其老化稳定性；在岩心内成胶并在84℃老化180天后，岩心渗透率仅略有增大。注入0.3和0．5PV成胶液使水驱后岩心的采收率分别增加24．77％和34．9l％，如弱凝胶注入后在岩心内在84℃老化180天，则采收率增值略有增大，分别增加27．18％和36．45％。该弱凝胶在多孔介质内有良好的高温老化稳定性。图2表4参1。

耐温抗盐的醛交联聚合物弱凝胶成胶时间的控制

用于高温、高矿化度油田调驱的混合醛交联聚合物HPAM弱凝胶,在90℃下的成胶时间约为200h,对油藏和调驱作业的适应性差,针对这种弱凝胶体系研制了由金属化合物和有机物复配而成的交联反应促进剂,代号JCH M。在用矿化度1.6×105mg/L、Ca2++Mg2+浓度5000mg/L的盐水配制、HPAM浓度1500mg/L、交联剂浓度500mg/L、pH=7.0的成胶溶液中加入JCH M10～70mg/L,可使溶液90℃下的成胶时间由200h缩短到70～1h,在90℃维持20d后在90℃测定的凝胶粘度由520mPa·s升到550～730mPa·s。实验结果表明通过改变HPAM或交联剂浓度控制成胶时间的方法是不适当的。表1参2。

用于高温高盐油田的非离子聚合物弱凝胶调驱体系

介绍了适用于较高温度及较高矿化度油田地层调剖 (驱 )需要的非离子聚合物PMN/BW弱凝胶类调驱体系。对PMN/BW弱凝胶类调驱体系的成胶性、粘度变化曲线、抗盐性及凝胶成胶后的热稳定性、成胶前后的抗剪切性等性能进行了室内评价试验 ,并在华北油田高 30 - 4 9高温注水井 (114℃ )进行了现场应用 ,结果表明 :通过调驱处理措施 ,不仅使该井的压力剖面得以调整 ,使主力吸水层得到控制 ,潜力层得到充分启动 ,而且整个井组也取得了明显的增油效果 ,8个月内累计增油 14 6 2t。

双尾疏水缔合聚合物弱凝胶成胶性能影响因素分析

针对常规聚合物不能耐高温高盐的特点,选用耐温抗盐的新型双尾疏水缔合聚合物（DTHAP）为弱凝胶主剂。研究了聚合物质量浓度、交联剂质量分数、温度、矿化度和多孔介质剪切等对凝胶体系成胶性能的影响;并用扫描电镜（SEM）对其微观结构进行探究。实验结果表明：弱凝胶的成胶时间、成胶强度可以通过调节聚合物和交联剂浓度来控制。在80℃下,聚合物质量浓度为1 000～2 250 mg/L,交联度质量分数为0.6%时,体系成胶时间1～6 d可调控,最大成胶强度能达到F级。该体系在温度为80～90℃,矿化度为2×10^4～8×10^4mg/L的条件下具有较好的成胶稳定性,经多孔介质剪切后仍具有较好的稳定性,SEM表明弱凝胶体系有致密的空间网络结构。结果表明,该体系能应用于高温高盐油藏。

适用于低渗透高矿化度油藏的新型聚合物弱凝胶驱油体系——以长庆油田陇东侏罗系油藏为例

针对长庆油田陇东侏罗系油藏渗透率低、地层水矿化度高等问题,研制出适合其特点的聚合物弱凝胶驱油体系,对其流变性、抗盐性、抗剪切性等进行了评价,并进行了岩心驱替实验。结果表明:在50℃条件下,质量浓度为1 500 mg/L聚合物溶液的表观粘度由29.61 mPa·s增大到51.96 mPa·s;配制用水矿化度越高,体系粘度越低,但当矿化度达25 000 mg/L时,粘度在10 mPa·s以上;聚合物弱凝胶驱油体系溶液以0.1～0.8 cm/min的注入速度通过岩心,粘度保留率不低于75%;对于渗透率为450×10^(-3)和63.7×10^(-3)μm^2的岩心,与注水相比,聚合物弱凝胶驱油体系的驱油效率分别提高了14.29%和16.67%。在HC油田的H2区6个井组实施了聚合物弱凝胶驱先导试验,吸水厚度由17.4 m提高到19.5 m,动用程度由66.2%提高到67.4%,注水压力上升了5.1 MPa,注聚见效井20口,累积增油量为3 447 t。表明新型聚合物弱凝胶驱油体系是减缓低渗透油藏递减、改善吸水剖面、降低油井含水率的有效途径。

耐温抗盐疏水缔合聚合物弱凝胶调驱剂的研制

考察了不同聚合物和交联剂的水基弱凝胶作为调驱剂在胜利油田平均地层条件下 (温度 70℃ ,地层水矿化度72 77mg L)的适用性。实验研究结果表明 :HPAM(-M =1.7× 10 7) 柠檬酸铝体系成胶快且凝胶稳定性很差 ,粘度保持时间不到 4 8h ;疏水缔合聚合物NAPs 柠檬酸铝体系凝胶稳定性有所改善但所需聚合物浓度太高 (>12 0 0mg L) ;NAPs 有机铬体系在聚合物浓度 6 0 0～ 80 0mg L时 ,可在 1～ 3d内形成粘度 30 0～ 5 0 0mPa·s且能稳定存在 >4 5d的弱凝胶 ;在NAPs 有机铬体系 (70 0mg L +5 0mg L)中加入 5 0～ 2 5 0mg L有机酸 ,成胶时间从 1～ 3d延长至 7～ 15d以上 ,可以满足矿场应用中大剂量注入的需要。图 1表 5参 2。

北布扎奇油田聚合物弱凝胶体系的研究

研究了适合北布扎奇油田地层水油藏条件下的聚合物与酚醛树脂交联的弱凝胶体系.利用黏度法筛选出了弱凝胶调驱体系的配方,其中聚合物主剂SD6800的质量浓度为1 500mg/L,酚醛树脂交联剂TD-2A和TD-2B的质量浓度分别为300和200mg/L;SEM图片证实了其凝胶网络结构的存在.同时利用MCR 301流变仪测定了最佳凝胶体系的动态黏弹性,发现交联反应7d时体系的黏弹性达到最大,且G′<0.1Pa.温度越高,凝胶体系的黏度越低,90℃时,最低黏度保持在500mPa.s以上.确定了高矿化度油田产出水配制较高黏度的弱凝胶体系是可行的.

高矿化度低渗透油藏聚合物弱凝胶驱油试验

以侏罗系低渗透高矿化度油藏为对象,总结了近年来油田进行聚合物驱油试验的经验与教训,根据目前国内外聚合物弱凝胶驱油技术进展,结合研究区的地质特征和开发状况,研制出适用于侏罗系高矿化度低渗透油藏的聚合物弱凝胶驱油体系,并进行了现场试验。现场试验表明:聚合物弱凝胶体系适用于高矿化度低渗透油藏,能有效减缓低渗透油藏产量递减,降低含水,提高采收率。

Cr^(3+)聚合物弱凝胶调驱剖面变化规律及改善方法

采用分子内交联为主的Cr^(3+)聚合物弱凝胶,通过“分注分采”岩心驱替实验研究调驱剂段塞尺寸、岩石渗透率和原油黏度对储层吸液剖面和产液剖面的影响。针对渤海油田LD10-1区块渐新统东营组进行了“堵/调/驱”实验。研究结果表明:(1)调驱剂段塞尺寸对注采两端液流转向和剖面返转时机没有影响,但超过0.3 PV后单位体积段塞尺寸Cr^(3+)聚合物弱凝胶提高原油采收率增幅减小,随储层渗透率级差和原油黏度增大,注采两端液流转向时机延后,剖面返转时机提前;(2)“有机/无机”复合凝胶体系封堵高渗透率层、聚合物微球调控微观非均质性和稠油流度改善剂提高驱油效率等3种措施同时实施,可提高聚合物弱凝胶调驱后的采收率;(3)“堵/调/驱”组合提高采收率机理为:封堵优势渗流通道扩大非均质储层宏观波及体积、聚合物微球在变径孔隙或喉道处发生桥堵实现微观液流转向、高效驱油剂可进入未波及孔喉区域发挥降黏原油、降低油水界面张力和高效驱替等3种作用。

用于胜利高温高盐油藏的聚合物弱凝胶

为满足胜利油田高温高盐及多含高渗透条带油藏提高采收率的需要，研制了可流动的铬凝胶。用矿化度19334mg／L的模拟地层水稀释5000mg／L的聚合物母液，与交联剂以20：1质量比混合，得到成胶溶液，各项测试温度为80℃。铝交联剂Tiorco677N与胜利油田现用6种高分子量聚合物均不能形成好凝胶；铬交联剂Water-Cut684与其中2种能形成好凝胶。聚合物MO-4000在溶液浓度≥600mg／L时可与Water-Cut684形成转变压力〉34．5KPa的凝胶。1200mg／LMO-4000的铬凝胶在K=1．5μm^2填砂管中RF为273，RRF为200。在5μm^2和1．5um^2填砂管组成的并联模型上，水驱采收率为43．4％，聚合物驱（恒聚聚合物，1500mg／L，0．3PV）＋后续水驱提高采收率9．9％。而凝胶（1200mg／LMO-4000，聚交比20：1，0．3PV）＋后续水驱则提高采收率17．6％。高、低渗单岩心的采收率曲线和含水曲线表明，凝胶优先进入水驱后的高渗岩心而使后续注入液转向进入低渗岩心。该凝胶已用于胜二区沙二1～2单元6注13采先导试驱区，注凝肢作业目前已经开始。图6表2参6。

油田用铬交联聚合物凝胶研究进展综述

铬交联聚合物凝胶具有成胶时间可控、传输能力强及成胶效果好等优点,能有效改善地层非均质性、提高原油采收率。国内外石油工作者在聚合物驱油技术和铝交联聚合物凝胶研究的基础上,对铬交联聚合物凝胶做了大量的室内研究工作,并在油田应用中取得了很好的增油降水效果。本文从铬交联聚合物凝胶的定义、成胶机理、评价方法、室内实验及矿场应用等方面综述了铬交联聚合物凝胶的研究工作,并指出了铬交联聚合物凝胶的发展方向。

中低渗高盐油藏聚合物弱凝胶渗流特性及机理分析

聚合物弱凝胶具有耐盐性好、油藏适应性强和深部液流转向效果明显等优点,可用于中低渗高盐油藏,油田应用增油降水效果明显。通过室内模拟实验进行了聚合物溶液与聚合物弱凝胶渗流特性对比,结合稀释后分子聚集体尺寸变化规律分析了弱凝胶与聚合物溶液渗流特性差异及作用机制。结果表明:稀释作用对聚合物溶液和弱凝胶中分子聚集体尺寸影响存在不同变化趋势。对于聚合物溶液,随聚合物质量浓度降低,分子聚集体尺寸减小;与聚合物溶液相反,随聚合物质量浓度降低,弱凝胶中分子聚集体尺寸逐渐增加。在渗流特性实验中,聚合物弱凝胶阻力系数7.22,残余阻力系数18.89,二者绝对值较大且残余阻力系数大于阻力系数,表现出独特渗流特性;在后续水驱阶段,聚合物溶液压力呈现下降趋势,而聚合物弱凝胶压力却继续呈现上升趋势。

钻井液用聚合物弱凝胶的研制与性能研究

以自制的六烯基单体TDED为交联单体、Na HCO_3和K2S2O8为引发剂,与丙烯酰胺(AM)、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)和三乙基烯丙基氯化铵(TEAC)进行自由基水溶液聚合,合成了自交联聚合物弱凝胶PTAPT。FT-IR分析结果表明,其分子结构符合预期,并对其浓度-黏度关系、剪切稀释性和抗温性能进行了测定,实验结果表明,当PTAPT质量浓度为5 000 mg/L时,在复合盐水中的黏度为淡水中黏度的43.7%,在剪切速率为500 s^(-1)下剪切5 min后的保留率约为86.5%,经180℃老化72 h后,淡水和复合盐水中的黏度保留率分别为28.8%和31.7%。基浆性能测定表明,质量分数为2.0%的PTAPT可使老化前后的淡水与复合盐水基浆的黏度大幅上升,老化后淡水基浆的FLAPI为7.8 mL,复合盐水基浆的FLAPI为12.8 mL。

疏水缔合聚合物弱凝胶适用性评价及应用

为充分发挥弱凝胶深部调驱作用,解决特低渗透油藏注水开发效果差的问题,本文通过室内实验,研究评价了缔合聚合物弱凝胶体系的应用性能,明确了缔合聚合物弱凝胶体系具有良好的抗温性、明显的抗盐性、稳定性和抗剪切性能,对高渗透层具有很强的选择性封堵能力,且当岩心极差较大时,驱油效率提高值较高。证实了该体系可以进入油藏深部,选择性封堵高渗透层,启动中小裂缝中剩余油,有效的控制了水体渗流通道,进一步提高驱油效率,改善水驱效果。

油田用聚合物凝胶相对强度表征方法研究

实验研究了动力粘度 η、动态储能模量G′、转变压力Pt(TGU值 )测量 3种方法用于表征油田用特别是提高采收率用聚合物凝胶 (弱凝胶和较强凝胶 )相对强度的适宜性和准确性。在 η和G′测定了使用了 3种代表性凝胶 :( 1 )聚合物浓度不同的HPAM/Cr3+凝胶 ,即柔性链聚合物弱凝胶 ;( 2 )组成固定的PAM /木素磺酸钠 /Cr3+凝胶 ,为较强凝胶 ;( 3 )组成固定的黄胞胶 /Cr3+凝胶 ,即刚性链聚合物脆性凝胶。在Pt 测定中使用聚合物浓度不同的另一种HPAM/Cr3+凝胶。得到的结论如下。对于柔性链聚合物弱凝胶 ( 1 ) ,当G <0 .1Pa时 ,η值是相对强度的良好表征值 ,G′越小 ,则 η测定的重现性越好 ,G′测定的重现性越差。对于较强凝胶 [( 2 ) ,G′ >0 .1Pa]和刚性链聚合物形成的脆性凝胶 ( 3 ) ,η测定的偏差很大 ,凝胶越强 ,则G′测定的重现性越好。对于结构易破坏的脆性凝胶 ,振荡法测量 (G′、G″、η )是表征相对强度的适当方法。Pt(TGU值 )测定的重现性很差且有不少困难问题 ,因此不能用作凝胶性能的基础数据。

疏水缔合聚合物凝胶调剖剂在陆9K_1h油藏的应用

针对油水层复杂、渗透率高、含水上升快的陆9K1h油藏,在室内通过筛选增粘能力和抗剪切能力较强的疏水缔合聚合物作为调剖用凝胶主剂,采用酚醛类作为交联剂,研制的凝胶体系(AP-BC)表观黏度可达11×104mPa.s,并具有较好的稳定性;经多孔介质剪切后凝胶成胶时间延长50%,胶体强度降低小于10%,稳定性更好,老化5个月未见脱水现象;在相同渗透性的油、水饱和的填砂管实验中,AP-BC凝胶更易封堵水层。由于陆9K1h油藏具有底水、薄层的特点,因此采用了"垫+调+堵"多段塞深部封堵的工艺,通过逐渐提高弱凝胶的强度,促使高强度堵剂得到合理的放置,实现对高渗透大孔道的封堵作用,提高注水开发的波及效果。现场试验表明,7个井组中,对应油井在调剖后第2个月到第6个月期间见到了明显增油效果。

溶胶─凝胶法制备无机/有机聚合物杂化材料的进展

介绍了溶胶─凝胶法制备无机/有机聚合物杂化材料的原理和基本过程,对杂化材料的制备方法和结构特点进行了概述,并预测了发展方向。