速溶聚合物及其Cr^(3+)凝胶渗流特性

与陆地油田相比较,海上平台空间狭小,对聚合物配注设备工艺和聚合物溶解速度提出了更高要求。依据海上油田矿场实际需求,本文针对渤海主要油田油藏地质和流体条件,对"速溶"聚合物产品的溶解性及其聚合物溶液和Cr3+凝胶黏度特性、流变性、黏弹性、分子线团尺寸和渗流特性进行了研究。实验结果表明,在渤海主要油田油藏温度和溶剂水矿化度条件下,"速溶"聚合物溶解性优于"高分"聚合物,同时表现出较强的增黏性、流变性和黏弹性。与聚合物溶液中"线性支链状"聚集体相比较,Cr3+聚合物凝胶内聚合物分子以"局部网状"聚集体为主,柔性变差,刚性增强,渗流阻力增加。在后续水驱过程中,注入水稀释作用导致滞留岩心孔隙内Cr3+聚合物凝胶分子线团尺寸Dh增加,其增加的渗流阻力大于因部分滞留聚合物离开岩心而减小的渗流阻力,这导致Cr3+聚合物凝胶注入压力升高,残余阻力系数大于阻力系数,表现出与聚合物溶液不同的渗流特性。

海上油田速溶聚合物调驱体系室内实验研究

针对目前渤海油田传统调驱体系中聚合物溶解速度慢、调驱设备占用空间大的现状,优选出适合渤海Q油田的速溶聚合物调驱体系配方,并考察了速溶聚合物P03与有机铬交联剂GD的成胶性能、调驱体系的耐温抗盐性及长期稳定性。室内实验结果表明:速溶聚合物P03在溶解时间15 min时黏度释放达80%以上;当P03/GD=(800 mg/L^1 500 mg/L)/(600 mg/L^1 000 mg/L)时,速溶调驱体系具有良好的成胶性能和长期稳定性能;SEM扫描电镜测试表明,速溶调驱体系溶液中存在明显的三维网络聚集体结构。速溶调驱体系的研究有望解决传统聚合物溶解速度慢、占用空间大的不足,可以简化调驱设备,节省海上平台空间。

适用于海上S油田的速溶聚合物室内实验研究

针对海上平台空间狭小、聚合物溶解速度较慢的问题,通过溶解时间、粘浓关系、老化稳定性、流变性以及成胶性的测定,对一种速溶聚合物进行评价。通过实验测试,分析结果表明:该速溶聚合物具有很好的溶解性与增粘性,在20~25min内即可达到溶解平衡,能够有效节省海上平台的空间与时间,耐温性、抗剪切性较好,浓度为2000mg·L^(-1)时,聚合物溶液在经过高温、剪切、老化后粘度保留率最大,适合海上S油田的油藏环境,聚合物溶液呈粘性,但是在老化过程中具有弹性响应,且能够成胶,具有作为调剖堵水剂的价值。

海上平台驱油聚合物加速溶解装置研究与性能评价

针对海上平台驱油所用聚合物溶解时间长,配注系统体积大,与海上平台承重及空间有限相矛盾的问题,设计了基于强制拉伸作用的海上平台驱油聚合物加速溶解装置。通过两级速溶环相对运动使聚合物溶胀颗粒表层的溶胀层被剥离,内部未溶胀部分快速的与水接触,增加与水接触的比表面积,提高水聚双向渗透速度,从而缩短聚合物溶解时间。运用Fluent数值模拟研究了装置内部流体流动规律和压力分布情况。在单一过流通道中,越贴近壁面,速度矢量就越大,切应力越强,对聚合物溶胀颗粒的横向拉伸作用越强;在下定齿与动齿之间的活动间隙处,静压损失最高,装置动压达到最大值,对聚合物溶胀颗粒强制拉伸,加速聚合物溶解。现场测试结果表明,经过速溶装置后,聚合物AP-P4的基本溶解时间由80 min缩短至40 min左右,黏度保留率达90%以上,且基本溶解时溶液黏度相差不大。

搭载西他列汀的速溶型聚合物微针的制备与性能评价

全球肥胖/超重人数急剧上升,逐步成为一个全球公共卫生难题,因此迫切需要有效的治疗手段。本研究设计了一种新型治疗肥胖的西他列汀模型药物速溶型聚合物微针阵列贴片(sitagliptin-PVP/PVA-microneedles,SGN-PVP/PVA-MN),重点研究了该贴片的制备工艺,对微针阵列的形貌尺寸进行了表征,并探究了SGN-PVP/PVA-MN的力学性能、皮肤穿刺性能、溶解性能以及药物扩散性能。结果表明SGN-PVP/PVA-MN具备良好的形貌和力学性能,能够有效穿透皮肤角质层并开启微通道,实现药物的迅速透皮扩散。体外药物透皮扩散试验表明SGN-PVP/PVA-MN在2 min内释放了64.5%的药物,在10 min内释放95.7%的药物。SGN-PVP/PVA-MN具有快速溶解特性和较高药物扩散效率,可为肥胖症患者提供一种有效、安全的治疗选择。

聚合物管道在线溶解试验装置设计及研发

为考察适用于海上油田应用的海水速溶聚合物ZJ-SR快速溶解特性,配套研发一种1000m管道模拟聚合物在线溶解试验装置,主要包括:氮封密闭聚合物干粉分散及母液配制系统、聚合物母液稀释系统、1000m DN70循环管道模拟在线流动溶解系统。用于模拟矿场配注聚合物过程,通过不同溶解时间在线取样,检测聚合物溶液粘度、不溶物,实时观测注聚管道中聚合物在线流动状态和溶液稳定性,验证海水速溶聚合物可在注聚管道实现30min快速完全溶解。

油田调驱用聚合物溶解时间测定及成胶情况评价实验

分别采用电导率法和流变仪测黏度法定量确定了速溶干粉聚合物的溶解时间,避免了常用方法测干粉聚合物溶解时间时存在的取样差异和人为测试操作的误差问题。结果表明,速溶干粉聚合物适用于油田调驱,它比常规干粉聚合物相对分子质量小,溶解速度快,可减少胶液配置时间,精简调驱剂配制流程;也比乳液聚合物用量少,能节约作业施工成本,而且成胶强度和稳定性均能达到现场施工要求。

海水速溶型AM/AA/AMPS三元共聚物驱油剂的合成及性能

以丙烯酰胺(AM)、丙烯酸(AA)和2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)为聚合单体,在模板存在的条件下,合成一种海水速溶聚合物。对反应体系的引发剂浓度、引发温度、单体浓度、模板聚合物浓度以及助剂浓度对分子量的影响进行了研究,结果表明:在引发剂质量分数为0.01%、引发温度10~15℃、单体质量分数为20%、模板聚合物质量分数为0.2%、甲酸钠质量分数为0.2%时,获得的海水速溶聚合物的分子量最大;对海水速溶聚合物与普通线性聚合物及疏水缔合聚合物的溶解性能进行了比较,结果发现:海水速溶聚合物溶解时间约20 min,而另外两种聚合物溶解时间大于60 min;驱油实验结果表明:海水速溶聚合物的驱油效率比普通线性聚合物高2.26%。

非均相海水速溶粘弹驱油体系设计及研究

本研究针对高盐、高矿化度海上油田,开展非均相海水速溶粘弹驱油体系设计及性能优化。研发的海水速溶聚合物ZJHP通过分子改性,赋予聚合物微嵌段结构,在海水中30min内快速溶解,粘度保留率达到85%以上;研发的粘弹颗粒驱油剂ZJWQ通过多官能团引发、控制交联度,形成三维网络与高分子支化链共存结构,ZJWQ初始粒径200μm,吸水膨胀,在海水中分散透明无沉淀,具有深部液流转向、扩大波及体积作用。非均相海水速溶粘弹驱油体系能够发挥速溶聚合物与粘弹颗粒的协同作用,由海水速溶聚合物ZJHP与粘弹性颗粒驱油剂ZJWQ按照0.15%的浓度百分比等体积复配(0.15%ZJHP+0.15%ZJWQ)形成,岩心驱油效率评价提高采收率27.74%,高于单一ZJWQ、ZJHP驱油效率。海上油田应用实例表明,驱油体系增油降水效果明显。

海上油田深部调剖体系的研究与应用

海上油田采用深部调剖技术来改善水驱开发效果、提高采收率。速溶聚合物在简单设备条件下能够快速溶解于海水中,释放粘度。对该速溶聚合物速溶性及速溶后的海水基溶液与交联剂形成的深部调剖体系性能进行了评价,结果表明,各项性能指标能满足海上油田深部调剖的要求。把该深部调剖体系应用到海上CB6C平台上进行现场先导性试验,实现了速溶聚合物的速溶、调剖体系的均匀混合、调剖体系的连续注入。施工不受海况影响,从而满足了海上油田深部调剖的需要,取得了预期的效果。

海上J油田二元复合驱体系性能改进及应用

海上J油田聚驱后开展二元复合驱实验,已累计实施8井次现场施工,并取得了较好的效果,截止到目前累计增油100×10~4m^3。但同时也出现了部分问题,如井口注入压力接近流程上限、受益井含水上升速度快等,严重影响了近年来化学驱开发效果。因此以二元复合驱体系为研究对象,通过筛选和评价得到性能改进的二元驱油体系,与现场实际使用体系进行性能对比。结果表明,改进二元驱油体系可以有效减少干粉溶解时间,并获得较高黏度,可以很好的分散乳化原油,剪切黏度保留率高。物模驱油实验结果显示,改进二元体系与现场使用体系相比较可以提高采收率值1.54%,体现较好的驱油效果。现场实验证明在相同的注入条件下,新体系溶解速度快、效果好,可以维持比较高的溶液黏度,入井液与原有体系相比提高黏度13%。

渤海Z油田聚驱后期增效体系优选研究

对于非均质性严重的油藏,若化学驱阶段一直采用单一的聚合物作为驱替介质,则较易发生剖面反转,使注入液沿高渗层突进,低渗层少进或不进,一旦水流优势通道形成,含水将快速回升,导致聚驱有效期短,效果变差,聚驱效率变低。为了提高聚驱效率,研制了在渤海Z油田聚驱中后期能够发挥"调"和"驱"协同增效作用的高粘界面活性聚合物体系以及速溶交联聚合物增效体系,并通过室内实验对2种体系及普通AP-P4聚合物进行溶液性能、注入性及驱油性能的对比研究,从而优选出了更适合渤海Z油田的聚驱中后期增效体系,达到改善注聚开发效果、提高聚驱采收率的目的。研究结果表明:高粘界面活性聚合物及速溶交联聚合物体系均具有较好的耐温性能、增粘效果及注入性,高粘界面活性聚合物界面活性较强,速溶交联聚合物体系具有良好的成胶性能,均符合现场施工要求。3种体系驱油效率从高到低依次为:高粘界面活性聚合物系>交联聚合物增效体系>普通聚合物AP-P4体系,推选高粘界面活性聚合物作为渤海Z油田聚驱中后期调驱增效技术体系。