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。

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。

低渗透油藏Cr^(3+)聚合物凝胶渗流特性及其作用机理

大庆头台油田源13西区块为非均质性较严重的低渗透油藏,综合含水率高,采出程度低,亟待实施大幅度提高采收率技术。以油藏工程、物理化学和高分子材料学理论为指导,以仪器检测、化学分析和物理模拟为技术手段,以大庆头台源13西区块储层和流体为实验对象,开展了Cr^(3+)聚合物凝胶组成优选及其渗流特性实验研究。结果表明:在注入水条件下,与目标油藏储层相适应聚合物相对分子质量应当小于等于800×10~4,聚合物质量浓度应当小于等于900 mg/L;与聚合物溶液相比较,Cr^(3+)聚合物凝胶具有较强黏弹性和液流转向能力,推荐目标油藏交联剂质量浓度ρ_聚:ρ_(Cr^(3+))小于等于180:1;在较高溶剂水矿化度、较低交联剂和聚合物质量浓度条件下,Cr^(3+)与聚合物分子间交联反应以"分子内"交联反应为主,Cr^(3+)聚合物凝胶黏度几乎不增加,但渗流阻力较高。

Cr3+聚合物凝胶调驱效果及作用机理

海上普通稠油油藏具有储层厚度大、非均质性强和岩石胶结强度低等特点,水驱开发效果较差.为了加快油田开发速度和提高原油采收率,以物理化学、高分子材料学和油藏工程为理论指导,以化学分析、仪器检测和物理模拟为技术手段,以渤海某油田储层地质特征和流体为研究对象,开展了Cr3＋聚合物凝胶储层适应性及作用机理研究.结果表明：随储层平均渗透率和渗透率变异系数增加,聚合物凝胶调驱增油效果变好;随聚合物凝胶注入时机提前,聚合物凝胶调驱效果变好;随原油黏度增加,聚合物凝胶调驱效果变差.

Cr^3+聚合物凝胶与水交替注入调驱作用机理--以渤海LD10-1油田为例

针对渤海LD10-1油藏减缓吸液剖面反转技术需求,通过层内非均质岩心驱替实验,发现Cr^(3+)聚合物凝胶与水交替注入工艺具有较好的增油降水效果,运用并联岩心驱替实验,从驱替过程和驱油效果两方面探讨了交替注入增油机理。结果表明,相比整体凝胶段塞注入工艺,"Cr^(3+)聚合物凝胶+水"交替注入方式具有更好的封堵和驱替效应。凝胶前置段塞对高渗透层实施封堵后,后续水段塞一方面可使弱凝胶分子线团膨胀加强封堵效果,改善后续流体的转向能力,另一方面还可增强驱替效果,减缓吸液剖面反转现象。在实际设计交替轮次数时,应考虑水段塞过多易引起高渗透层突进的问题。

Cr^(3+)聚合物凝胶动吸附特性实验研究

通过室内仪器检测,展开Cr^(3+)聚合物凝胶动吸附量及其影响因素实验研究。分析表明,聚合物和交联剂的浓度越高,岩心渗透率越低,Cr^(3+)聚合物凝胶动吸附量也越大,进而导致注入压力越高,即阻力系数和残余阻力系数越大。根据分析结果,给出了聚合物和交联剂的适宜浓度范围。

渤海油田多轮次凝胶调驱参数优化实验研究——以LD5-2油田A22井为例

LD5-2油田经过多年开发,地层非均质性逐渐增强,亟待采取强化液流转向措施来扩大波及体积,改善水驱开发效果。为了适应油田开发需要,以油藏工程和物理化学理论为指导,以仪器检测和物理模拟方法为技术手段,以LD5-2油藏地质和流体性质为实验平台,开展了多轮次调驱效果实验研究。结果表明,在三种水配制Cr3+聚合物凝胶中,除垢水凝胶黏度较大,液流转向能力较强,调驱增油效果较好;随聚合物浓度增加,Cr3+聚合物凝胶黏度增大,液流转向能力增强,采收率增幅增加;在Cr3+聚合物凝胶段塞尺寸相同条件下,采用多个凝胶小段塞与水交替注入方式可以减少驱油剂用量,获得了较好的驱油效果。

沈84-安12块调剖剂与驱油剂配伍性实验研究

针对辽河油区沈84块储层非均质性特征、储层物性和流体性质特点,运用室内实验方法与物理模拟手段,考察了Cr3+对二元复合体系粘度、界面张力和阻力系数等特性的影响,其目的是评价Cr3+聚合物凝胶与二元复合体系配伍性以及Cr3+在改善二元复合体系性能方面作用。结果表明,Cr3+的加入对二元复合体系粘度和界面张力影响不大,但阻力系数和残余阻力系数却明显增加。这不仅显示出Cr3+聚合物凝胶与二元复合体系间良好的配伍性,还表明Cr3+可以使聚合物溶液在沈84块油田地质条件下形成"分子内"交联体系。该体系注入油藏后可达到增大流动阻力、增加注入压力的目的,对改善二元复合体系增油效果具有重要意义。

江苏油田聚合物驱油效果及影响因素实验

江苏油田具有油藏温度高、注入水矿化度高和非均质性严重等特点，油田开发现已处于特高含水开发阶段中后期，迫切需要采取进一步提高原油采收率措施。近年来，随着聚合物驱和Cr3＋/HPAM凝胶调驱技术的日益成熟，为高温高矿化度油藏聚合物驱和Cr3＋/HPAM调驱提供了物质保障和技术基础。针对江苏油田开发实际需求，利用理论分析、仪器检测和物理模拟方法，对适合江苏油田水质和油藏温度的Cr3＋/HPAM凝胶配方进行了筛选，对聚合物凝胶在多孔介质内的流动特性进行了评价，对聚合物驱油效果及其影响因素进行了物理模拟。结果表明，聚铬比、聚合物浓度和岩心渗透率是影响凝胶注入能力的主要因素，“调剖＋聚合物驱”要比单一“聚合物驱”增油效果好。推荐江苏油田采取“大庆抗盐”聚合物和“调剖＋聚合物驱”段塞组合方式，段塞尺寸0.38～0.57 PV。聚合物溶液聚合物浓度1 200～1 400 mg/L，聚合物凝胶聚合物浓度Cp=1 400～1 600 mg/L，聚铬比 60∶1～120∶1。

高温高矿化度油藏聚合物调驱技术研究

江苏油田具有高温、高矿化度和非均质性严重等特征,目前油田已处于特高含水开发阶段中后期,迫切需要采取进一步提高原油采收率的技术措施。近年来,随着Cr3+/HPAM凝胶调驱技术的日益成熟,开发出适合高温、高矿化度油藏的Cr3+/HPAM凝胶,已具备了物质和技术基础。针对江苏油田开发的实际需求,利用仪器检测和现代物理模拟方法,对适合江苏油田流体性质和油藏特征的Cr3+/HPAM凝胶配方进行了筛选,并对凝胶在多孔介质内的流动特性和调驱效果进行了实验研究。结果表明,聚铬比、聚合物质量浓度和岩心渗透率是影响凝胶注入的主要因素,"调剖+聚合物驱"要比单一的聚合物驱增油效果好。

低渗透油藏液流转向剂传输运移能力与驱油效率

大庆头台油田源13西块PI组油层为处于高含水开发期的低渗透油藏,亟待扩大低渗透层波及体积。以高分子材料学、物理化学和油藏工程等理论为指导,以化学分析、仪器检测和物理模拟等为技术手段,以多测压点长岩心各个区间的压差和驱油效率为评价指标,以目标油藏的储层和流体为模拟对象,开展了深部液流转向剂传输运移能力和驱油效率物理模拟实验。结果表明:在聚合物浓度相同条件下,与聚合物溶液相比较,Cr^(3+)聚合物凝胶在储层岩心内传输运移能力较差,但二者差异并不明显;随岩心渗透率减小,转向剂传输运移能力变差;当渗透率小于100×10^(-3)μm^2后,转向剂传输运移能力和驱油效率都明显减小;在聚合物相对分子质量和质量浓度相同条件下,与聚合物溶液比较,Cr^(3+)聚合物凝胶驱油效率较高,技术经济效果较好。