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。

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。

改善聚表剂溶液储层适应性方法及其效果评价

以油藏工程、物理化学和有机化学为理论指导,以仪器分析、化学分析和物理模拟为技术手段,以大庆油区储层和流体为研究对象,以抗盐聚表剂溶液粘度、流变性、粘弹性、界面特性、分子线团尺寸、分子聚集体形态和注入压力等为评价指标,开展了改善聚表剂溶液储层适应性方法及其效果实验研究。结果表明,在大庆污水或清水条件下,聚表剂分子间缔合作用完全消失所需β-环糊精的最低质量分数为0.065%。随着β-环糊精质量分数的增加,聚表剂分子链间缔合作用减弱,连接各个聚集体的支链变细,呈现松散分枝状结构,进而造成聚表剂溶液粘度降低和粘弹性减弱。随着β-环糊精质量分数的增加,聚表剂溶液中聚表剂分子线团尺寸减小,与其相匹配岩心孔喉尺寸降低,适应渗透率范围增加。

调驱剂类型及其注入方式对增油降水效果影响

与矿场常用聚合物凝胶相比,聚合物微球具有堵大不堵小,粒径分布较窄等优点,由此表现出"封堵-运移-封堵"的独特渗流特性。同时,聚合物凝胶封堵效果好,液流转向效果明显,不过对低渗层有一定伤害,存在剖面反转现象。为满足矿场实际需要,本文初步研究了Cr^(3+)聚合物凝胶和聚合物微球两种调驱剂类型及其注入方式对增油降水效果的影响。表征实验结果表明,AST聚合物微球初始粒径中值在2μm左右,水化240h后膨胀倍数大于8;同时,AST聚合物微球的粒径分布较窄,微观形貌为不规则球形;Cr^(3+)聚合物凝胶分子线团尺寸粒径分布较宽,微观形貌为片网状结构。岩心驱替结果表明,在渗透率为Kg=500×10^(-3)m^2、1700×10^(-3)m^2和4500×10^(-3)m^2的三层非均质岩心条件下,段塞尺寸为0.1PV时,Cr^(3+)聚合物凝胶与水交替注入采收率增幅为12.8%,好于单一注入方式;调驱剂注入顺序结果表明,先注微球后注凝胶的注入顺序的采收率增幅为9.4%,好于先注凝胶后注微球。