高温高矿化度油藏提高采收率用聚合物驱油剂研究

为满足高温高矿化度油藏继续提高采收率的需求,室内以丙烯酰胺、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、长碳链疏水单体和刚性单体为合成原料,制备了一种耐温抗盐型聚合物驱油剂KWY300,并对其综合性能进行了评价。结果表明,聚合物驱油剂KWY300具有良好的增黏性能和耐温抗盐性能,当溶液矿化度为133000 mg/L,老化温度为110℃时,质量浓度为1200 mg/L的聚合物溶液黏度值仍能达到80 mPa·s以上,增黏效果明显优于HPAM。聚合物驱油剂KWY300具有良好的渗流性能,在储层温度和矿化度条件下,阻力系数可以达到50以上,残余阻力系数约为10。此外,聚合物驱油剂KWY300还具有良好的驱油效果,注入PV数为0.5、质量浓度为1200 mg/L的KWY300溶液后,能使岩心水驱后的采收率继续提高16.4%,驱油效果明显优于HPAM。高温高矿化度油藏现场实施聚合物KWY300驱油措施后,区块内生产井的日产油量提升至措施前的3倍以上,含水率有所下降,起到了明显增油效果。

非均质油藏深部调驱用聚合物微球的制备及性能评价

为解决常规丙烯酰胺类聚合物微球在高温高盐非均质油藏中应用效果较差的问题,以丙烯酰胺(AM)、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)和改性环状单体(NW-1)为合成原料,以N,N-亚甲基双丙烯酰胺和有机锆作为交联剂,制备了一种具有双重交联结构的聚合物微球SAM-2,室内评价其长期热稳定性能、黏弹性能、深部运移能力、剖面改善效果以及驱油效果,分析了调驱机理,并成功进行了现场应用。结果表明,聚合物微球SAM-2在储层温度(110℃)和矿化度(10.2×10^(4) mg/L)条件下老化180 d后仍能够具备较高的黏度和良好的膨胀性能,具有良好的耐温抗盐性能和长期热稳定性能。聚合物微球SAM-2的黏弹性能较好,且具有较强的深部运移能力。注入长岩心后能够在深部区域产生有效的封堵,并能有效地改善非均质岩心的吸水剖面,注入聚合物微球后高、低渗透岩心的剖面改善率可以达到98.7%。三层非均质岩心水驱结束后注入0.5 PV聚合物微球SAM-2,可使采收率继续提高25.34百分点,调剖驱油效果较好。现场应用结果表明,M-101井采取聚合物微球SAM-2深部调驱措施后,平均日产油量提升56.8%,平均含水率降低10.1%,达到了良好的降水增油效果。

抗温抗盐水基钻井液降滤失剂研究进展

深井钻探中高温高盐环境易导致钻井液性能失效,引发井塌、井漏等事故,影响钻井安全与效率。降滤失剂作为钻井液体系中最主要的添加剂之一,通过护胶、增黏、堵塞等方式降低钻井液滤失量,达到降低地层损害、维持井壁稳定的作用。随着我国深井超深井作业量不断提高,钻遇高温高压地层、盐膏层等工况逐渐增多,抗温抗盐降滤失剂的研发已成为攻克复杂井高温钻井液技术的关键问题。概述三种抗温抗盐型水基钻井液用降滤失剂,主要包括天然高分子及改性材料降滤失剂、合成聚合物类降滤失剂和无机/有机复合材料降滤失剂。从原料组成、合成(改性)方法及产品性能等方面总结了抗温抗盐水基钻井液降滤失剂的研究成果,探讨了国内抗温抗盐水基钻井液降滤失剂的发展方向,为抗温抗盐降滤失剂的研发及应用提供理论指导。

功能单体类型及含量对耐温抗盐聚合物驱油效果的影响

针对高温高盐环境中聚合物稳定性差的问题,在胜利油田III类油藏条件下,系统对比研究了功能单体类型(AMPS、NVP和DMAM)及含量对合成耐温抗盐聚合物增黏能力、长期稳定性、渗流特征和驱油效果的影响。结果表明,在质量浓度为1500~3000 mg/L、温度为25~95℃下,聚合物AM-AMPS/20%溶液的黏度明显高于其他AMPS含量聚合物以及功能单体NVP、DMAM的聚合物AM-NVP、AM-DMAM,具有最好的增黏效果;但是当钙镁离子浓度从874.0 mg/L提高至5296.0 mg/L时,聚合物AM-DMAM/10%溶液具有最高的黏度。单体含量影响方面,AMPS单体含量越高,聚合物溶液黏度越大;而NVP和DMAM单体含量升高,聚合物相对分子质量减小,溶液黏度降低。驱油结果表明,AM-AMPS驱油采收率增幅在21.9%~24.9%,AM-NVP驱油采收率增幅在20.9%~19.8%,AM-DMAM驱油采收率增幅在22.1%~20.2%,AM-AMPS聚合物驱油能力最强(其中AM-AMPS/20%驱替采收率增幅最高为24.9%),是胜利油田III类油藏驱油潜力聚合物。

基于星型单体与RAFT相结合的超支化聚合物的合成与评价

为改变线性聚合物分子链长,高温下易剪切断链,抗温抗盐能力不足等缺点,在单体及组成一定的情况,通过改变聚合物的分子构象,采用可逆加成-断裂链转移聚合(RAFT)法,基于星型单体与RAFT相结合制备得到黏度效应低、抗温抗盐能力强的超支化聚合物EHBPS-P。性能评价结果表明,EHBPS-P抗温可达220℃,加入超支化聚合物的基浆在220℃老化后黏度降低率为66.7%(同组分线性聚合物黏度降低率达90.98%),淡水、盐水、复合盐水基浆中加量为1.0%(质量分数)时,可使钻井液的滤失量控制在10.0 mL以内,优于线性聚合物,有较好持续抗温性和长效的作用周期。

TS系列新型耐温抗盐聚合物的研究

基于分子结构设计理论 ,研究了TS系列新型耐温抗盐聚合物。这种耐温抗盐聚合物由丙烯酰胺、含强极性基团的阴离子单体和适量的疏水单体共聚合成 ,性能试验表明其耐温抗盐性能较好 ,并可满足聚合物的污水配制需要。驱油试验表明 ,在高矿化度配制水条件下 ,相对于超高分子量聚丙烯酰胺 (分子量 2 5 0 0万 ) ,耐温抗盐聚合物的驱油效率可提高6%。图 2表 1参

疏水缔合三元共聚物的合成及其性能

以丙烯酰胺、疏水单体N-十二烷基丙烯酰胺（AMC12）和极性单体2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸（AMPS）为原料，采用胶束水溶液共聚法合成了耐温、抗盐疏水缔合三元共聚物（NKP）。考察了引发温度、功能性引发剂MP和TritonX-100表面活性剂的质量浓度和单体含量对NKP性能的影响。实验结果表明，当引发温度10℃、MP质量浓度20mg／L、Triton X—100表面活性剂质量浓度120mg／L、总单体占体系质量的20％（其中，AMC12质量分数为0．8％、AMPS质量分数为5．0％）时，NKP的滤过比小于2，相对分子质量达到2．1×10^7，依靠疏水基团的缔合作用使NKP具有很好的耐温、抗盐性能，有望替代部分水解聚丙烯酰胺（相对分子质量为2．5×10^7）在高温、高盐条件下作为驱油剂使用。

抗高温耐盐型钻井液用降滤失剂的合成与性能评价

选用对苯乙烯磺酸钠(SSS)、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)、丙烯酰胺(AM)单体为原料,利用自由基聚合的方式,得到一种抗高温耐盐聚合物降滤失剂。通过傅里叶红外光谱分析(FT-IR)表明合成产物结构与设计结构相符。当降滤失剂加量为1.8%时,室温下和210℃下淡水基浆的滤失量分别为7.9m L和13.5m L;在25%Na Cl和3%Ca Cl2的盐水泥浆中,钻井液的滤失量分别为14.8m L和11.0m L。通过扫描电镜(SEM)可以分析钻井液形成的滤饼的微观结构,由此得到降滤失剂作用的机理是:当降滤失剂吸附在黏土表面时,降滤失剂可以使黏土颗粒在钻井液中分散,从而形成致密的滤饼来减少滤失量。

耐温耐盐聚合物微球性能评价

为获得悬浮性好、耐温耐盐性能优良的调剖堵水用聚合物微球,以丙烯酰胺为聚合单体、偶氮二异丁腈为引发剂、二乙烯基苯为交联剂、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠为乳化剂合成了具有三层结构的纳米/微米聚合物微球DCA,评价了微球的耐温性、悬浮性、膨胀性及调剖堵水效果。结果表明,DCA微球粒径为0.1数30μm,外壳有纳米孔隙,微球耐温高达300℃,可在115℃放置90 d。DCA在模拟地层水中静置28 h的沉降速度为0.005 m L/min,悬浮性较好。DCA微球膨胀率随着温度的升高而升高,在115℃浸泡24 h的最大膨胀率为13.83%;对三层非均质岩心调剖堵水后含水率降低5%,采收率增幅为7%。矿场试验结果表明,经微球段塞调剖后产液量和综合含水率降低、日增油效果明显。DCA微球适用于高温高盐油藏的深部调剖堵水。

耐温抗盐聚合物KY的合成及性能影响因素

采用水溶液聚合的方法合成了驱油用聚合物KY ,研究了引发温度、氨水与脲素的浓度对聚合物分子量的影响 ,以及表面活性剂的浓度对聚合物过滤因子的影响 ,并进一步评价了KY的热稳定性。结果表明 :当引发温度为 11℃、氨水与脲素的浓度为 0 .0 0 1mg/L、0 .0 0 0 2mol/L时 ,可获得高分子量聚合物KY ,该聚合物驱油剂具有很好的热稳定性 ,其性能可满足聚合物驱油的要求。

丙烯酰胺/2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸共聚物合成的逐级放大及其性能的研究

采用水溶液聚合法,选用(NH4)2S2O8-NaHSO3为氧化-还原引发体系,以乙二胺四乙酸二钠、尿素为助剂,进行了丙烯酰胺/2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AM/AMPS)共聚物合成的逐级放大实验,考察了共聚反应的放大效应及其对共聚物溶液表观黏度的影响。实验结果表明,从0.2 L小试放大到5 L模试时存在一定的放大效应,所得共聚物溶液的表观黏度降低约3.0 mPa.s,从5 L模试放大至50 L模试和1 m3中试时放大效应不明显;在95℃、矿化度为10 000 mg/L的模拟油藏盐水中,AM/AMPS共聚物具有优异的增黏性、耐温抗盐性和抗Ca2+性能,明显优于进口产品;在95℃、45 d的老化性能测试中,AM/AMPS共聚物溶液具有较高的黏度保留率,达到122.5%。

低度交联AMPS共聚物驱油体系的研究

利用中原油田研制开发的耐温抗盐聚合物驱油剂和各种交联剂 ,进行了一系列低聚合物浓度、低交联度AMPS共聚物驱油体系研究。探讨了影响交联体系性能的各种因素 ,优化筛选出了交联体系配方 ,进行了交联体系性能评价。结果表明 ,AMPS共聚物驱油体系在温度 70℃、矿化度 8× 10 4mg/l条件下具有良好的热稳定性和抗剪切性。

新型表面活性聚合物驱油剂室内性能研究

以中国石化北京化工研究院中试生产的表面活性聚合物BHJ-1为研究对象,考察了聚合物溶液浓度、温度、矿化度、剪切及高温老化对聚合物性能的影响,并与部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)进行了对比。实验结果表明,BHJ-1具有较高的表面活性和界面活性,在质量浓度为1 500 mg/L时,溶液的表面张力为35.2 mN/m,界面张力为1.0 mN/m;在江苏油田现场水和油田模拟盐水条件下,BHJ-1具有优异的增黏性、耐温抗盐性、抗剪切性及抗老化性,且在水驱采收率35.0%的基础上,可进一步提高原油采收率高达24.4百分点,高出HPAM 7.6百分点,表现出显著的驱油效果,有望应用于我国江苏油田。

疏水缔合聚合物AHAPAM的制备与性能评价

为获得耐温性能良好的疏水缔合聚合物,以丙烯酰胺(AM)、对苯乙烯磺酸钠(SSS)、N,N-二甲基十八烷基烯丙基氯化铵(DMAAC-18)为原料制备了一种两性疏水缔合聚合物AHAPAM。通过测定AHAPAM溶液的黏度优化了AHAPAM的制备条件,研究了AHAPAM的耐温抗盐性能。结果表明,在DMAAC-18和SSS摩尔分数分别为1.5%和0.6%、单体质量分数25%、引发剂((NH4)2S2O8与Na HSO3摩尔比1.2∶1)加量0.2%、反应温度45℃、p H值为9、反应时间6 h的最佳合成条件下制得的AHAPAM的临界缔合浓度值为0.19%。AHAPAM浓度高于临界缔合浓度时,聚合物疏水链间以分子间缔合为主并形成空间网状结构。AHAPAM的抗温性能良好,0.50%AHAPAM溶液在120℃、170 s^(-1)下剪切1.4 h的黏度约为90 m Pa·s。AHAPAM的抗盐性能较好,在氯化钠和氯化钙加量为18%和15%时,AHAPAM溶液的黏度约为330 m Pa·s。

驱油用耐温抗盐三元共聚物的溶液性能研究

以丙烯酰胺、少量疏水单体N-十二烷基丙烯酰胺(AMC12)和极性单体2-丙烯酰胺基-2-甲级丙磺酸(AMPS)为原料,采用胶束水溶液共聚合方法合成了耐温抗盐三元共聚物NKP。实验研究了三元共聚物NKP的耐温抗盐性能和抗剪切性能并进行了驱油效果评价。用模拟矿化水(矿化度24500mg/L,钙镁离子665mg/L)配制浓度1500mg/L的NKP溶液,溶液黏度在80℃、剪切速率7.341/s条件下测定,可以达到25.5mPa.s,经过高速剪切后,迅速降至20.5mPa.s,静置10min后升至24.2mPa.s,保留率为95%,该溶液经过30天老化后(80℃),黏度保留率为82.8%。在80℃下非均质人造岩心驱油实验中,注入1PVNKP溶液提高采收率12.3%。与相对分子质量为2500万的HPAM相比,NKP耐温抗盐性能好,抗剪切性能优异,高温驱油效率较高。

耐盐抗温水溶性聚合物AM-NaAMPS-DEAM的合成及性能研究

以丙烯酰胺（AM），2－丙烯酰胺－2－甲基丙碳酸钠（NaAMPS），N，N－二乙基丙烯酰胺（DEAM）为单体，通过在水溶液中自由基引发共聚合，合成出了AM－NaAMPS－DEAM三元共聚物。并对该三元共聚物的聚合物工艺条件，及对产物性能的影响进行了研究。初步考察了该共聚物的耐盐抗温性能。结果表明：采用本工艺可以制备出分子量大于1200万，增粘效果明显，耐盐抗温性能显著优于HPAM的三元共聚物。

耐温抗盐疏水缔合聚合物的制备与性能评价

传统的聚合物驱油剂难以满足耐温耐盐和长期老化热稳定性的要求。以N-苯乙基-N-十二烷基甲基丙烯酰胺(PEDMAM)为疏水单体、2-甲基-2-丙烯酰胺基丙磺酸(AMPS)为功能单体,与丙烯酰胺(AM)共聚制备了水溶性疏水缔合聚合物PSA,考察了最优单体(AM、AMPS、PEDMAM)质量比为83∶15∶2时共聚物的综合性能。结果表明,与传统的部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)相比,三元共聚物PSA具有良好的增黏性能、耐温耐盐性、抗剪切性、老化稳定性及驱油性能。在85℃和32 g/L矿化度(钙镁质量浓度800 mg/L)条件下,1500 mg/L PSA溶液的黏度为16.3 mPa·s;在85℃无氧条件下老化60 d后的黏度保留率>80%。室内岩心驱替实验表明,0.7 PV1500 mg/L PSA可在水驱基础上提高采收率35.05%,比相近黏度的HPAM(3000 mg/L)高12.35百分点,具有明显的驱油优势。图8表3参19.

两亲聚合物泡沫稳定性及影响因素研究

针对泡沫驱两亲聚合物起泡剂的泡沫性能及影响因素开展了室内实验研究。结果表明:与普通表面活性剂泡沫相比,两亲聚合物泡沫的起泡体积较小,但其稳定性要远远优于表面活性剂泡沫;两亲聚合物泡沫性能随着两亲聚合物浓度的变化存在一个最优值,炼化Ⅰ型两亲聚合物在浓度为1.5 g/L时,其泡沫性能最优,且该泡沫体系具有良好的耐温、抗盐性;在高剪切下(转速大于4000 r/min)或煤油含量超过20%后,该泡沫体系的泡沫性能变差。

中低渗透高温高盐油藏驱油共聚物P(AM/AMPSNa/AANa)的合成及性能

在中低渗透高温高盐油藏聚合物驱技术中,超高相对分子质量聚丙烯酰胺(HPAM)存在不易注入、剪切降粘显著和耐温抗盐性能差等问题。本文以丙烯酰胺(AM)和2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)为单体,采用过硫酸胺(NH4)2S2O8和甲基丙烯酸N,N-二甲氨基乙酯(DMAEMA)作为支化结构复合引发体系,通过共聚后水解工艺,合成含支化结构耐温抗盐驱油共聚物P(AM/AMPSNa/AANa)。研究了引发温度、链转移剂用量、引发剂用量对共聚物特性黏数的影响,并通过红外光谱(IR)和13C NMR表征了产物结构。筛选特性黏数1915 m L/g左右的共聚物,进行性能评价。实验结果表明,共聚物具有优异的耐温抗盐性能、抗剪切性能、抗老化性、注入性和驱油性能,可应用在中低渗透高温高盐油藏三次采油中。

抗温耐盐型水溶性高分子在钻完井领域应用的研究进展

抗温耐盐型水溶性高分子材料是实现深井、超深井钻完井施工的关键材料之一。从水溶性高分子结构设计角度出发,着重介绍了所涉及的多种结构设计方式、抗温耐盐机理以及水溶性高分子材料在钻完井领域的应用,同时对钻完井用抗温耐盐型水溶性高分子材料的技术和应用发展趋势进行了展望。