一种插层聚合纳米复合材料的调堵特性研究

针对苛刻油藏条件下对调剖堵水材料性能要求越来越高的现状，利用烯丙基单体和黏土以及实验室自制的层间修饰剂、扩链剂形成插层聚合纳米复合材料CAG，研究其调堵性能。性能评价结果显示其在80～140℃条件下老化30d，断裂应力变化不大。在140℃条件下，断裂应力变化仅为3.2%；断裂应力和有效黏度基本不受实验用水矿化度的影响；在剪切速率为 10s^-1条件下，基液黏度为39.54mPa·s；在裂缝条件下的封堵强度为23.6MPa，压力梯度为0.393MPa/cm，封堵率为98%；在三层非均质岩芯中的采收率实验中，比水驱采收率增加了5%。插层聚合纳米复合材料CAG具有耐温抗盐能力强、注入压力低、封堵强度大的优点，成功地解决了调堵剂注入性能与封堵性能的矛盾，是一种具有广阔发展前景的调堵材料。     

聚合物微球粒径与岩芯孔喉的匹配关系研究

根据岩芯孔喉基本计算公式,计算岩芯的平均孔喉直径,通过吸水膨胀后不同大小聚合物微球在岩芯中的封 堵效果,研究了聚合物微球大小与岩芯孔喉的匹配关系,确定了聚合物微球在岩芯中具有稳定封堵性能时微球粒径与 岩芯孔喉直径的比值范围。从聚合物微球吸水膨胀性能、剪切前后微球粒径变化、不同大小聚合物微球在岩芯中的封 堵效果、与岩芯匹配后的聚合物微球调剖作用对水驱采收率的影响几个方面,研究了聚合物微球大小与岩芯孔喉的匹 配关系,从而为聚合物微球调剖体系大小选择提供实验依据。研究表明,当聚合物微球粒径与岩芯孔喉直径比值在 0.33～1.50 时,聚合物微球可以在岩芯中形成稳定的封堵能力,当聚合物微球粒径与孔喉直径比值在1.20～1.50 时,聚 合物微球兼具良好的运移能力和封堵效果。     

耐温耐盐聚合物堵剂的制备及性能研究

针对高温高矿化度地质条件特点，合成了对苯乙烯磺酸钠–2–丙烯酰胺基–2–甲基丙磺酸–膨润土聚合物堵剂。采用不同浓度盐溶液、使用温度及时间评价其耐盐耐温性能，优化了携带液体系，采用岩芯模拟实验考察堵剂封堵效果及耐冲刷性能。结果表明：该堵剂在80130 ℃恒温放置60 d 后树脂的吸水率和强度基本保持不变，树脂耐温性能良好；在质量分数30% 的模拟盐水溶液中吸水率仍可达12.00 g
g..1，树脂的耐盐性能良好；树脂在含水40% 的乳化油中3 h 不膨胀；岩芯实验测定聚合物堵剂在高渗和中渗通道中封堵率达到99.96% 和96.41%，经30 PV 水长期冲刷封堵率仍可达95.12% 和94.43%。     

ASS－1屏蔽暂堵钻井完井液体系的实验研究

根据现场实际钻井过程,在实验室模拟ASS-1钻井完井液体系对储层岩芯进行动、静态伤害,岩芯渗透率平均恢复率可达到89%,经高压气体反向驱排之后恢复率可以提高到93%,滤饼的脱落压力小于1.0MPa,表明该体系只对储层产生轻微伤害,暂堵颗粒与储层孔隙直径相匹配,变形材料与暂堵剂、储层等配伍性良好,还可以通过储层自身压力实现解堵;岩芯从伤害端切除长约1cm后,岩芯渗透率的恢复率大幅度上升,平均可达137%,表明钻井液对岩芯的伤害深度在1cm以内;最后对岩芯不同部位通过电镜扫描,发现岩芯内部孔隙或喉道内没有任何固相颗粒侵入,进一步证明ASS-1体系的暂堵保护只发生在岩芯表面。研究认为,ASS-1钻井完井液体系选用适当粒度级别的碳酸钙作为暂堵剂是合理的,暂堵只是在井壁表面,达到了保护储层的目的,并且进一步拓宽了ASS-1体系的使用范围。     

渗透率及含油饱和度对泡沫性能的影响研究

针对油层渗透率和含油饱和度的不同使同种泡沫体系的起泡能力和封堵能力有较大差异,开展了不同渗透率 和含油饱和度条件下泡沫体系的起泡能力和封堵能力研究。研究依靠室内驱替实验测定压力表读数,计算不同渗透 率和含油饱和度条件下的阻力系数。结果表明：随着渗透率的增加泡沫起泡能力增加、封堵能力变好,当渗透率大于 463 mD 后,渗透率对起泡能力和封堵能力的影响变小;同时随着运移位置的增加阻力系数降低,泡沫体系起泡能力小 于消泡能力,封堵能力变差;而随着含油饱和度的增加泡沫起泡能力和封堵能力逐渐降低,但在不同含油饱和度条件 下降低幅度不同,可以分为3 个阶段：缓慢下降、急剧下降和平衡阶段,在含油饱和度低于33% 情况下,阻力系数高于 23,此时起泡能力强、封堵性能好。为下阶段研究泡沫驱在油田的开展奠定了理论基础。     

孤岛中二区低张力泡沫驱油体系性能研究

以孤岛中二区油藏为目标区块,研制了适合油藏条件的低张力泡沫驱油配方,通过泡沫性能评价、泡沫体系与地层油水界面性能测定及物理模拟试验,研究了低张力泡沫体系的泡沫性能、油水界面性能及泡沫体系在多孔介质中的封堵能力、提高采收率的能力、驱替过程中产出液含水变化及注采压差变化。试验证明,低张力泡沫体系集合了泡沫及活性剂驱油体系的特点,具有强调剖及强洗油的双重作用,泡沫的高视黏度及选择性封堵提高了驱油体系的波及面积,低张力泡沫体系的高界面活性提高了驱油效率,减少了油藏的残余油的存在,使泡沫体系更稳定,注入低张力泡沫体系后,综合采收率提高28%。     

纳微米聚合物颗粒分散体系微孔滤膜流动特征

为了评价纳微米聚合物颗粒分散体系在低渗透油藏中的流动特征,利用微孔滤膜模拟低渗透油藏的喉道,采 用激光粒度仪和微孔滤膜过滤装置,对其流动特征及其影响因素进行了研究。结果表明：水化时间小于120 h 时,聚 合物颗粒的封堵作用较强;水化时间大于120 h 后,聚合物颗粒逐级调驱能力增强;随着压力差增大,聚合物颗粒储层 深处逐级调驱的效果增强,压力差大于0.15 MPa 后,逐级调驱效果增加的速度明显加快;随着滤膜孔径减小,聚合物 颗粒过滤速度急剧降低,在0.45,0.80µm 微孔滤膜上粒径为1.68µm 聚合物颗粒具有很强的封堵能力,而在3.0 µm 微 孔滤膜上具有较强的储层深部逐级调驱效果;随着聚合物颗粒浓度增加,储层深部逐级调驱效果变弱,颗粒浓度增至 2.0 g/L 后,聚合物颗粒已经没有深部逐级调驱的效果。     

用于低渗透油田的腐殖酸高温堵剂研究

主要研究了一种耐高温体系，该体系由腐殖酸钠、甲醛，增强剂和0.02％的HPAM溶液四部分组成，考察了腐殖酸钠质量分数、甲醛质量分数、pH值、矿化度的变化对堵剂性能的影响，通过正交实验得出堵剂的最优配方并对该配方进行了评价。结果表明，该堵剂基液初始粘度为10mPa·s，易于输送和泵入，成胶时间18h，成胶后的强度为0.087MPa，最佳适用的pH值范围为7～9，具有良好的耐温抗盐能力、长期稳定性、封堵性能及廉价等优点，在高温低渗透油田具有广阔的应用前景。     

聚合物驱后双液法固定技术试验研究

聚合物驱后恢复水驱,由于不合理的流度比造成后续注入水迅速沿高渗透层突破进入油井,使油井很快水淹。针对这一情况,通过平板模型驱油试验,研究了聚合物驱后双液法固定技术。研究得出:聚合物驱后采用双液法注入固定剂溶液,可以充分固定地下高浓度聚合物溶液,形成的冻胶体系可以有效封堵这部分高渗透孔道,迫使后续注入水进入中、低渗透层,提高了聚合物驱后的原油采收率;聚合物驱后若恢复水驱,通过絮凝和双液法固定技术,可以充分絮凝低浓度聚合物溶液,并有效固定高浓度聚合物溶液,该技术对于高渗透层的封堵十分有效,使注水剖面得到较大程度的改善,提高了后续水驱的波及系数,从而提高了水驱的原油采收率。     

基于真实岩芯刻蚀模型的缝洞油藏水驱油机理

首先提出了采用全直径岩芯对剖刻蚀缝洞网络系统的物理模拟方法研究缝洞油藏注水驱油机理, 然后再通过冷冻对剖拆开的方式观测缝洞网络中剩余油分布状态的基本思想。通过基于真实岩芯刻蚀模型的缝洞型油藏水驱油机理研究, 考察了不同流体黏度、 不同含水饱和度对缝洞体油藏衰竭采收效果的影响, 同时考察了不同流体黏度、 不同注入速度、 不同原始含水饱和度等多方面因素对水驱油效果的影响, 总结了缝洞模型的注水驱油规律, 同时通过所获得的水驱油之后冷冻岩芯模型剩余油水直观图像, 分析了水驱前后的油水的分布规律和原因。对缝洞体油藏水驱油机理研究具有借鉴意义。     

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。     

聚丙烯酰胺凝聚剂的研究

为了解决聚驱油田转后续水驱阶段地层滞留聚合物再利用的问题，运用微乳法制备聚丙烯酰胺凝聚剂的方法，研制出一种带有阳离子基团的体型聚合物凝聚剂，并对该凝聚剂的制备、性能进行了评价。结果表明：在聚丙烯酰胺凝聚剂的阳离子度为5%、两种溶液质量分数相同、体积比为1:1，剪切速率为170s^-1的条件下，可以提高黏度约10mPa·s；在80℃水浴恒温4h，黏度降低率仅为3%；在氯化钠用量达到1%时，溶液中复合体系的黏度仍为32.9mPa·s。新型凝聚剂有显著的增黏效果和深部调驱意义。     

可动凝胶调驱技术在普通稠油油藏中的应用

针对蒙古林稠油油藏粘度高,注水开发后含水上升快,产量迅速递减的实际,提出了应用可动凝胶调驱技术。介绍了蒙古林普通稠油油藏高含水开发条件下开展的从实验室到矿场实施、到效果评价的可动凝胶调驱先导试验技术研究和应用的概况,说明了可动凝胶调驱技术同时具有剖面调整、储层深部液流转向以及驱替的作用,可以作为一种驱替方式有效解决非均质性较强的普通稠油油藏后期水驱开发问题。矿场先导试验实施5年来已累积增油5.88×10⁴t,获得良好的增油降水效果。     

AMPS抗盐弱凝胶的研究

采用AMPS系列聚合物和活性酚醛交联剂，在总矿化度为1×10⁵mg/L、二价阳离子Ca²⁺和Mg²⁺的质量浓度为2000mg/L以及温度为85℃条件下，通过室内弱凝胶成胶实验，研究了高矿化度下聚合物类型、聚合物浓度、交联剂浓度及总矿化度对弱凝胶成胶性能的影响。实验结果表明：AMPS共聚物的磺化度是影响抗盐弱凝胶性能的主要因素，高矿化度有利于AMPS共聚物与酚醛交联剂形成弱凝胶体系；聚合物质量浓度越高，形成的弱凝胶粘度越高且稳定性越好；交联剂质量浓度过高，弱凝胶的稳定性有所下降。     

耐温抗盐驱油用化学剂研究进展

综述了近年来国内外耐温抗盐驱油用聚合物和驱油用表面活性剂研究现状和取得的主要成果，驱油用聚合物研发主要通过耐温抗盐功能单体共聚的方式或特殊分子结构控制的方式提高其耐温抗盐性能，已开发出缔合型、两性离子型、嵌段结构、星型结构、交联结构等系列聚合物；驱油表面活性剂研发通过合成原料优化和分子结构改进的方式已有甜菜碱型、阴非两性、挛连型等系类产品的报道和应用。深入分析了不同新型驱油用化学剂产品性能及应用前景，提出了我国耐温抗盐驱油剂的下步主要攻关方向。     

CO2 驱替沥青质原油长岩芯实验及数值模拟

针对CO2 驱油过程中出现的沥青质固相沉积现象，综合考虑注气过程中沥青质在多孔介质中的沉积、吸附及堵塞效应，建立了CO2 驱替含沥青质原油多相多组分渗流模型。以长岩芯实验为基础，拟合实验数据表明使用本文建立的模型计算的采收率与实验值更接近。同时对CO2 气驱过程中沥青质沉积规律进行了探讨，模拟研究表明，注入CO2 过程中，沥青质沉积首先发生在注入端；沥青质吸附也首先发生在注入端，但随着注入气量的增加，存在解吸附过程；沥青质沉积前缘与注气前缘一致，说明注入CO2 是导致原油中的沥青质沉积的主要原因。     

抗盐聚合物分子集聚影响因素及其渗流特性

利用电镜扫描方法研究了驱油用抗盐聚合物ASPAM和部分水解聚丙烯酰胺PHPAM溶液的分子聚集现象；模拟现场聚合物注入过程，分析了聚合物溶液质量浓度、配制水矿化度、多级过滤和机械剪切作用对聚合物分子聚集体的影响；通过岩芯实验，分析了ASPAM的渗流特性。结果表明，ASPAM显示了分子的聚集状态，达到聚集状态后其粘度显著提高；ASPAM较PHPAM具有优异的抗盐和抗剪切性，在多孔介质中的动态滞留量更大。实验研究对现场应用抗盐聚合物驱油，以及聚合物的改性具有指导意义。     

新型交联酸液体系的研制及其应用

针对滩坝砂低渗透油藏渗透率低、储量规模大、储层物性差、非均质严重、层间差异大等地质特点，研制了新型地面交联酸液体系，通过室内交联和破胶实验，筛选出了能在强酸性条件下交联，成本较低的稠化剂和交联剂，并配制了交联酸进行室温成胶和破胶实验，确定了室内最优的交联比和聚合物黏度，加入添加剂配制成交联酸体系，分别进行成胶、破胶、缓蚀、助排、耐温实验。新型地面交联酸液体系具有高黏度、低滤失，低酸岩反应速度，更大改造半径等优点，在滨10X1 井应用取得良好增产效果。