聚合物不熟化配注工艺可行性试验研究

为了简化聚合物配注工艺、降低地面投资、提高聚合物溶液的有效黏度,开展了聚合物不熟化配注工艺的可行性试验研究。试验结果表明,不熟化的聚合物溶液,聚合物分子呈溶涨卷曲状态,能大幅度减少机械降解和生物降解的影响,有效提高聚合物溶液的黏度。不熟化的聚合物溶液,到达注聚井井底时,形成了完全溶解的均匀溶液,能够满足注聚需要。采用聚合物不熟化配注工艺,可以大幅度降低地面基建投资,节省大量的人力和物力。     

阳离子对聚合物溶液黏度损失的影响机制

研究Na^+、Ca^2+、Mg^2+等阳离子对聚合物溶液黏度的影响机制,考察不同离子质量浓度对聚合物溶液黏度的影响,利用扫描电镜对聚合物微观形貌进行分析,利用凝胶色谱-示差折光检测器对聚合物相对分子质量进行检测,采用分子动力学模拟研究阳离子对聚合物分子构型的影响。结果表明:Na^+质量浓度高于5 g/L、Ca^2+和Mg^2+质量浓度高于0.4 g/L,聚合物黏度损失超过70%;外加阳离子条件下,聚合物相对分子质量变化不大,但均方回转半径降低;阳离子导致聚合物溶液黏度降低的主要原因是阳离子与聚合物分子链内的带负电基团的静电吸引作用造成对聚合物分子链的压缩,从而使聚合物分子链卷曲、收缩。     

污水配制污水稀释聚合物溶液黏度影响实验研究

为了研究渤海油田聚合物驱中产出污水对配制新鲜聚合物溶液性能的影响,通过室内模拟方法,研究了高温高盐条件下(82℃、矿化度为10×10~4mg/L),产出污水中残留聚合物浓度、乳化油含量及固体悬浮物含量等因素对聚合物干粉溶解及目标液性能的影响。实验结果表明:随着污水中残聚浓度的升高,所配制的聚合物母液及溶液的表观黏度增大、抗剪切作用增强;当残聚浓度大于600 mg/L时,母液黏度提高率在10%以上;随产出污水中含油及悬浮物浓度的增加,聚合物溶液抗剪切作用增强,而溶液黏度先呈缓慢降低的趋势。当污水含油量与悬浮物浓度超过100 mg/L时,所配制的聚合物母液和目标液黏度都快速下降。"污配"对母液和目标液的溶解、黏度及抗剪切作用产生了较大的影响,因此,在利用保聚污水配聚回注地层时,应尽可能保留残留聚合物而严格控制污水中含油和悬浮物的含量。     

注聚合物站自动控制系统可靠性设计

提出了提高注聚合物站自动控制系统可靠运行的方法。主要包括：选择高可靠性的主控单元,选择高性能的一次仪表和执行机构,设置完善的故障报警系统,提高采集现场各种信号的可靠性,提高执行机构执行命令的准确性。应用实践证明,这些方法的采用对提高系统的可靠性运行是行之有效的。     

两类聚合物溶液黏度在岩心渗流方向上的分布研究

为更清晰地认识聚合物溶液在油藏深部黏度的作用,以胜利孤东七区油藏非均质强、储层结构疏松为条件,开展了各种长度下岩心聚合物溶液渗流实验。在岩心出口端取采出液,研究两类聚合物溶液在近井和油藏深部黏度分布特性。结果表明:相同注入速度下,质量浓度为1 500 mg/L的聚合物HJ、B4以及DH5溶液黏度保留率分别为0.817,0.815,0.335,要高于质量浓度为1 800 mg/L的值;相同浓度的聚合物溶液,注入速度越高,黏度略微下降,变化并不明显;部分水解聚丙烯酰胺聚合物HJ和B4在油藏深部(20%～80%)黏度保留率分别为0.642,0.443,比相同质量浓度DH5略高。     

等粘度聚合物溶液对驱油效果影响研究

通过室内物理模拟实验,设计等黏度驱替实验中两种不同相对分子质量(1.9×107和2.5×107)聚合物溶液的黏度为78.9mPa·s(45℃下),对比了两者的黏弹性及其在等速注入和恒压注入下的驱油效果。实验结果表明,在等速注入和恒压注入,通过降低聚合物相对分子质量提高聚合物溶液浓度保持聚合物溶液黏度不变,低分子量高浓度方案化学驱采收率比高分子量低浓度方案提高近一个百分点;以等速方案最高压力恒定注入方案的化学驱采收率最高;在注入PV数相等时,相同黏度的两种不同聚合物交替注入驱方案驱油效果要优于这两种聚合物整体段塞驱方案。     

聚合物驱合理黏度比实验研究——以大港油田港西三区为例

以大港油田港西三区储层和流体为实验对象,开展了聚合物驱合理黏度比实验研究。结果表明:随黏度比(μp/μo)、岩心平均渗透率和渗透率变异系数增加,聚合物驱采收率增幅扩大;随原油黏度增大,聚合物驱采收率增幅降低。从技术效果和经济效益两方面考虑,聚合物驱合理黏度比(μp/μo)约为1。     

不同注聚时机聚合物驱含水率变化规律研究

因海上平台寿命有限,研究聚合物驱不同注聚时机的生产特征及产能预测,对在有效时间内实现经济高效生产很有必要。通过一维物理模拟实验和数值模拟方法,研究了不同注聚时机聚合物驱含水率变化规律。研究结果显示,早期注聚可以提高油藏最终采收率,但含水变化率随注聚时机的延后而增大。综合分析认为,通过动态数据的含水变化率总结,建立累计产油量和含水变化率的关系式,可以实现对注聚受效井生产能力的预测。     

含聚污水配注聚合物影响因素的实验研究

油田聚合物驱油每年需求大量的清水以配置聚合物,而采出污水不能平衡回注到油层,这样做造成资源的浪费以及环境的污染。因此污水配制聚合物问题的研究是非常重要的。通过改变含聚污水中的矿化度、菌类、还原性物质、含油量等单一因素,研究影响聚合物黏度的各种因素。并根据各种影响因素的影响程度的不同,确定影响聚合物黏度的主要因素,从而确定含聚污水配注聚合物的可行性。     

聚合物溶液在地层渗流过程中粘弹性变化规律研究

研究了聚合物溶液在多孔介质中的流变特征。分析了聚合物溶液渗流过程中的弹性变化及其影响因素。结果表明,聚合物溶液的黏度在近井地带下降较大,随着推进距离的增加,降解率逐渐减小,保持较高的工作黏度;聚合物溶液在渗流过程中,弹性的变化分为两个阶段:解缠时产生的弹性和拉伸时产生的弹性。相同黏度聚合物溶液,低分子量聚合物溶液,因为浓度较高,分子链间的缠绕度大,解缠弹性较大。解缠弹性和拉伸弹性都改变井底压力梯度,提高驱油效率。     

机械剪切作用对聚合物溶液粘度的影响

为了研究聚合物在应用过程中机械剪切作用对其粘度的影响,设计了多孔介质高速剪切装置和摩擦机械剪切装置,探讨了多孔介质高速剪切、水平方向摩擦剪切和旋转机械剪切对聚合物溶液粘度的影响。研究结果表明,这三种机械剪切均使溶液粘度下降。经多孔介质剪切后,800万分子量和2 500万分子量HPAM溶液粘度损失率最高分别可达53.0%和69.9%,经摩擦剪切后,800万和2 500万聚合物粘度损失率达5.5%和10.8%,经旋转机械剪切后,800万和2 500万聚合物粘度损失率可达53.7%和79.1%。     

高浓度聚合物驱所用聚合物性能研究

针对喇嘛甸油田高浓度聚合物驱所用聚合物,利用PHYSICA MCR300型流变仪研究了其浓度、分子量及矿化度对溶液流变性和黏弹性的影响。结果表明:在一定范围内,聚合物溶液的表观黏度随着剪切速率的增加而降低,表现出假塑性流体的特性。聚合物浓度、分子量增大时,溶液的表观黏度、储存模量和损耗模量均增大;相应的储存模量和损耗模量曲线都有一个交点。所对应的角频率随聚合物浓度、分子量增大而减小。水质对聚合物溶液性能有较大影响。随着矿化度的增大,溶液的表观黏度、储存模量和损耗模量均减小,储存模量和损耗模量曲线的交点所对应的角频率增大。     

聚合物驱采油污水增黏稳黏剂SC的研制

针对影响污水聚合物溶液初始黏度和稳定性的主要因素,从消除或降低其对聚合物溶液影响的角度,研制开发出了既能较大幅度提高聚合物溶液初始黏度又能使黏度保持相对稳定的采油污水增黏稳黏剂SC.孤东油田采油污水经SC处理后配成1500mg/L聚合物溶液,初始黏度提高38%以上,略高于清水配母液污水稀释聚合物溶液,40d后的黏度比污水、清水聚合物溶液分别高出85.9%和61.2%.SC处理采油污水后可以代替清水配制聚合物溶液.     

聚合物驱垂直井筒流动和视粘度模型

与常规油井相比，聚合物驱抽油机井因其产出液粘度明显增大导致抽油杆受力状况变差，杆管偏磨现象严重。通过实验对聚合物产出液的流变特性进行了研究。考虑油井举升过程，利用幂律模式绘制了幂律指数与稠度系数随聚合物浓度、温度变化的关系图版。以非牛顿流体流变学理论和人工举升理论为基础，按照不同的流动规律，给出了从地层到井口聚合物驱垂直井筒流动的运动方程及其边界条件，并对方程进行求解得到了视粘度模型。应用结果表明，该模型能够提高设计结果的误差精度，为聚合物驱抽油机井的优化设计提供理论指导。     

聚合物溶液改善吸水剖面能力实验研究

针对聚合物驱过程中窜聚影响聚合物驱效果的现象,开展了聚合物溶液在注入过程中和突破后对吸水剖面改善能力的双管并联岩心驱替实验。对比分析了水驱、恒速聚驱和变速聚驱对吸水剖面的影响程度,绘制了填制不同渗透率岩心所用不同粒径石英砂含量配比图;并通过考虑管线和填砂管端面引起的压力损失对室内计算渗透率进行了改进。结果表明:水驱速度小于2 m L/min时,高低渗分流比远大于渗透率级差,大于4 m L/min分流比与级差吻合;恒速聚驱时在聚合物注入过程中能够有效的改善吸水剖面,但一旦产出端见聚,吸水剖面将会迅速翻转。聚驱速度小于2 m L/min时,高低渗分流比也大于渗透率级差;但比水驱影响小很多。大于4 m L/min时与水驱相同,合理控制注聚速度对聚合物驱提高采收率意义重大。     

剪切与高温降解聚合物对水包油乳状液稳定性的影响

研究了聚合物3530S及其降解后的聚合物对水包油乳状液稳定性的影响,用界面剪切粘度和zeta电位考察了水包油乳状液的稳定机理。研究发现,热氧降解后聚合物的界面活性升高,降解后的聚合物使乳状液的稳定性变差,水包油乳状液的稳定性主要由界面膜强度和油珠表面的zeta电位决定。     

用于测定聚合物溶液性能的多级剪切方法

聚合物溶液注入地层的过程中面临的最大的问题是剪切降解而导致聚合物溶液性能下降,进而导致聚驱效果变差,而现场试验测试费时费力且费用较高,所得结果对比分析比较困难;而室内模拟研究的剪切与地层多孔介质的剪切有着本质的区别,不能反映聚合物溶液从地面进入地层的整个剪切过程。现在在前人工作的基础上,设计了一种用于测定聚合物溶液性能的多级剪切方法,结果表明利用这种多级剪切方法测得的聚合物溶液性能与现场矿场试验得到的结果更为接近,可为聚合物溶液的选择和驱油方案的判定提供判断依据。