井地过渡带对聚合物驱油剂性能影响研究.pdf

第 卷第 期 年 月应 用 化 工 .收稿日期:修改稿日期:基金项目:国家自然科学基金()作者简介:舒政()男四川武胜人教授博士主要从事化学驱提高采收率理论与工艺技术研究 电话:.井地过渡带对聚合物驱油剂性能影响研究舒政齐勇罗平亚王晓叶仲斌(.西南石油大学 油气藏地质及开发工程国家重点实验室四川 成都.西南石油大学 石油与天然气工程学院四川 成都.成都工业学院四川 成都)摘 要:利用井地过渡带剪切模拟实验装置以疏水缔合聚合物 为研究对象研究不同吸水强度条件下剪切后聚合物溶液的表观黏度、流变性、阻力和残余阻力系数、微观结构以及水动力学半径的变化情况 结果表明经井地过渡带剪切后随着吸水强度的增大聚合物 溶液的黏度损失率高达.建立阻力系数和残余阻力系数的能力降低.以上但其建立残余阻力系数能力的降低幅度要比建立阻力系数能力的降低幅度小 聚合物溶液的储能模量和损耗模量降低微观结构被破坏的越严重水动力学半径越小关键词:井地过渡带疏水缔合聚合物表观黏度流变性阻力系数残余阻力系数微观结构水动力学半径中图分类号:.文献标识码:文章编号:()(.):.:井地过渡带是油气开采过程中流体必经区域衔接了油藏稳定渗流和管流区域内流体流态复杂且其对流体性能的影响程度具有不确定性聚合物驱作为提高油气采收率的重要方法之一其作用机理主要是通过增加驱替相黏度降低水油流度比扩大驱替相在油层中的波及体积来提高原油采收率 研究表明聚合物溶液经过井地过渡带后其性能会发生很大的变化严重影响聚合物溶液的驱油效果 本文在不同吸水强度条件下利用井地过渡带剪切模拟实验装置开展井地过渡带对聚合物 溶液性能的影响研究为油田注聚开发选取合理的吸水强度提供依据 实验部分.材料与仪器疏水缔合聚合物 四川光亚聚合物化工有限公司提供、均为分析纯井地 过 渡 带 剪 切 模 拟 实 验 装 置 自 制 黏度计 哈克流变仪 原子力显微镜 激光粒度仪 型数显悬吊臂搅拌器人造圆柱状砂岩岩心(.)实验室自制高压恒压恒速泵 型自动压力采集系统 型岩心夹持器 型恒温水浴锅 型电子天平第 期舒政等:井地过渡带对聚合物驱油剂性能影响研究.实验方法.模拟地层水配制 按照油田模拟地层水配方在蒸馏水中加入各类化学药剂配制模拟地层水备用 需注意在配制过程中、需单独溶于烧杯中待其它药剂完全溶解后再倒入避免在溶解过程中产生沉淀 模拟水中的、和 的质量浓度分别为 ./矿 化 度为 ./.聚合物溶液配制称取 聚合物 干粉 加 入 模 拟 地 层 水 中 配 制 浓 度 为 /的聚合物 母液 将聚合物母液按比例稀释至浓度为 /备用.聚合物溶液黏度及流变性测定黏度测试使用黏度计剪切速率为.不同型号转子的转速及黏度见表 表 不同型号转子的转速及黏度 转子型号转速/()黏度/.流变性测试使用哈克流变仪对聚合物 溶液的储能模量和损耗模量进行测试.聚合物溶液井地过渡带剪切模拟按图 所示连好流程将配制好的聚合物 目标液装入中间容器中在井地过渡带入口处取一定量的聚合物 溶液作为空白对照组为方便后续数据分析将此时的吸水强度记为 /()设定吸水强度为 /()在不同吸水强度条件下聚合物 溶液经井地过渡带剪切模拟实验装置剪切后在出口处利用取样筒接液备用以便进行后续聚合物溶液性能的测试图 聚合物溶液井地过渡带剪切模拟流程.聚合物溶液建立阻力系数和残余阻力系数的测定测试聚合物溶液阻力系数及残余阻力系数所 用 岩 心 为 人 造 圆 柱 状 砂 岩 岩 心 尺 寸 为.气测渗透率 左右孔隙度.将岩心抽真空饱和模拟地层水后放入岩心夹持器加围压至 启动 高压恒压恒速泵排空入口管线驱至压力平稳平稳压力值记录为 按图 连好流程流速设置为./进行水驱直至压力平稳平稳压力值记录为 水驱注入压力平稳后开始转注聚合物溶液流速仍然为./驱至压力平稳平稳压力值记录为聚驱注入压力平稳后转后水驱流速仍然为./驱至压力平稳平稳压力值记录为 图 驱替实验流程示意图.通过室内岩心流动实验可得到聚合物溶液的阻力系数 其表达式为:()式中:为水驱时的注入速度/为聚合物驱时的注入速度/为水驱稳定时的压差即 为聚合驱稳定时的压差即 为阻力系数无量纲通过室内渗流特征实验可得到聚合物溶液的残余阻力系数()其表达式为:()式中:为后水驱时的注入速度/为后水驱稳定时的压差 为残余阻力系数无量纲.聚合物溶液微观结构的测定微观结构测试使用原子力显微镜对不同吸水强度条件下经井地过渡带剪切模拟实验装置剪切后聚合物 溶液的微观结构进行测量应用化工第 卷.聚合物溶液水动力学半径的测定聚合物溶液水动力学半径采用激光粒度仪进行测定运用动态散射的原理对聚合物溶液水动力学半径进行测定 结果与讨论.对聚合物 溶液表观黏度的影响将聚合物 溶液在吸水强度为 /()条件下经井地过渡带剪切模拟实验装置剪切测其黏度随老化时间的变化结果见图 图 不同吸水强度下聚合物 黏度随老化时间的变化.由图 可知在同一老化时间内随着吸水强度的增大聚合物 溶液剪切后黏度保留率越低吸水强度由/()增大至 /()聚合物 溶 液 黏 度 由.降 至.黏度损失率高达.在同一吸水强度条件下随着老化时间的增长聚合物 溶液黏度呈现出先降低再趋于平稳的状态老化时间由 增至 不同吸水强度条件下剪切后聚合物 溶液的黏度损失率分别为.由此可知吸水强度越大聚合物溶液的老化稳定性越差黏度保留率越低从而致使聚合物溶液驱油效果大大降低.对聚合物 溶液流变性的影响将聚合物 溶液在吸入强度为 /()条件下经井地过渡带剪切模拟实验装置剪切测吸入强度对聚合物 溶液流变性的影响结果见图 图 剪切强度对 溶液储能模量()和损耗模量()的影响.()()由图 可知井地过渡带剪切对聚合物 溶液的储能模量和损耗模量均产生了一定的影响随着吸水强度的增加储能模量和损耗模量均降低即聚合物 溶液的黏弹性越来越小在地层中流度控制能力大幅度降低影响驱油效果由图 可知在不同的剪切速率范围内不同的吸入强度对聚合物 溶液性能的影响是不同的 在较低剪切速率时其表现出的流动阻力(即黏度)与井地过渡带在 /()吸水强度剪切后的溶液相近 但是对不同吸入强度的井地过渡带剪切而言吸入强度越高其黏度越低图 剪切强度对聚合物 溶液黏度与剪切速率关系的影响.对聚合物 溶液建立阻力系数和残余阻力系数的影响 将聚合物 溶液在吸入强度为 /()条件下经井地过渡带剪切模拟实验装置剪切测其剪切前后建立阻力系数和残余阻力系数的能力结果见图 和表 由图 可知注入压力与聚合物 溶液的表观黏度密切相关不同吸水强度导致溶液的注入压力发生了变化吸水强度越高随后其溶液的注入压力越低 井地过渡带剪切导致聚合物 溶液建立阻力系数能力降低的幅度与黏度降低的幅度基本一致同样的剪切导致聚合物 建立残余阻力系数能力也降低但是其建立残余阻力系数能力的降低幅度明显比建立阻力系数能力的降第 期舒政等:井地过渡带对聚合物驱油剂性能影响研究低幅 度 小 吸 水 强 度 由 /()增 大 至/()聚合物 溶液建立阻力系数的能力损失率高达.而建立残余阻力系数的能力损失率为.建立残余阻力系数能力的降低幅度要比其建立阻力系数能力的降低幅度小图 剪切强度对 溶液注入压力的影响.表 井地过渡带剪切对 构建、能力的影响 剪切强度/()黏度/保留率/保留率/.对聚合物 溶液微观结构的影响将聚合物 溶液在吸入强度为 /()条件下经井地过渡带剪切模拟实验装置剪切利用原子力显微镜观察剪切前后聚合物 溶液微观结构的变化结果见图 图 不同剪切强度下聚合物 溶液的微观结构.未剪切.剪切强度为 /().剪切强度为 /().剪切强度为 /()由图 可知井地过渡带剪切对聚合物 溶液的微观结构造成了破坏特别是当吸水强度为/()时溶液的微观结构被完全破坏 剪切破坏了聚合物 分子链间的连接导致溶液黏度降低.对聚合物 溶液水动力学半径的影响将聚合物 溶液在吸水强度为 /()条件下经井地过渡带剪切模拟实验装置剪切利用激光粒度仪测量聚合物 溶液水动力学半径结果见图 图 剪切强度对 溶液水动力学半径的影响.由图 可知不同强度的剪切对聚合物 溶液 水 动 力 学 半 径 的 影 响 规 律 是 不 同 的 /()强度的剪切使 溶液的水动力学半径变大说明这个范围内的剪切促进了聚合物 的进一步充分溶解或者聚集体发生变化而/()的注入强度则使 溶液的水动力学半径明显降低说明部分大分子因高强度剪切而发生了机械降解 结论井地过渡带剪切对聚合物 的溶液性能产生大幅度的影响 随着吸水强度的增加聚合物 溶液黏度越低、储能模量和损耗模量均降低、阻力系数和残余阻力系数逐渐减小微观结构被破坏的越严重水动力学半径越小 因此在油田现场生产条件允许的条件下尽可能地减小吸水强度能够在很大程度上减小井地过渡带对聚合物溶液性能的影响进而提高聚驱提高原油的采收率参考文献:韩睿何永志白景彪等.超临界二氧化碳解除近井地带反凝析伤害技术研究.钻采工艺():.李元生李相方藤赛男等.近井地带高速非达西动边界对产能预测的影响.西南石油大学学报(自然科学版)():.(下转第 页)应用化工第 卷 .:.:.胡锋平龙兰兰占鹏等.过渡金属负载碳基复合材料活化过硫酸盐降解有机废水研究进展.应用化工():.张伟李梅许文等.过渡金属活化过硫酸盐降解双酚 的研究进展.应用化工():.:.:.:.:./.:.仇思敏陶亚秋严维涛等.气氛条件对 催化剂脱硝性能的影响.南京工业大学学报(自然科学版)():.:.:.():./.:.:.():.().:.:.袁扬帆.生物炭表面调控对活化过硫酸盐去除有机污染物的机制研究.扬州:扬州大学.(上接第 页)郭肖周小涪.考虑非达西作用的高含硫气井近井地带硫饱和度预测模型.天然气工业():.姚同玉李继山黄延章.油藏近井地带油水两相径向渗流特征.重庆大学学报():.马宏煜高树生叶礼友等.致密砂岩气藏近井地带含水饱和度变化规律.天然气工业():.李庆超程远方鲁钟强等.钻井液特性对近井地带水合物分解的影响.大庆石油地质与开发():.朱诗杰施雷庭王晓等.聚集行为对聚合物溶液性能的影响研究.应用化工():.夏惠芬王德民刘中春等.粘弹性聚合物溶液提高微观驱油效率的机理研究.石油学报():.:.():.施雷庭朱诗杰叶仲斌等.多孔介质中不同缔合能聚合物的吸附滞留研究.应用化工():.曹绪龙季岩峰祝仰文等.聚合物驱研究进展及技术展望.油气藏评价与开发():.敬豪张广东孙大龙等.注水倍数对储层微观孔隙结构影响实验研究.石油实验地质():.舒政齐勇程飞豹等.海上油田聚合物超重力速溶技术研究.油气地质与采收率():.李玺罗平亚叶仲斌等.环糊精加速疏水缔合聚合物溶解机理研究.应用化工():.王星媛舒小波杨梦莹.近井地带剪切对树枝聚合物微观形貌的影响.钻采工艺():.舒政王同旺齐勇等.超重力因子对聚合物溶解时间及其性能的影响研究.应用化工():.郭光范叶仲斌舒政.近井地带剪切作用对驱油用聚合物溶液渗流特性的影响.油田化学():.杨海陵陈洪舒政等.缔合聚合物近井地带剪切模拟实验研究.石油化工应用():.于凤林刘敏.注聚开发过程中近井地带黏度损失机理的室内模拟研究.中外能源():.薛新生张健舒政等.聚合物近井地带剪切模拟装置的研制.中国海上油气():.舒政叶仲斌张健等.聚合物溶液近井地带速率剪切模拟实验装置设计.油气地质与采收率():.