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为了探索和验证聚合物分子尺寸与新疆砾岩油藏孔喉尺寸的匹配关系,以新疆克拉玛依油田七东区克下组油藏为例,应用微孔滤膜过滤方法、岩心驱替实验、动态光散射仪和扫描电镜,研究了不同分子量的聚合物与核孔膜孔隙及储层岩石孔隙的匹配关系,考察了影响聚合物与储层岩石孔隙匹配关系的各种影响因素。
核微孔滤膜过滤实验结果表明,聚合物DQ3500、DQ2500、AF、ABCF、BCF和CF溶液通过孔径0.6μm至0.7μm核孔膜时的过滤曲线、过滤前后溶液的黏度、浓度及聚合物分子线团大小均发生不同的变化。DQ3500、DQ2500、AF、ABCF、BCF和CF溶液通过孔径小于等于0.6μm的核孔膜时,随过滤体积增加,过滤速率明显变慢,过滤前后溶液浓度、粘度和分子线团尺寸均明显减小,发生了聚合物分子在核孔膜表面的滞留现象。其中相对分子质量为3.57×107的聚合物DQ3500与孔径0.7μm以上的核孔膜匹配较好;而相对分子质量为2.42×107的聚合物DQ2500和复配聚合物AF(相对分子质量为2.04×107)、ABCF(相对分子质量为2.14×107)、BCF(相对分子质量为2.41×107)、CF(相对分子质量为3.00×107)与孔径0.6-0.7μm核孔膜孔径匹配较好。
岩心驱替实验结果表明,质量浓度为1000mg/L.的聚合物溶液通过渗透率121-1000×10-3μm2的人工胶结砾岩岩心的阻力系数Fr和残余阻力系数Frr,均随聚合物相对分子质量增大而增大,随岩心渗透率增加而减小。聚合物DQ3500与气测渗透率大于等于316×10-3μm2的人工胶结砾岩岩心孔径相匹配,聚合物DQ2500、复配聚合物BCF及ABCF与气测渗透率大于等于121×10-3μm2的人工胶结砾岩岩心孔径相匹配。
动态光散射法测得相对分子质量为3.57×107-2.14×107聚合物分子线团平均水动力学半径Rh在394.5nm-266.0nm范围内,相对分子质量等于或小于3.57×107的聚合物,其对砾岩油藏能够产生堵塞的孔喉直径约为1.715μm,相对分子质量等于或小于3.57×107的聚合物均不会对水测渗透率大于55.4×10-3μm2的砾岩油藏造成严重堵塞。聚合物与核孔膜孔隙及储层岩石孔隙的匹配性主要与其分子线团大小及核孔膜与储层岩石孔隙大小有关。