论文部分内容阅读
本文针对河南油田水驱区块调剖工作量大,现有聚合物调剖用量多、成本高、性能差的情况,开展聚合物调剖性能评价。采用多因素多水平全面实验法,以梳形聚合物KY-6与聚合物1630和正立Ⅱ型进行对比评价。实验包括低温实验和高温实验,低温实验研究了各聚合物在双河注入水和注聚返吐物中,以3种不同浓度(0.1%、0.15%、0.2%),分别加入3种不同浓度(1%、2%、3%)的低温铬交联剂,在50℃、60℃、70℃下的成胶情况;高温实验研究了各聚合物在双河注入水、江河注入水、赵凹注入水、注聚返吐物和20000mg/L模拟地层水中,以3种不同浓度(双河、江河、注聚返吐物和模拟地层水为0.1%、0.2%、0.3%,赵凹为0.1%、0.15%、0.225%),分别加入3种不同浓度(双河、江河、注聚返吐物和模拟地层水为1%、2%、3%,赵凹为1%、1.5%、2%)的高温醛交联剂,在80℃、90℃、100℃、110℃下的成胶情况。通过实验研究了不同聚合物交联体系的成胶性能;聚合物浓度、交联剂浓度、温度、矿化度、聚交比以及注聚返吐物对成胶效果的影响;对不同聚合物交联体系进行了长期稳定性评价。通过对比3种聚合物的成胶效果,优选出了适合3个区块的调剖体系配方:双河低温区:0.1%1630+1%铬交联剂,双河高温区:0.2%KY-6+1%醛交联剂,江河区:0.2%KY-6+2%醛交联剂,赵凹区:0.15%KY-6+1.5%醛交联剂。通过测试这些配方的储能模量G与损耗模量G",G均大于10Pa,为强凝胶。
大量的室内评价实验和岩心物模实验结果表明:(1)在高温高盐条件下,梳形聚合物KY-6的成胶情况比1630和正立Ⅱ型好,其各种体系均能交联,无降解,体现出良好的耐温抗盐性和稳定性;且梳形聚合物降低三分之一用量时的成胶黏度与1630、正立Ⅱ型相当。(2)低温铬交联剂加量为1%时成胶速度过快,应降低其使用浓度;降低铬交联剂的使用浓度为0.2%时可以明显延长聚合物交联体系的成胶时间,且在低温条件下,高温醛交联剂对低温油藏有较好的适应性。(3)在赵凹注入水中,100℃下,当醛交联剂浓度为1.5%,KY-6浓度分别为0.1%、0.15%、0.225%时,体系成胶黏度依次为14338mPa?s、19196mPa?s、20349mPa?s,即交联剂浓度一定时,聚合物浓度越高,凝胶黏度越大;90℃下,当KY-6浓度为0.15%,醛交联剂浓度分别为1%、1.5%、2%时,体系成胶黏度依次为:17217mPa?s、19736mPa?s、21200mPa?s,即聚合物的浓度一定时,交联剂浓度越大,凝胶黏度越大。(4)0.15%KY-6+1.5%醛交联剂的体系,在赵凹注入水中,温度分别为80℃、90℃、100℃、110℃时的成胶黏度依次为:17762mPa?s、19736mPa?s、19196mPa?s、17276mPa?s,即在一定温度范围内,温度高,凝胶黏度大,超过一定的温度范围,温度再升高,凝胶黏度反而下降。最佳成胶温度为90℃左右。(5)0.2%KY-6+2%醛交联剂的体系在清水中成胶黏度为9236mPa?s,在赵凹、双河、江河注入水以及20000mg/L模拟地层水中成胶黏度依次为22780mPa?s、19872mPa?s、14293mPa?s、14050mPa?s,有一定矿化度的体系比清水体系成胶黏度大,说明体系有一定矿化度更有利于凝胶的形成;水样矿化度由小到大依次为赵凹注入水、双河注入水、江河注入水、模拟地层水,说明随着体系矿化度的增加,形成的凝胶黏度下降。(6)降低聚合物和交联剂浓度均会延长体系交联时间和成胶黏度,当聚合物交联剂浓度降到一定程度后(聚交比为500/5000),只有梳形聚合物在赵凹水中能成胶,其他条件均不能成胶。(7)0.07%正立Ⅱ型+1%醛的体系100℃下在江河注入水、赵凹注入水、双河注入水三种水样中均能成胶,0.05%正立Ⅱ型+1%醛的体系100℃下在三种水样中均不能成胶,而0.05%正立Ⅱ型+1%醛的体系100℃下在注聚返吐物中能成胶,初步判定注聚返吐物中至少含200mg/L聚合物。(8)对不同聚合物交联体系进行了长期稳定性评价,经90d后,0.15%聚合物+1.5%醛交联剂的各体系黏度保留率依次为:KY-6:53%、1630:21%、正立Ⅱ型:27%;0.2%聚合物+1%醛交联剂的各体系黏度保留率依次为:KY-6:72%、1630:38%、正立Ⅱ型:42%;梳形聚合物稳定性好于1630和正立Ⅱ型。(9)各配方形成的凝胶对岩心的封堵率在95%以上;经30PV水冲刷后封堵率保留率在99%以上,封堵率和耐冲刷性好。(10)填砂管模型实验表明,各区块配方在注入孔隙体积倍数为0.3PV,前置段塞+主体段塞+后置段塞的组合方式下提高采收率幅度最高,达15%以上;并联岩心改善吸水剖面表明:调剖后并联岩芯的吸水剖面有一定改善,吸水剖面改善率在85%以上,高渗层提高采收率12%以上,低渗层提高采收率17%以上。(11)以赵凹区为例,注入0.3PV的不同聚合物交联体系配方,KY-6、1630、正立Ⅱ型提高采收率幅度依次为:15.49%、14.26%、14.38%,而每一吨以KY-6、1630、正立Ⅱ型为原料的配方价格依次为:119.8元、133.47元、132.55元。所以当注入相同孔隙体积倍数的调剖剂,以梳形聚合物KY-6为原料的配方提高采收率幅度最大,而每一吨的该调剖剂价格最低,经济效益显著。
大量的室内评价实验和岩心物模实验结果表明:(1)在高温高盐条件下,梳形聚合物KY-6的成胶情况比1630和正立Ⅱ型好,其各种体系均能交联,无降解,体现出良好的耐温抗盐性和稳定性;且梳形聚合物降低三分之一用量时的成胶黏度与1630、正立Ⅱ型相当。(2)低温铬交联剂加量为1%时成胶速度过快,应降低其使用浓度;降低铬交联剂的使用浓度为0.2%时可以明显延长聚合物交联体系的成胶时间,且在低温条件下,高温醛交联剂对低温油藏有较好的适应性。(3)在赵凹注入水中,100℃下,当醛交联剂浓度为1.5%,KY-6浓度分别为0.1%、0.15%、0.225%时,体系成胶黏度依次为14338mPa?s、19196mPa?s、20349mPa?s,即交联剂浓度一定时,聚合物浓度越高,凝胶黏度越大;90℃下,当KY-6浓度为0.15%,醛交联剂浓度分别为1%、1.5%、2%时,体系成胶黏度依次为:17217mPa?s、19736mPa?s、21200mPa?s,即聚合物的浓度一定时,交联剂浓度越大,凝胶黏度越大。(4)0.15%KY-6+1.5%醛交联剂的体系,在赵凹注入水中,温度分别为80℃、90℃、100℃、110℃时的成胶黏度依次为:17762mPa?s、19736mPa?s、19196mPa?s、17276mPa?s,即在一定温度范围内,温度高,凝胶黏度大,超过一定的温度范围,温度再升高,凝胶黏度反而下降。最佳成胶温度为90℃左右。(5)0.2%KY-6+2%醛交联剂的体系在清水中成胶黏度为9236mPa?s,在赵凹、双河、江河注入水以及20000mg/L模拟地层水中成胶黏度依次为22780mPa?s、19872mPa?s、14293mPa?s、14050mPa?s,有一定矿化度的体系比清水体系成胶黏度大,说明体系有一定矿化度更有利于凝胶的形成;水样矿化度由小到大依次为赵凹注入水、双河注入水、江河注入水、模拟地层水,说明随着体系矿化度的增加,形成的凝胶黏度下降。(6)降低聚合物和交联剂浓度均会延长体系交联时间和成胶黏度,当聚合物交联剂浓度降到一定程度后(聚交比为500/5000),只有梳形聚合物在赵凹水中能成胶,其他条件均不能成胶。(7)0.07%正立Ⅱ型+1%醛的体系100℃下在江河注入水、赵凹注入水、双河注入水三种水样中均能成胶,0.05%正立Ⅱ型+1%醛的体系100℃下在三种水样中均不能成胶,而0.05%正立Ⅱ型+1%醛的体系100℃下在注聚返吐物中能成胶,初步判定注聚返吐物中至少含200mg/L聚合物。(8)对不同聚合物交联体系进行了长期稳定性评价,经90d后,0.15%聚合物+1.5%醛交联剂的各体系黏度保留率依次为:KY-6:53%、1630:21%、正立Ⅱ型:27%;0.2%聚合物+1%醛交联剂的各体系黏度保留率依次为:KY-6:72%、1630:38%、正立Ⅱ型:42%;梳形聚合物稳定性好于1630和正立Ⅱ型。(9)各配方形成的凝胶对岩心的封堵率在95%以上;经30PV水冲刷后封堵率保留率在99%以上,封堵率和耐冲刷性好。(10)填砂管模型实验表明,各区块配方在注入孔隙体积倍数为0.3PV,前置段塞+主体段塞+后置段塞的组合方式下提高采收率幅度最高,达15%以上;并联岩心改善吸水剖面表明:调剖后并联岩芯的吸水剖面有一定改善,吸水剖面改善率在85%以上,高渗层提高采收率12%以上,低渗层提高采收率17%以上。(11)以赵凹区为例,注入0.3PV的不同聚合物交联体系配方,KY-6、1630、正立Ⅱ型提高采收率幅度依次为:15.49%、14.26%、14.38%,而每一吨以KY-6、1630、正立Ⅱ型为原料的配方价格依次为:119.8元、133.47元、132.55元。所以当注入相同孔隙体积倍数的调剖剂,以梳形聚合物KY-6为原料的配方提高采收率幅度最大,而每一吨的该调剖剂价格最低,经济效益显著。