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聚丙烯酰胺/Cr(Ⅲ)凝胶体系影响因素及调剖效果研究

付国强  
【摘要】:本文开展了污水条件下深度调剖凝胶体系的研究,通过室内实验筛选出适合大庆油田某采油厂污水条件的凝胶配方,以满足现场调驱的需要。并且,在目前油田常用的表活剂中筛选出具有良好的热稳定性、抗盐性、乳化性能的表活剂,用于表活剂驱。通过双管并联岩心驱油实验研究不同化学驱方法的驱油效果,封堵能力,为油田稳油控水,提高采收率,提供一定的理论基础。首先,在大庆油田某采油厂的污水条件下,研究有机酸铬凝胶体系中各组分对凝胶性能的影响,确定各组分合理的浓度范围。然后,在单因素实验的基础上,通过正交实验研究分析各组分对凝胶性能的影响程度。最后,进一步对配方进行优化,筛选出满足现场调驱需要、经济合理的凝胶体系。综合考虑凝胶的性能及经济性,最终筛选出的凝胶配方为:聚合物的浓度为1200mg/L,交联剂的浓度为30mg/L,交联剂的摩尔比为1:10,pH值为7,稳定剂的浓度为800mg/L。其次,对凝胶性能进行评价。分别考察了筛选出配方的成胶时间、粘度稳定性、耐盐性、抗剪切性及封堵率等性能指标。优化后的凝胶配方成胶时间较长,24h时凝胶粘度可达2100mPa·s左右,最高粘度可达3000mPa·s以上。凝胶稳定性较好,30天后凝胶的粘度保存率在80%左右。在实验矿化度范围内,矿化度的变化对凝胶性能影响不大。经过剪切的凝胶体系成胶时间为静置凝胶体系的1.7倍左右,且成胶后凝胶粘度低于静置的凝胶体系,但仍具较大的粘度。凝胶封堵性能较好,对不同渗透率岩心的封堵率均可达80%以上。然后,选择甜菜碱两性表面活性剂作为低界面张力活性剂,评价其降低界面张力的能力、粘度和界面张力稳定性及乳化性能。甜菜碱两性表面活性剂浓度在0.1~0.8%时,油水界面张力值能达到1×10-3数量级,满足大庆油田对表活剂界面张力的要求。聚表二元复合体系90天后的粘度可达16.5mPa·s,界面张力为4.82×10-3×mN/m,稳定性好;并且具有一定的乳化性能。最后,通过双管并联岩心驱替实验研究不同化学驱方法的封堵能力和提高采收率的能力。研究结果表明,不同化学驱方法提高采收率的幅度由大到小排列顺序为聚表二元驱(19.08%)CDG驱(17.84%)聚合物驱(15.10%)CDG、二元交替驱(14.55%)CDG、表活剂交替驱(12.03%)聚合物、表活剂交替驱(9.32%)表活剂驱(5.06%)。凝胶的封堵能力高于聚合物,具有良好的调剖作用。聚表二元复合驱化学剂用量大,提高采收率的幅度大于交替注入的驱油方法。考虑注入压力和经济性等因素,建议采用凝胶+表活剂交替注入的驱替方式。


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