铝交联聚丙烯酰胺体系性能分析及其深度调驱提高原油采收率技术研究

【摘要】：本文根据大庆油田实际的地质、油层流体性质特征，研究了HPAM／AlCit胶态分散凝胶体系。在10：1～40：1的聚铝比条件下该体系均能成胶，且具有一定的延迟交联作用，可通过调整聚铝比调整延迟交联时间。从聚合物浓度、交联比、HCO_3~-离子浓度、基液剪切降解程度、电解质浓度和PH值等多方面分析了体系的成胶条件，并采用转变压力法和粘度法评价了凝胶强度。 应用聚丙烯酰胺交联体系的紫外差谱特征吸收峰随时间的变化关系和光学显微镜、扫描电镜摄影等手段分析CDG体系的形态，提出了聚丙烯酰胺／柠檬酸铝交联体系第一、第二临界浓度的概念。体系中聚合物浓度低于第一临界浓度时，体系内只有分子内交联；聚合物浓度低于第二临界浓度时，体系为胶态分散凝胶；聚合物浓度大于第二临界浓度时，则体系变为本体凝胶。 CDG体系的剪切稳定性和粘弹性行为与聚合物浓度、配制水矿化度有关。在低盐含量条件下，呈剪切变稀；当盐浓度较高，HPAM浓度较低时，表现为剪切不变稀。CDG体系的交联反应增强了其粘弹性行为。 CDG体系的静态等温吸附明显偏离Langmuir吸附规律。CDG体系中HPAM的吸附量明显高于纯的HPAM体系，约为纯体系的2倍：而AlCit的吸附量显著低于纯的AlCit体系，仅为纯体系的十一分之一。CDG体系进入地层后，其吸附滞留是一个累积的过程，HPAM的吸附滞留是主要的。 CDG体系的残余阻力系数可达10.6～13.9，是相同浓度聚合物溶液的4～5倍，对地层的堵塞率是相同浓度聚合物溶液的1.5倍。在平板非均质岩心模拟实验中，CDG调驱可在聚驱后进一步提高原油采收率3.9～9.3个百分点。 在室内研究基础上，应用该CDG体系进行了聚合物驱三次采油后的深度调驱矿场试验。试验区中心井调驱前综合含水达99％，采用6