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梳形聚丙稀酰胺的特性及应用

发布日期:2015-06-29 14:52:54

梳形聚丙稀酰胺的特性及应用

三次采油技术已成为我国提高原油采收率的主要 措施之一,三次采油用聚合物目前主要是聚丙烯酰胺。 然而,聚丙烯酰胺耐温抗盐性能较差。通过广泛的分 析研究,认为梳形聚合物最具有发展潜力[1#3]。根据 这一思路,研制了具有梳形分子结构的抗盐聚合物 (RSP)[1#4]。该聚合物为丙烯酰胺与新型抗盐单体 (AHPE)的共聚物(梳形聚丙烯酰胺),工业产品代号 为KYPAM^l。文中对其特性及应用效果进行分析和 研究,以促进更广泛的应用。

利用布氏粘度计在相关油藏 温度条件下,分别测定了两种超高分子量聚丙烯酰胺 及KYPAM在不同模拟水样(水质数据见表2)中的溶 液粘度(样品浓度为lg/L),测试结果见表3。从测试 数据可以看出,KYPAM在各种条件下的粘度均高于 超高分子量聚丙烯酰胺,超幅达22% !81%,且其矿 化度越高,粘度超幅度越大。
用德国哈克公司的RS150可控应力流变仪分别 测定了两种超高分子量聚丙烯酰胺及KYPAM在模拟 大庆污水条件下的流变性参数(见表))。由表)可 知,KYPAM和超高分子量聚丙烯酰胺的w值均小于 1,说明KYPAM和超高分子量聚丙烯酰胺同属假塑 性流体。w值越小,聚合物的假塑性越强,聚合物在溶 液中分子越舒展。KYPAM的w值小于超高分子量 聚丙烯酰胺,说明KYPAM在盐水中比超高分子量聚 丙烯酰胺更不易卷曲,其抗盐能力强。KYPAM的6 值远大于超高分子量聚丙烯酰胺,说明KYPAM在盐 水中的增稠能力高于超高分子量聚丙烯酰胺。
聚合物注入地层要经受混调、泵送等多种剪切作 用,致使聚合物分子降解和粘度下降而影响驱油效果。 因此,聚合物的剪切稳定性是检验聚合物质量的一个 重要指标。为此,采用浓度为lg/L的聚合物溶液在 无菌搅拌器中及40V的电压下,低档搅拌剪切30min, 分别对日本生产的聚丙烯酰胺MO-4000、大庆2B838 及KYPAM进行了模拟大庆油田条件下的聚合物剪 切稳定性测试,测试方法参照大庆石油管理局企业标准。
分别测定了超高分子量聚丙烯酰胺及KYPAM在 不同矿化度条件下聚合物的热稳定性。从图1和图2 的结果看到,KYPAM在不同矿化度条件下的溶液粘度 稳定性均大大高于超高分子量聚丙烯酰胺。KYPAM 具有抗盐特性,用于聚合物驱时可以节约大量宝贵的淡 水资源,可直接使用污水配制聚合物;用于复合驱时,可 以大大降低驱油成本,提高复合驱的经济效益。
在岩心物理模拟中全部使用辽河油田锦16块的 地层水和原油(地面脱气粘度为68mPai,地面密度为 0.9391g/cm3),地层温度为56$,采用胶结石英砂岩 心。为了便于对比,岩心参数和其他试验条件尽量保 持相近(岩心参数:长度为8cm,直径为2.54cm,渗透 率为1200( ±50)xl〇-3#m2)。岩心均用夹持器夹持, 环压约为实验压力加0.5MPa;注入速度为0.3mL/ min。岩心抽真空3h后饱和地层水(地层水须经 0*#.孔径滤膜过滤),用电子天平称取所饱和地层 水及死体积重量,测定孔隙度。测定水相绝对渗透率 后,升温至地层温度56,用原油驱至束缚水饱和度 (约20%)再用地层水驱至残余油饱和度,水驱采收 率达到55% ( ±4%);接着注入一定量的聚合物溶液 (0.1 %聚合物=地层水),然后水驱至结束。
2001年5月在大庆油田采油六厂北西块的39 口 注入井(井距250m)中投注污水配制的梳形聚丙烯酰 胺溶液,截止到2002年9月,累积注入聚合物干粉 4047t,在注聚合物第3个月开始见效,见效最明显的 采油井综合含水率由93.3%下降到26%,试验区平均 综合含水下降了 38.9%,并保持继续下降的趋势。比 同样生产条件下但由清水配制聚合物的矿场效果提高 一倍(平均综合含水率下降了 20%)。比用大庆产聚 丙烯胺节约用量1223((30%),节约资金1606万元。 节约清水238万t,节省费用833万元。
大庆油田杏二区中部三元复合驱工业性试验区自 2001年5月1日投注以来,三元中的一元聚合物一直 采用梳形聚丙烯酰胺。截止到2002年6月,累积注入 聚合物干粉1326t。到2001年底9 口中心采油井全部 见效,与水驱结束时对比,产油由43t/d上升到134 t/d, 增油91t/d,综合含水率由95.4%下降到72.2%。其 中,综合含水学降幅度大于30%以上的油井有4 口, 下降幅度最大的达到了 64.8%。全区有18 口油井见 效,占总井数的66.7%。与使用大庆产聚丙烯酰胺相 比,节约用量570(43%),节约费用788万元。
胜利油田胜坨聚合物驱工业性试验区,总矿化度 为 19.334g/L,其中 Ca2+质量浓度为 412mg/L,Mg2 + 质量浓度为102mg/L,地层温度为80+,试验区原 采用日本MO-4000超高分子量聚丙烯酰胺,2001年 开始采用梳形聚丙烯酰胺替代进口产品。在相同条件 下粘度提高了一倍。2002年4月在相同条件下,对 2个注入站(85+)进行了梳形聚丙烯酰胺与日本 MO-4000超高分子量聚丙烯酰胺对比试验,日本 MO-4000超高分子量聚丙烯酰胺用量为11t/d,而 KYPAM用量为7t/d (节约用量36%)。截至2002 年10月,累积注入KYPAM干粉1236.8t,节约费 用1148万元。现有4 口油井见效,产油量由14.3t/d 上升到52.9t/d,上升了 38.6/日,综合含水率由 93.9%下降到84.9%,下降了9%,注MO-4000 的 1"配制站区,注聚合物后注入压力上升了 2.25MP- 注KYPAM的2"配制站区,注聚合物后注入压力上 升了 3.55MPa,比1"配制站区注入压力增幅高出 1.3MPa。
(1)A油田低阻油层主要由3种因素引起:①油 层中富含粘土矿物蒙脱石和伊蒙混层;②油层中存在 大量微孔隙导致了高的束缚水饱和度;③油层中黄铁 矿的存在。3种因素均导致了油层电阻率的降低。
(2)储层的孔隙度为16.5% $28.2%,但是渗透 率较低,一般小于0.03%n2,这主要是由储层岩石的颗 粒较细和粘土含量较高引起的。
(3)C1扫描和SEM分析有助于研究岩石内部的 微观结构、孔隙以及矿物的分布。
(4)地层因素与孔隙度的实验结果表明,低阻油 层的孔隙度指数仅为0.530,而a值则为6.363。
(5)电阻增大率与含水饱和度的实验结果表明, 两者在双对数坐标系中存在明显的非线性关系,且w值较低,为1.01$1.10。经阳离子交换量校正后的w 值明显增大为1.56$1.65。在储层的饱和度评价过 程中,应选择合理的参数,以达到正确评价的目的。