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梳形聚丙稀酰胺的特性及應用

發布日期:2015-06-29 14:52:54

梳形聚丙稀酰胺的特性及應用

三次采油技術已成為我國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,聚丙烯酰胺耐溫抗鹽性能較差。通過廣泛的分 析研究,認為梳形聚合物最具有發展潛力[1#3]。根據 這一思路,研制了具有梳形分子結構的抗鹽聚合物 (RSP)[1#4]。該聚合物為丙烯酰胺與新型抗鹽單體 (AHPE)的共聚物(梳形聚丙烯酰胺),工業產品代號 為KYPAM^l。文中對其特性及應用效果進行分析和 研究,以促進更廣泛的應用。

利用布氏粘度計在相關油藏 溫度條件下,分別測定了兩種超高分子量聚丙烯酰胺 及KYPAM在不同模擬水樣(水質數據見表2)中的溶 液粘度(樣品濃度為lg/L),測試結果見表3。從測試 數據可以看出,KYPAM在各種條件下的粘度均高于 超高分子量聚丙烯酰胺,超幅達22% !81%,且其礦 化度越高,粘度超幅度越大。
用德國哈克公司的RS150可控應力流變儀分別 測定了兩種超高分子量聚丙烯酰胺及KYPAM在模擬 大慶污水條件下的流變性參數(見表))。由表)可 知,KYPAM和超高分子量聚丙烯酰胺的w值均小于 1,說明KYPAM和超高分子量聚丙烯酰胺同屬假塑 性流體。w值越小,聚合物的假塑性越強,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,說明KYPAM在鹽水中比超高分子量聚 丙烯酰胺更不易卷曲,其抗鹽能力強。KYPAM的6 值遠大于超高分子量聚丙烯酰胺,說明KYPAM在鹽 水中的增稠能力高于超高分子量聚丙烯酰胺。
聚合物注入地層要經受混調、泵送等多種剪切作 用,致使聚合物分子降解和粘度下降而影響驅油效果。 因此,聚合物的剪切穩定性是檢驗聚合物質量的一個 重要指標。為此,采用濃度為lg/L的聚合物溶液在 無菌攪拌器中及40V的電壓下,低檔攪拌剪切30min, 分別對日本生產的聚丙烯酰胺MO-4000、大慶2B838 及KYPAM進行了模擬大慶油田條件下的聚合物剪 切穩定性測試,測試方法參照大慶石油管理局企業標準。
分別測定了超高分子量聚丙烯酰胺及KYPAM在 不同礦化度條件下聚合物的熱穩定性。從圖1和圖2 的結果看到,KYPAM在不同礦化度條件下的溶液粘度 穩定性均大大高于超高分子量聚丙烯酰胺。KYPAM 具有抗鹽特性,用于聚合物驅時可以節約大量寶貴的淡 水資源,可直接使用污水配制聚合物;用于復合驅時,可 以大大降低驅油成本,提高復合驅的經濟效益。
在巖心物理模擬中全部使用遼河油田錦16塊的 地層水和原油(地面脫氣粘度為68mPai,地面密度為 0.9391g/cm3),地層溫度為56$,采用膠結石英砂巖 心。為了便于對比,巖心參數和其他試驗條件盡量保 持相近(巖心參數:長度為8cm,直徑為2.54cm,滲透 率為1200( ±50)xl〇-3#m2)。巖心均用夾持器夾持, 環壓約為實驗壓力加0.5MPa;注入速度為0.3mL/ min。巖心抽真空3h后飽和地層水(地層水須經 0*#.孔徑濾膜過濾),用電子天平稱取所飽和地層 水及死體積重量,測定孔隙度。測定水相絕對滲透率 后,升溫至地層溫度56,用原油驅至束縛水飽和度 (約20%)再用地層水驅至殘余油飽和度,水驅采收 率達到55% ( ±4%);接著注入一定量的聚合物溶液 (0.1 %聚合物=地層水),然后水驅至結束。
2001年5月在大慶油田采油六廠北西塊的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,累積注入聚合物干粉 4047t,在注聚合物第3個月開始見效,見效最明顯的 采油井綜合含水率由93.3%下降到26%,試驗區平均 綜合含水下降了 38.9%,并保持繼續下降的趨勢。比 同樣生產條件下但由清水配制聚合物的礦場效果提高 一倍(平均綜合含水率下降了 20%)。比用大慶產聚 丙烯胺節約用量1223((30%),節約資金1606萬元。 節約清水238萬t,節省費用833萬元。
大慶油田杏二區中部三元復合驅工業性試驗區自 2001年5月1日投注以來,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,累積注入 聚合物干粉1326t。到2001年底9 口中心采油井全部 見效,與水驅結束時對比,產油由43t/d上升到134 t/d, 增油91t/d,綜合含水率由95.4%下降到72.2%。其 中,綜合含水學降幅度大于30%以上的油井有4 口, 下降幅度最大的達到了 64.8%。全區有18 口油井見 效,占總井數的66.7%。與使用大慶產聚丙烯酰胺相 比,節約用量570(43%),節約費用788萬元。
勝利油田勝坨聚合物驅工業性試驗區,總礦化度 為 19.334g/L,其中 Ca2+質量濃度為 412mg/L,Mg2 + 質量濃度為102mg/L,地層溫度為80+,試驗區原 采用日本MO-4000超高分子量聚丙烯酰胺,2001年 開始采用梳形聚丙烯酰胺替代進口產品。在相同條件 下粘度提高了一倍。2002年4月在相同條件下,對 2個注入站(85+)進行了梳形聚丙烯酰胺與日本 MO-4000超高分子量聚丙烯酰胺對比試驗,日本 MO-4000超高分子量聚丙烯酰胺用量為11t/d,而 KYPAM用量為7t/d (節約用量36%)。截至2002 年10月,累積注入KYPAM干粉1236.8t,節約費 用1148萬元。現有4 口油井見效,產油量由14.3t/d 上升到52.9t/d,上升了 38.6/日,綜合含水率由 93.9%下降到84.9%,下降了9%,注MO-4000 的 1"配制站區,注聚合物后注入壓力上升了 2.25MP- 注KYPAM的2"配制站區,注聚合物后注入壓力上 升了 3.55MPa,比1"配制站區注入壓力增幅高出 1.3MPa。
(1)A油田低阻油層主要由3種因素引起:①油 層中富含粘土礦物蒙脫石和伊蒙混層;②油層中存在 大量微孔隙導致了高的束縛水飽和度;③油層中黃鐵 礦的存在。3種因素均導致了油層電阻率的降低。
(2)儲層的孔隙度為16.5% $28.2%,但是滲透 率較低,一般小于0.03%n2,這主要是由儲層巖石的顆 粒較細和粘土含量較高引起的。
(3)C1掃描和SEM分析有助于研究巖石內部的 微觀結構、孔隙以及礦物的分布。
(4)地層因素與孔隙度的實驗結果表明,低阻油 層的孔隙度指數僅為0.530,而a值則為6.363。
(5)電阻增大率與含水飽和度的實驗結果表明, 兩者在雙對數坐標系中存在明顯的非線性關系,且w值較低,為1.01$1.10。經陽離子交換量校正后的w 值明顯增大為1.56$1.65。在儲層的飽和度評價過 程中,應選擇合理的參數,以達到正確評價的目的。