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低温油藏调剖用聚合物凝胶体系研究及应用

作　者: 张艳英
导　师: 蒲万芬
学　校: 西南石油大学
专　业: 油气田开发工程
关键词: 低温油藏聚合物醋酸铬调剖现场应用
分类号: TE39
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

自注水开发提出后的将近一个世纪的时间内,注水一直作为世界范围内油田主流的采油方式。然而在注水开发过程中,油藏高渗透层吸水能力强,形成水流通道,注入水无效循环,低渗透层不能有效开发。针对目前注水开发效果不理想的问题,采用聚合物凝胶封堵高渗水流通道,改善油藏非均质性,调整吸水剖面,最终提高驱替相的波及体积。扶余油田等低温油藏,目前注水开发已进入中后期,含水大幅上升,产油量下降,对于低温油藏,为了达到控水增油目的,本文开展了针对低温油藏的聚合物凝胶体系研究,并进行了系统评价。针对低温油藏室内研制开发了一种低温交联剂体系,选用以Cr3+为中心离子的醋酸铬为基础交联剂,再加入一定浓度的助剂,复配得到低温交联剂DWJ。使用正交试验设计方法,分析了各影响因素的主次,聚合物浓度对凝胶体系性能影响最大,其次是聚交比和矿化度,并优化体系配方；采用单因素实验法研究了聚合物类型(分子量、水解度)及浓度、聚合物/交联剂质量比、交联剂老化时间、矿化度、助剂及稳定剂等因素对聚合物凝胶性能的影响。最终,确定体系基本配方为：梳型聚合物KYPAM(分子量2500万,水解度25%),聚合物浓度在2000-3000mg/L,聚交比为8：1-10：1,交联剂在60℃老化1h室温下静置3-8天(摩尔比3：1),体系矿化度低于1%,助剂DQ浓度<100mg/L助剂DF浓度为50mg/L,稳定剂浓度<80mg/L；且体系与油田注入水配伍性好。采用环境扫描电镜观察比对聚合物溶液、常规凝胶和实验室研制低温凝胶的微观形貌,观察得出本文研制的低温凝胶微观结构更整齐,网状结构致密；使用哈克MARSⅢ旋转流变仪,测定聚合物低温凝胶弹性模量、损耗模量等参数,实验研制出的凝胶表现出良好的黏弹性。通过岩心流动实验,进一步评价了聚合物弱凝胶的阻力系数、残余阻力系数、驱油效率和调剖效果等性能。在室内研究的基础上,低温聚合物凝胶体系经扶余油田D40-10调剖区块应用,凝胶体系有效封堵油藏高渗区,迫使后续注入水改向进入低渗区,减小由注水井到生产井的无效水循环,提高注入水的波及体积,增加油井产量。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-6
目录  6-9
第1章绪论  9-18
  1.1 研究的目的及意义  9-10
  1.2 调剖堵水技术概况  10-13
    1.2.1 生产井出水机理分析  11
    1.2.2 调剖堵水特点及必要性  11
    1.2.3 调剖剂分类  11-13
  1.3 交联聚合物凝胶调剖技术  13-17
    1.3.1 聚合物凝胶调剖技术的研究现状  13-15
    1.3.2 聚合物弱凝胶调剖技术的特点  15
    1.3.3 聚合物弱凝胶调剖的基本原理  15-17
  1.4 论文主要研究内容及创新点  17-18
    1.4.1 本文的主要研究内容  17
    1.4.2 取得的认识与发展  17-18
第2章聚合物凝胶体系组成及成胶机理  18-26
  2.1 聚合物  18-19
  2.2 交联剂  19-20
  2.3 助剂  20
  2.4 聚合物弱凝胶成胶机理探讨  20-25
    2.4.1 高价金属类  20-22
    2.4.2 乌洛托品/间苯二酚类  22-23
    2.4.3 酚醛类  23-25
  2.5 本章小结  25-26
第3章聚合物弱凝胶体系及性能评价  26-67
  3.1 聚合物弱凝胶体系  26-36
    3.1.1 实验仪器及试剂  26
    3.1.2 实验方法  26-27
    3.1.3 聚合物的优选  27-31
    3.1.4 交联剂优选  31-32
    3.1.5 有机铬交联体系交联机理  32-36
  3.2 弱凝胶体系性能评价方法  36-38
    3.2.1 几种评价方法介绍  36
    3.2.2 本论文采用的评价方法  36-38
  3.3 弱凝胶体系性能影响因素研究  38-47
    3.3.1 不同聚合物对成胶性质的影响  38
    3.3.2 聚合物浓度的影响  38-39
    3.3.3 聚合物/交联剂质量比的影响  39-40
    3.3.4 交联剂老化时间的影响  40-41
    3.3.5 矿化度的影响  41-43
    3.3.6 助剂DQ及DF对体系成胶的影响  43-45
    3.3.7 稳定剂对体系的影响  45-46
    3.3.8 油田注入水对体系的影响  46
    3.3.9 本节小结  46-47
  3.4 正交试验优选体系配方  47-61
    3.4.1 试验原理  47
    3.4.2 正交设计步骤  47
    3.4.3 试验方案  47-50
    3.4.4 试验结果-极差分析  50-59
    3.4.5 本节小结  59-61
  3.5 聚合物凝胶的微观结构  61-63
    3.5.1 仪器及原理  61
    3.5.2 样品准备  61-62
    3.5.3 实验结果及分析  62-63
  3.6 聚合物凝胶的黏弹性  63-66
    3.6.1 黏弹性测量方法  63-64
    3.6.2 样品准备  64
    3.6.3 测定结果及分析  64-66
  3.7 本章小结  66-67
第4章室内物理模拟实验  67-75
  4.1 实验准备  67-69
    4.1.1 油藏条件  67
    4.1.2 实验仪器  67-68
    4.1.3 岩心准备  68
    4.1.4 注入体系准备  68-69
  4.2 实验原理  69
  4.3 单岩心流动实验  69-72
    4.3.1 实验流程图  70
    4.3.2 实验步骤  70-71
    4.3.3 实验结果及讨论  71-72
  4.4 双并联岩心实验  72-74
    4.4.1 实验流程图  73
    4.4.2 实验步骤  73
    4.4.3 实验结果与讨论  73-74
  4.5 本章小结  74-75
第5章扶余D40-10区块调剖现场应用  75-85
  5.1 试验区油藏概况及调剖必要性分析  75-78
    5.1.1 东区油藏概况  75-77
    5.1.2 调剖必要性分析  77-78
  5.2 调剖体系筛选与段塞设计  78-80
    5.2.1 调剖剂体系  78
    5.2.2 调剖剂的组合方式及段塞设计  78-79
    5.2.3 调剖设计参数  79-80
  5.3 现场调剖施工参数  80-81
    5.3.1 施工概况  80-81
    5.3.2 调剖剂实际用量、施工排量及压力  81
  5.4 调剖效果评价  81-84
    5.4.1 压力分析  81-83
    5.4.2 增油分析  83-84
  5.5 本章小结  84-85
第6章结论与建议  85-86
  6.1 结论  85
  6.2 建议  85-86
致谢  86-87
参考文献  87-90
攻读士学位期间发表的论文及科研成果  90

低温油藏调剖用聚合物凝胶体系研究及应用

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