纳米级聚合物微深度调剖及驱油技术研究

《纳米级聚合物微深度调剖及驱油技术研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、纳米级聚合物微深度调剖及驱油技术研宄ZhaoHua*,MeiqinLin，ZhaoxiaDong，MingyuanLi，GuiqingZhang，JieYangResearchInstituteofEnhancedOilRecovery，ChinaUniversityofPetroleum，Beijing，China摘要通过扫描电子显微镜(SEM)、动态光散射(DLS)和HAAKE流变仪实验，研究纳米级聚合物微球的形状、大小及流变特性。此外，通过核孔膜过滤、填砂管驱替、岩心驱替、微可视化模型和毛细管流实验，研宄纳米级聚合物微深度调剖及驱油机理

2、。结果表明，纳米级聚合物微球的初始形状为30-60nm的球形，微球分散在水中后，由于形成分散液且发生膨胀而使其大小增加了3-6倍，但球形构造仍然保持不变。在一定剪切速率范围内，微球分散液(100-600mg/L)表现出剪切增稠特性，有利于增加驱替相的流动阻力。聚合物微球分散液能够有效堵塞孔径为0.4pm核孔膜，并II运移至核心部位；在平行填砂管实验中，该体系也倾向于封堵高渗透层，从低渗层中驱替原油。交联聚合物微球可以减少水相渗透率，是因为微球在孔喉处吸附、积累和“架桥”，而且由于微球良好的形变性能，在压力作用下形成的吸附层发生破碎，从而到达储

3、层深部。同时，微球在多孔介质中运移时驱替孔喉处的原油，实现深度调剖和驱汕，从而达到提高原油采收率的最终目的。关键词：纳米级聚合物微球；膨胀性能；流变特性；深部凋剖机理；驱油机理1引言该地区由于成岩作用强，岩石密度大，以及脆性岩石的存在，导致成岩和构造裂缝在低渗透储层中普遍存在［1］。通道的低效循环己经成为裂缝储层中存在的最重要问题之一，闪为它导致大S产水和油井产能的快速下降。基于这种情况，石油工业必须控制产水y:,改善高含水油藏的采收率以提高原油采收率，缓解产出水对环境的影响。因此，发展更可靠的，例如“绿色”堵水、调剖和驱油技术，对石油工业而

4、言是非常重要的。目前，基于近井堵塞和调剖技术问题［2~,许多深部调剖技术被成功应用于提高采收率；交联聚合物微球由于抗温、抗盐和相对较低的成本而倍受关注［7"9］。然而，工业生产的交联聚合物微球仅限于实验室研究和小规模试验。来自法国石油研究所的Chauvctcau等人［w］对交联聚合物微球主要的物理和化学性质进行研宄，结果表明微球有很好的杭温、抗盐和抗剪切的性能。中国的林、郭等人［111研宄了微米级微球在实验膨胀前后的大小和形状以及封堵性能，由于粒径太大，微球不能进入低漆透储层中l-20pm宽的微裂缝；因此，必须研发用于深部调剖技术的纳米级聚合

5、物微球。Dong等人［12］研究了微凝胶分散液的膨胀和流变性能，微球表现！li很好的膨胀性和流变性。但是，以往的文献屮有关纳米级聚合物微球的封堵性能以及封堵机理的研究很少。本文对纳米级聚合物微球的形状、大小、流变性能、封堵性能、调剖机理和驱油机理进行了详细地研宂。2实验2.1材料HPAM(部分水解的聚丙烯酰胺)(粘均分子量1.4xl07，水解度25.8%,大庆汕田化学助剂厂)；丙烯酰胺，丙烯酸和NaOH(AR)(北京益利精细化工有限公司)；亚甲基蓝(AR),Span-60和Span-80(CP)(北京瀛海精细化工有限公司)；去离子水(经0.2

6、2pm微孔纤维素膜过滤得到)；核孔膜(0.4pm孔径，厚度10，，中国原子能科学研宂院)；YN型标准聚酰胺涂层毛细管（内径5（H3pn，外径365±10，，河北永年瑞丰层析设备有限公司）。2.2交联聚合物微球的合成及纯化己知量的Span-80溶于轻质油，而丙烯酰胺，丙烯酸，氢氧化钠和交联单体溶解在去离子水。两相混合形成W/O微乳液，（NH4）2S2O8-NaHSO3氧化还原体系用作聚合反应的引发剂。温度从22°C升至70°C,并维持2h，从而得到交联聚合物微球乳液。微乳液以1:10的体积比加入乙醇中，通过充分地搅拌以破坏微乳液在容器底部生成的

7、大量白色絮状沉淀。乳液经过滤得到的沉淀以1:5的体积比使用乙醇洗漆，再过滤；然后让沉淀自然烘干，处理后的交联聚合物微球呈白色粉末。2.3扫描电镜观察纳米级聚合物微球的固体粉末直接被放置到导电膜上，用干净的玻璃片压实，并在无尘室温工作柜屮烘干。粉末样品被喷镀金属3min后，使用美国FEI公司制造的200F型定:U:扫描电镜进行观察。2.4激光衍射分析借助英国MaErWen公司生产的基于激光彳行射的Mastersizer2000型分析仪，研究膨胀微球的粒径分布。该分析在恒温（25°C）条件下进行，分析仪采用630.0nm的氦-氖激光器。2.5流变

8、参数的测量使用德国HAAKE公司制造的HAAKERS600型流变仪，在30°C条件下，搅拌20min后，测定的聚合物微球分散液的流变参数。2.6显微镜观察一滴膨胀微