纳米聚合物微球调剖性能研究
纳米聚合物微球的制备及其应用性能评价
式中：m0 为空表面皿质量；m1 为空表面皿 + 乳 液质量；m2 为空表面皿 + 乳液烘干后质量；x% 为 乳液中单体含量，y% 为乳化剂含量，z% 为引发剂
溶液的实验，其中表面活性剂和油相的初始质量比 含量。
均设为 1∶3。对比发现，Span80/Tween80 复配乳化 体系和白油混合物具有较好的增溶能力。
固定复合乳化体系 Span80/Tween80 与油相的 质量比不变，改变乳化体系中两组分的组成比例，配
取乳液质量 m1-m0，获得固体质量 m2-m0，聚合 的丙烯酰胺质量 =（m2-m0）-（m1-m0）×（y%+z%）， 即得乳液中丙烯酰胺的质量 =（m1-m0）×x%。 1.2.6 PAM 微球表征
和偏光显微镜对PAM微球的形貌进行了表征。SEM和偏光显微镜结果显示，微球具有较规则的球型，粒径分布较为
均一，约为50~100 nm。对微球的应用性能进行了评价，结果显示，PAM微球具有较高的固形物含量以及较大的吸水
膨胀倍率。填砂管封堵实验表明，聚合物微球对提高采收率具有较为明显的作用。
关键词：反相乳液聚合；聚合物微球制备；转化率；提高采收率
制一系列由 Span80/Tween80 与油相组成的混合溶
1）采用偏光显微镜观察聚合物微乳液中微球
液，然后在 30℃、磁力搅拌下，进行增溶实验。
的形貌。
1.2.3 微乳液的制备
2）经甲醇破乳、无水乙醇反复洗涤、提取及纯真
将设计量的复合表面活性剂和 7 号白油加入到 空干燥后的聚合物样品，采用 KBr 压片法，用 VER-
摘 要：本文以丙烯酰胺(AM)单体水溶液为分散相，Span80/Tween80为乳化剂，白油为分散介质，配制了稳定的
制备和表征聚合物纳米复合材料的微结构及性能研究
制备和表征聚合物纳米复合材料的微结构及性能研究聚合物纳米复合材料被广泛应用于许多领域，如生物医学、电子和光学等。
然而，制备和表征这些复材料的微结构以及对其性能的研究仍然是一项具有挑战性的任务。
本文将探讨这方面的最新研究成果。
一、制备方法制备聚合物纳米复合材料的常见方法包括溶液共混、自组装、热成型、浸涂、原位聚合和纳米压延等。
其中最常用的方法是溶液共混和自组装。
溶液共混通过将聚合物和纳米颗粒溶解在同一溶剂中，然后混合均匀，蒸发溶剂后得到复合材料。
自组装法则是通过离子吸附、静电相互作用、范德华力、氢键等相互作用力来组装纳米颗粒和聚合物。
二、表征方法了解聚合物纳米复合材料的微结构以及纳米颗粒和聚合物之间相互作用的特性对于解释其性能是非常重要的。
常用的表征方法包括透射电镜、扫描电子显微镜、X射线衍射、红外光谱、热重分析和动态机械分析。
其中，透射电镜和扫描电子显微镜可以在纳米尺度下观察材料的微观结构和形貌，X射线衍射可以提供晶体结构和晶格参数等信息，红外光谱可以确定材料的化学成分和官能团，热重分析可以分析材料的热稳定性和分解动力学，动态机械分析可以测定材料的力学性能。
三、性能研究聚合物纳米复合材料的性能研究包括力学性能、电学性能、热学性能等方面。
力学性能很大程度上受到纳米颗粒的尺寸、形状和聚合物基体的性质的影响。
近年来，许多研究表明，纳米颗粒的添加可以显著提高复合材料的刚度和强度。
电学性能的研究重点是探索聚合物纳米复合材料作为电极、传感器和储能材料等领域的应用潜力。
同时，热学性能的研究也逐渐受到了越来越多的关注，尤其是在制备高性能导热材料方面。
四、应用前景聚合物纳米复合材料具有广泛的应用前景，在诸如催化、药物传递、水处理、环境保护、能源储存和转化等方面都有潜在的应用。
近年来，许多研究工作已经展示出了这些复合材料在这些领域的应用潜力。
例如，聚合物基复合材料的可持续性和低毒性使其成为有前途的代替传统材料的候选材料。
磁性聚合物复合微球调剖堵水剂研究_涂伟霞
A B
800.3 1095.4
1661.3
2945.3 3210.0 1718.4
500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 !"/cm-1
!2Fe3O4@SiO2(A)"PAMAA/Fe3O4@SiO2(B)#$%&’!
图２中， 谱图 Ａ 和 Ｂ 分别为 Ｆ ｅ Ｓ ｉ Ｏ ３Ｏ ４＠ ２ 纳米 ／ 粒子和聚合 物 复 合 微 球 Ｐ ＡＭＡＡ Ｆ ｅ ｉ Ｏ ３Ｏ ４ ＠Ｓ ２ 的 红外光谱图 。 在谱图 Ａ 中 ， ８ ０ ０． ３ｃ ｍ－１ 处 为 Ｓ ｉ －Ｏ－ Ｓ ｉ键的弯曲振动吸收峰 ， １ ０ ９ ５． ４ｃ ｍ－１ 处为 Ｓ ｉ Ｓ ｉ －Ｏ－ 键的伸缩振动吸收峰 ， ９ ４ ４． ８ｃ ｍ－１ 处 为 Ｓ ｉ －ＯＨ 键 的弯曲振 动 吸 收 峰 。 在 谱 图 Ｂ 中 ， 发现谱图 Ａ 中 在１ Ｓ ｉ Ｏ ６ ６ １． ３ｃ ｍ－１ 、 １ ７ １ ８． ４ ２ 的 特 征 峰 消 失， ｃ ｍ－１ 、 ２ ９ ４ ５． ３ｃ ｍ－１ 、 ３ ２ １ ０． ０ｃ ｍ－１ 处 出 现 新 特 征 峰， 其中 ， １ ６ ６ １． ３ｃ ｍ－１ 处为酰胺中 Ｃ＝Ｏ 键的振动 吸收峰 ， ３ ２ １ ０． ０ｃ ｍ－１ 处为酰胺中 Ｎ－Ｈ 键 的 伸 缩 振动吸收峰 ， １ ７ １ ８． ４ｃ ｍ－１ 处 为 酸 中 Ｃ＝Ｏ 键 的 振 动吸收峰 ， ２ ９ ４ ５． ３ｃ ｍ－１ 处为甲基中 Ｃ－Ｈ 键的不 对称伸缩振动吸 收 峰 。 由 谱 图 Ｂ 中 Ｓ ｉ Ｏ ２ 的特征峰 消失及聚合物组分 的 特 征 峰 出 现 ， 说明发生聚合反 应后 Ｓ 形成了复合 ｉ Ｏ２ 被完全包埋到聚合微球内部 ， 结构 。
渤海油田纳米级聚合物微球特性研究
第37 5期2018 5 月石油化工应用PETROCHEMICAL INDUSTRY APPLICATIONYol.37 No.5May. 2018渤海油田纳米级聚合物微球特性研究薛新房鞠野刘俊辰2$马永宇2,杨子浩2(1.中海油田服务股份有限公司，天津300459@2.中国石油大学提高采收率研究院，北京102249)摘要:针对渤海海上油田注水指进现象及窜流严重，导致注入水低效循环的现状，研发了一种纳米级聚合物微球，考 察了其水化性能、注入性能、封诸性能和提高原油采收率能力，对新型在线聚合物微球深部调剖技术开展了研究及应用。
实验结果显示：该纳米级聚合物微球的粒径分布受水化时间影响较大，随着水化时间的增长微球平均粒径在逐渐增 大，微球在矿化度水中是缓慢溶胀过程;该微球具有很好的连续注入性和优良的封诸性能。
采用聚合物+聚合物微球组 合的方式进行了驱油实验，结果显示该技术可以有效的提高原油采收率，可有效解决渤海油田增产挖潜困难的难题，对 渤海油田的 水 油 的关键词：纳米微球;渤海油田；原油采收率中图分类号:TE357.46 文献标识码:A文章编号：1673-5285( 2018 )05-0094-06D01:10.3969/j.issn.1673-5285.2018.05.021深部调剖改善水驱提高采收率技术在陆地油田已 取得良好的应用效果，但针对海上油田的系统深人研 究与应用才刚刚起步A W]。
海上油田的油藏环境和生产 条件独特，如海上平台生产作业空间受限、绕丝筛管 砾石充填防砂完井、大井距、长井段、一套井网多层开 采等，同采 水驱，油藏及水指进程度[5-8]。
鉴海上油田特点，陆油田成的深剖技术及 海上油田作业，深人开 海上油田特的改善水驱技术，提高海上油田采收率A9-11]。
海海上油田 大的海上油田。
由于其高油黏度(50 mPa.s~150 mPa.s，平均黏度 70 mPa.s)，高油 度（约65&)，油 、高 度(Ca2+，334 mg/L~517 mg/L；Mg2+，145 mg/L~228 mg/L，度为 9 780 mg/L~10 890 mg/L)等特点，一次水驱 油采收率 18%~20%，陆上油田的一水驱油采收率32%。
锦99块中东部纳米微球调驱技术的研究与实验
锦99块中东部纳米微球调驱技术的研究与实验锦99块经过多年的注水开发，平面上，油层的非均质性强，主体砂岩方向性强烈，尽管注采井网趋于合理，但油井见效具有明显的方向性。
纵向上非均质性严重，注水开发过程中层间矛盾较大，单层突进现象严重，油层动用极为不均。
从吸水剖面显示，吸水厚度占射开厚度的67.2%，主力吸水层的厚度占总厚度的31.0%。
这样客观上造成了见效的高渗透层含水高，产能高；而注水效果差的低渗透层地层压力低，产液能力低。
通过开展纳米微球调驱，改善了吸水剖面，提高了中、低渗透层的动用程度，到达了提高水驱波及体积，提高区块采收率的目的，具有很好的推广前景。
标签：锦99块；调驱；聚合物纳米微球1 锦99块总体概况1.1 地质概况锦99块位于辽河断陷盆地西部凹陷西斜坡的西南部，北靠千12块，南邻锦7块。
开发目的层为杜家台油层，是一个被断層遮挡的边底水油藏，断块被五条正断层切割为三个独立的四级断块，即东块、西块和中块。
东块为断鼻构造，高点在11-01井处；中块为东南向西北方向抬起，高点在13-502井和16-5204井处；西块是被两条断层夹持的断鼻构造，高点在18-03井处。
1.2 生产现状本次调驱部署集中在锦99块中东块，下面重點对锦99块中东块进行调驱部署研究。
截止到2015年7月锦99块中东块共有油井42口，开井33口，日产油40.4t，日产水612.2t，含水93.8%，累产油236.9698×104t，累产水923.1196×104t，采油速度0.16%，采出程度26.51%。
注水井17口，开井16口，日注水量1392m3，累注水1419.3962×104t，月注采比2.13，累注采比1.21。
2 存在的主要问题2.1 局部注采系统不完善，油水井井况差，限制挖潜措施锦99块目前共有油井83口，开井56口，共有水井39口，开井20口，开井注采井数比1：2.8，注采井数比偏低。
聚合物微球调驱研究
第２８卷第６期张增丽，等：聚合物微球调驱研究文章编号：１００１－３８７３（２００７）０６－０７４９－０３收稿日期：２００６－１２－２１修订日期：２００７－０３－２８作者简介：张增丽（１９８４－），女，山东临沂人，在读硕士研究生，油气田开发，（Ｔｅｌ）０５４６－８３９１１５５（Ｅ－ｍａｉｌ）ｚｅｎｇｌｉｕｐｃ＠１６３．ｃｏｍ．聚合物微球调驱研究张增丽，雷光伦，刘兆年，徐慧，王霞（中国石油大学石油工程学院，山东东营２５７０６１）摘要：亚微米聚合物弹性微球具有在油层孔隙中不断运移、封堵、改变注入水渗流方向的特点，从而能提高注入水波及体积。
介绍了聚合物弹性微球调驱特点，实验研究了在不同矿化度和温度下微球的吸水膨胀规律以及微球在填砂管中的封堵效果。
研究表明，微球具有一定膨胀性，温度越高，矿化度越低，微球膨胀倍数越大；注入微球能显著提高阻力系数，微球含量越高，注入量越大，注入压力越高，后续注水阶段，微球仍能保持较高的残余阻力系数。
关键词：聚合物；波及系数；剖面调整；采收率中图分类号：ＴＥ３５７．４３文献标识码：Ａ调剖是目前应用较多的一种提高采收率的方法，主要有无机颗粒堵剂调剖、预交联体膨堵剂调剖、交联聚合物凝胶调剖等［１］。
目前的颗粒型调剖剂，由于其粒径较大，往往只在水井附近油层起到封堵作用，水会很快绕流再次进入高渗层；交联聚合物凝胶，当后继注入水突破凝胶层后，其对水的阻力会大幅降低，使有效期变短。
这些调剖方法，主要是改善了注水井附近渗流状况，提高了注水井附近的波及体积，而注水井附近剩余油饱和度小，因此提高采收率程度不大。
水驱或聚合物驱后的油田，需要阻力系数更大，提高波及能力更强的提高采收率新技术。
１聚合物弹性微球调驱技术１．１微球外观形态聚合物弹性微球是粒径在０．２￣２０μｍ的活性聚合物凝胶球体。
采用显微镜照相技术对微球的外观形态进行直接观察（图１），由图１可以看出，微球粒度比较均匀，球度高，在溶液中分散性、悬浮性好。
锦99块中东部纳米微球调驱技术的研究与实验
单井 组 注 入 量设 计按 照 下 式计 算 。 注入 量 Ｑ ＝ ａ ｘ Ｒ ２ ｑ ￣ ｈ 锦９ ９块位于辽河断陷盆地西部凹陷西斜坡的西南部 ，北靠千 ３ ． ２ 聚合 物 纳米 球 机 理 ｌ ２ 块， 南 邻锦 ７块 。开 发 目的层 为 杜 家 台 油 层 ， 是 一 个 被 断 层遮 挡 聚合 物纳 米 球 具 有 良好 的 调 驱效 果 ，注人 过 程 中压 力 变 化 不 的边底水油藏，断块被五条正断层切割为三个独立 的四级断块 ， 即 大， 对于非均质油藏， 注入 的化学剂优先进入高渗层 ， 起到封堵调驱 东块 、 西块和中块。东块为断鼻构造 ， 高点在 １ １ － ０ １ 井处 ； 中块为东 的作 用 ， 后续 注 水进 人 中低 渗透 层 ， 改 善 水 的 波及 效 率 ， 同 时 能够 在 南 向西北方向抬起 ， 高点在 １ ３ — ５ ０ ２ 井和 １ ６ — ５ ２ ０ ４井处 ； 西块是被两 地 层 深处 封 堵孔 喉 ， 改 变 注 入 流体 的方 向进 一 步 改善 水 驱 效果 。特 条 断层夹持的断鼻构造 ， 高点在 ｌ ８ — ０ ３ 井处 。 点： 选择孔喉作为工作部位 ， 实现液流改 向， 具体表现在： １ ． ２ 生产 现 状 （ １ ） 利用微米尺寸材料 ， 解决注入性与封堵能力问题 。 本次调驱部署集 中在锦 ９ ９块中东块 ， 下面重点对锦 ９ ９ 块 中东 （ ２ ） 解 决 了 以往凝 胶 类 调剖 剂地 下 交 联控 制 困难 问题 。 块 进 行 调驱 部 署研 究 。 （ ３ ） 解决了材料稳定性和耐久性问题。 截止到 ２ ０ １ ５年 ７月锦 ９ ９ 块 中东块共有 油井 ４ ２口 ，开 井 ３ ３ （ ４ ） 对地下水矿化度 、 温度不敏感——适用 于各类油藏。 １ ２ １ ， 日产 油 ４ ０ ． ４ ｔ ， 日产 水 ６ １ ２ ． ２ ｔ ， 含水 ９ ３ ． ８ ％， 累产油 ２ ３ ６ ． ９ ６ ９ ８ ｘ ｌ ０ ４ ｔ ， （ ５ ） 着 眼 于孔 喉 ， 用量 相 对较 少 。 累产水 ９ ２ ３ ． １ １ ９ ６ ｘ ｌ ０ ４ ｔ ， 采油速度 ０ ． １ ６ ％， 采 出程度 ２ ６ ． ５ １ ％。注水井 （ ６ ） 可 以 与各 种表 活 剂 等复 合使 用 ， 提 高驱 替 效 率 。 １ ７口 ＇ 开井 １ ６口 ， 日注 水 量 １ ３ ９ ２ ｍ 。 ， 累注 水 １ ４ １ ９ ． ３ ９ ６ ２ ｘ ｌ ０ ｈ ， 月 注 采 （ ７ ） 在各 类 油 田污 水 溶解 分 散 迅速 。 比２ ． １ ３ ， 累 注采 比 １ ． ２ １ 。 室内研究表 明， 单 管模 拟驱替实验 ， 注入 ０ ． ３ Ｐ Ｖ ， 纳米驱驱油效 ２ 存 在 的主 要 问题 率８ ． ９ ２ ％， 封堵 率 为 ９ ２ ． １ ６ ％。 ２ ： １局 部 注采 系 统 不完 善 ， 油 水井 井 况 差 ， 限制 挖 潜 措施 前置段塞 主要封堵高渗流通道 ， 调整纵向矛盾 ； 主段赛调整平 锦９ ９块 目前共有油井 ８ ３口， 开井 ５ ６ Ｈ， 共有水井 ３ ９口， 开井 面矛盾 ， 实现深部调驱 。 ２ ０口， 开 井 注 采井 数 比 １ ： ２ ． ８ ， 注 采 井数 比偏低 。 局 部无 注 水 井控 制 。 ４ 应 用 效果 锦９ ９杜中东块 目前该块共有油水井 ５ ９口，有 ｌ ８口井的井况 锦２ — １ ３ — ５ ０ ２ 水井调驱 自２ ０ １ ５年 １ ２ 月 １ Ｏ 开始施工 ， ２ ０ １ ６ 年４ 有 问题 ， 占油水井 总数的 ３ ０ ． ５ ％， 井况差加大 了实际注采井 网的不 月 ２ ３日施工结束 ， 累注纳米微球 ５ ４ ０ ７ ０ ｋ ｇ 。通过对全井组的跟踪分 完善 ， 限制 了挖 潜 措 施 的 实施 。 析， 已初步取得调驱效果 ， 主要体现在以下几个方面。 ２ ． ２ 目前开 发 方 式达 不 到 预测 水 驱采 收 率 ４ ． １调 驱 井效 果 评价 锦９ ９ 杜 中东 块 内部 油 水 井 间 主流 线 方 向水 淹 严 重 。 目前 开 发 注水压力提高 ， 措 施 前 注水 压 力 为 ５ ． ６ Ｍ Ｐ ａ ， 措 施 后 压 力 上 升 到 ． ８ Ｍ Ｐ ａ ， 提高了 ３ ． ２ ＭＰ ａ 。 调 剖剂 有效 地 封堵 了地 层 的水 流通 道 ， 高 渗 方式下 ， 采收率仅为 ２ ９ ． ５ ％， 井 间剩余油无法动用 ， 很难达到预测水 ８ 驱 采 收率 ３ ２ ． ６ ％（ 表 １ ） 。 透 层 的 吸水 量 受 到 限 制 ， 迫使液流改向 ， 中低 渗 透 层得 到 了 一定 程 度的动用 ， 从而提高了水驱波及体积。 表 １锦 ９ ９ 块 采 收 率预 测表 ４ ． ２对 应 油井 效 果评 价 序号 预测 方 法 回 归公式 相关 系 数 Ｅ Ｒ ％ 调 驱井 对 应 ７口油 井 ， 日产 油 量 由措 施 前 的 ５ ． ８ ｔ ， 措施 后 ３ ． ５ ｔ ， 平均 日产 ９ ． ８ ｔ ， 日增油量 ４ ｔ ； 综合 含 ｌ 纳 札 洛夫 水 驱 曲线 Ｌ ｐ ／ Ｎ ｐ ＝ ０ ． ０ ０ １ ７ Ｗ ｐ ＋ ２ ． ２ ８ ２ ４ ０ ． ９ ８ ８ ８ ３ ＆７ ５ 井组 日产最 高达到 １ 水 由措施前的 ９ ６ ． ９ ％下降到 目前 的 ９ ５ ． ７ ％， 降水量达 到 １ ． ２ 个 ２ 马克西莫夫一 Ｌ 童宪 章水 驱 特征 曲线 ｇ Ｗ Ｐ ＝ ０ ． ０ ０ ４ ２ Ｎ Ｐ ＋ １ ． ６ ０ ８ ２ ０ ． ９ ７ ５ １ ３ ４ ． ２ ６ 百分点 ， 到 目前 为 止 ， 累积 增 油 １ ６ ９ ７ ｔ 。 说 明 注入 的堵 剂 封堵 了 部 分 水 流通 道 ， 达 到 了调 驱 的 目的 。 ３ 西 帕 切夫 水 驱 曲线 Ｌ ｐ ／ Ｎ ｐ ＝ ０ ． ０ ０ １ ６ Ｌ ｐ ＋ Ｉ ． ８ ４ １ ８ Ｏ ． ９ ９ １ ３ ３ ４ ． ５ ７ ５结 束 语 ４ 衰 减 曲 线法 Ｎ ｐ ｔ ＝ ４ ５ １ ． ２ ３ ｔ 一 ５ １ ８． ２ ８ ０ ． ９ ９ ９ ５ ３ ｎ ８ ７ 鉴 于在 锦 ２ — １ ３ — ５ ０ ２井 上 实施 大剂 量 深 部 调 驱 试 验 所 取 ５ 童 氏曲 线法 Ｌ ｇ （ ｆ ｗ ／（ 卜ｆ ｗ ） ） ＝ ７ ． ５ （ Ｒ － Ｅ ０＋ １ ． ６ ９ ３ ０ 得 的初 步 成 效 ， 建议在锦 ９ ９块 进 行 推 广 试 验 ， 从 而 改 善 吸 水 平 均 ３ ２ ． ６ 剖面 ， 提高中、 低渗透层 的动用程度 ， 到达提高水驱波及体积 ， 提高区块采收率的 目的。 ２ ： ３非均质较强 ， 致使纵 向上动用差异较大 参 考文 献 该 块 层 间 非 均 质性 较强 ， 随 着 开 发 的 逐 渐 深入 ， 单 层 突进 现 象 ［ １ 】 高凤 伟 ． 锦 ９ ９块 （ 杜） 水 井调 驱 试 验 及 应 用推 广 ［ Ｊ ］ ． 中 国 高新技 术 严重 ， 层 间矛盾突出 ， 统计锦 ９ ９块 吸 水 剖 面 ， 吸 水 厚 度 占射 开 厚 度 企 业 ． ２ ０ ０ ８ ． 的５ ６ ． ８ ％， 动 用程 度 极 不 均衡 ， 锦９ ９块 整体 采 出程 度 ２ ７ ． １ ％， 而 中西 ［ ２ ］ Ｚ凤刚． 调 堵结合技 术可行性研 究及参 数优 化［ Ｊ ］ ． 科 学技 术与工 块 的采 出程 度 高 达 ５ ０ ． ４ ４ ％。 程 ． ２ ０ １ ４ ． ２ ． ４低部位油井水淹严重 、 高部位尖灭带附近油井低产液现象 作 者简 介 ： 梁海波， 助 理 工程 师 ， ２ ０ １ ３年 毕 业 于辽 宁 工程技 术 大 该块投产以来 ， 受构造储层条件制约 ， 注水主要采用边部注水 学 电 气工 程 及 其 自动 化 专业 ， 学 士 学位 ， 现 任 辽 河 油 田锦 州采 油 厂 加 内部点状注水方式开发 ， 位于高部位尖灭带附近 的井 ， 由于物性 工 艺研 究所技 术 员。 较差 ， 且注采不完善普遍存在低产液现象 。 ３调 驱 工艺 方 案 设计 ３ ． １配方 设 计 调驱 采 用 聚合 物 纳 米球 调 驱体 系 。 依据公式 ， 计算调驱半径 ２ ５ ｍ， 调驱井距 １ ／ ３ — ２ ／ ３ 处。 Ｒ 一 调 驱半 径 ， ｍ； ｈ 一 调 驱层 段 厚度 ；
BZ25-1油田沙二段储层聚合物纳米微球调驱体系的研究
BZ25-1油田沙二段储层聚合物纳米微球调驱体系的研究武文玉【摘要】针对BZ25-1油田开发现状,在室内开展聚合物纳米微球调驱体系性能评价,通过物理模拟实验,对其封堵和调驱性能进行研究.结果表明,BZ25-1油田用聚合物微球平均直径100nm,水化时间3～5d,膨胀性较好,抗压强度优良.聚合物微球在高低渗岩心中封堵率分别为94.56％和92.78％,且对非均质油藏具有较好的驱油效果,在高低渗层采收率分别提高19.3％和9.2％.【期刊名称】《精细石油化工进展》【年(卷),期】2017(018)005【总页数】4页(P12-14,17)【关键词】聚合物微球;调驱;封堵;抗压强度;膨胀倍数【作者】武文玉【作者单位】中海油常州涂料化工研究院有限公司天津海洋工业防护技术分公司,天津塘沽300452【正文语种】中文渤中25-1油田地层温度120～135 ℃。
储层平均孔隙度为16.3%，平均渗透率为42.7×10-3 μm2，地层水为重碳酸氢钠型，总矿化度为8 907 mg/L，氯离子含量为1 117 mg/L。
BZ25-1油田属于低孔低渗储层，其储层产能递减速度快，如何有效地提高生产井的产量是目前油田开发面临的难点。
现场生产井注水开发过程中，含水增长率加快，最终导致生产井水淹，井网调整及局部调剖只能达到缓解水淹而不能解决水淹，目前该油田急需一项改善注水开发效果的调驱新技术[1]。
针对BZ25-1油田开发现状，开展聚合物微球调驱技术室内研究，对目标油藏的流体特征及储层物性进行分析，通过对聚合物微球体膨颗粒的性能进行筛选评价[2]，为油田现场聚合物微球调驱技术的实施筛选出最佳的调驱剂[3]。
基于以上研究，最终通过建立物理模拟实验[4]，对药剂体系的封堵和调驱性能进行研究[5]。
聚合物微球调驱技术[6]主要是针对低孔低渗油藏提高采收率技术，该技术主要是采用与储层孔喉匹配的纳米聚合物颗粒，有效地改善储层深部油水流度比的提高采收率技术[7]。
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纳米聚合物微球调剖性能研究X付 欣1,刘月亮1,葛际江1,俞 力2,朱伟民2(1.中国石油大学(华东)石油工程学院,山东青岛 266555;2.中石化江苏油田分公司工程院,江苏扬州 225000) 摘 要:聚合物微球具有在地层孔道中运移、封堵、改变注入水渗流方向的特点,可以持续提高注入水的波及体积,是一种很有潜力的深部调剖剂。
微球的调剖性能对其在油田上的应用起着至关重要的作用,本文运用T EM 、并联填砂管模型等实验分析手段,考察了MG-5型聚合物微球在75℃油田注入水环境下,经过不同膨胀时间后的粒径,以及不同膨胀时间下的聚合物微球对非均质地层的调剖性能。
实验结果显示,由油田注入水配制的MG -5型微球在75度下膨胀5d 时粒径达到175nm ,膨胀15d 时粒径达到375nm 、膨胀15d 时粒径达到500nm 。
随着微球粒径大增大,微球对填砂管的封堵效率越来越高,调剖效果越来越明显。
可见,微球的粒径与地层渗透率的具有良好的配伍性能。
同时从压力变化曲线可以看出,MG -5微球具有很好的运移性能和封堵性能。
关键词:聚合物微球;深部调剖;TEM;并联填砂管模型 中图分类号:T B383∶T E357.6 文献标识码:A 文章编号:1006—7981(2012)07—0001—05 我国大部分油田的开发已经进入到中后期,油井平均含水已达80%以上,东部地区的一些老油田含水高达90%以上,因此选择一种合适的调剖剂,对于提高采收率至关重要。
由于普通调剖剂无法实现深部封堵,并且对地层伤害较大,成本高等缺点[1]。
近年来,聚合物微球作为一种新型的深部调驱剂,被广泛应用。
它是以交联聚合物溶液为基础开发出来的新型交联聚合物,是采用目前国内外研究较多的乳液、微乳液及分散聚合技术制备的,微球尺寸可控,分散性能好,可用油田污水配制工作液,在油田中后期开发中使用。
因此研究清楚聚合物微球的使用条件、调驱性质,对于聚合物微球进一步应用具有重大意义[2]。
目前的室内研究大多利用单一渗透率的岩心或填砂管模型对聚合物微球的封堵特性、运移性开展研究。
而对其在非均质地层中的调剖性能的研究则开展较少。
本文利用并联填砂管模型,针对不同粒径下(粒径随膨胀时间增加而增大)的MG-5型聚合物微球,研究其对非均质地层运移性质和封堵性质。
1 实验部分1.1 实验仪器与药品1.1.1 实验药品与材料1.1.1.1 聚合物微球实验中所用聚合物微球,MG -5型聚合物微球,由江苏油田工程院送样。
油田水试验中用到江苏油田提供的注入水和地层水,组成分别见表1和表2。
1 2012年第7期 内蒙古石油化工X收稿日期5基金项目国家自然科学基金青年基金项目(5)。
作者简介付欣(),男,中国石油大学(华东)在读研究生,从事油田化学与提高采收率方面研究。
1.1.1.2:2012-02-1:1104170:1987-1.1.2 实验仪器 表3实验仪器名 称型 号产 地透射电子显微镜JEM-2100UHR日本电子公司秒表MC396深圳市惠波工贸有限公司数值采集器北京中创科技有限公司万分之一天平PA200瑞士MET RLE R公司超级恒温水浴501上海实验仪器厂LB-100平流泵2PB100C北京卫星制造厂精密压力表YB-150B西安高精密仪表厂压力传感器成套驱替装置-海安石油科技公司1.2 实验方法1.2.1 聚合物微球T EM粒径分析1.2.1.1 聚合物微球的热处理在100ml的丝口瓶中用油田水配置质量分数为2%的微球水溶液,通N2除氧后密封,然后将上述丝口瓶放在一定温度下的恒温振荡水浴中进行热处理。
将热处理不同时间后的微球进行T EM分析。
为避免微球水溶液氧化降解,丝口瓶一旦打开后,一般不再继续进行热处理,下次分析则选用另一丝口瓶中的溶液。
1.2.1.2 T EM分析用滴管取3滴配制好的聚合物微球溶液,将其用环己烷稀释数倍,然后用TEM专用铜网从稀释液中捞取试样,晾干后安放在样品台上载入样品室,成像观察,调节拍照。
1.2.2 微球对非均质地层的调剖性质研究实验过程如下:填砂管准备:实验采用使用120-140目石英砂和底层水进行湿法填砂,地层水测填砂管渗透率,当填砂管的渗透率满足实验要求时,进行下一步实验。
表4地层水测填砂管渗透率数据表项目第一组第二组第三组高渗管渗透率249.78m D223.49mD193.01mD低渗管渗透率55.51m D95.42mD50.25mD渗透率级差 4.5 2.4 3.9注入微球类型75度膨胀5天(5)75度膨胀15天(35)75度膨胀25天(5)目标地层平均渗透率为5D左右,地层渗透率较高值为～D按图1所示连接实验装置,中间容器罐中装入沙-7注入水。
进行水驱,驱替速率为1.0ml/min。
待高、低渗管压力及出液量均稳定时,停止实验。
中间容器罐中装入膨胀后MG-5微球(75℃膨胀5d、75℃膨胀10d、75℃膨胀25d),注入微球。
注入微球速率为1.0ml/min,注入0.3PV(以高渗管出液量计算注入PV数)。
中间容器罐中装入注入水,进行后续水驱。
驱替速率为1.0ml/min。
待高、低渗管压力及出液量均稳定时,停止实验。
图1 并联模型实验装置示意图2 结果与讨论2.1 MG-5聚合物微球T EM粒径分析通过T EM拍摄微球不同膨胀时间下的粒径照片,统计不同膨胀时间下聚合物微球粒径特征如下表所示:表5 不同膨胀时间下聚合物微球粒径特征表膨胀时间,d最频值最频粒径,Lm最频粒径范围,Lm粒径范围,L m00.410.0550.045～0.0550.035～0.07550.340.1750.075～0.1750.075～0.375150.20.3750.325～0.4750.025～0.675250.30.50.4～0.60.1～0.7 最频值指相对含量的最高值;最频粒径指相对含量的最高时微球所对应的粒径;最频粒径范围指相对含量处于较高水平时微球所对应的粒径范围。
不同膨胀时间下聚合物微球TEM粒径照片如图2所示。
2.2 微球对非均质地层的封堵性质研究2.2.1 高渗管渗透率为249.78mD,低渗管渗透率为55.51mD,级差等于4.5,注入75度下膨胀5d的MG5微球溶液。
2内蒙古石油化工 2012年第7期 17nm7nm00nm0m200400m-图2 不同膨胀时间下聚合物微球T EM粒径照片图3 并联模型压力曲线从图3压力曲线可以看出注入微球后,注入端和高渗管1号测压点的压力明显上升,说明微球对高渗管形成的有效的封堵。
并且可以从红色、蓝色曲线中看出微球只是在高渗填砂管内运移至号测压点处,并未运移至深部;同时从绿色曲线中看出微球也没有运移至低渗管的深部。
因此从注入端到高、低渗中间测压点之间的填砂管的阶段渗透率能够很好的反映微球对填砂管的封堵效率。
从图4流量变化曲线可以看出,未注入微球前,当高、低渗管的流量和压力均达到稳定时,高渗管流量为0.9ml/min,低渗管流量为0.1ml/min,分流比为9∶1。
注入微球后,后续水驱当高、低渗管的流量和压力均稳定时,高渗管流量为0.85ml/min,低渗管流量为0.15ml/min,分流比为5.5∶1。
可见,随着微球对高渗管形成封堵,高渗管的流量有所降低,低渗管流量有所增高。
注入微球达到一定的调剖作用,但因为微球膨胀时间较短,粒径较小,不能对高渗管形成理想的封堵,但是却可以有效的封堵低渗管。
所以调剖效果不明显。
从图5中可以看出,随着微球的注入,低渗管的渗透率大幅下降,当高渗管注入微球达到0.3PV 时,低渗管注入了0.08PV。
这使得微球封堵高渗管的同时也对低渗管形成了封堵。
导致低渗管的注入端与中间测压点之间的阶段渗透率降低至8.0mD,封堵效率为85.6%。
而高渗管的注入端与中间测压点之间的阶段渗透率变为5D,封堵效率为%。
高渗管渗透率为3D,低渗管渗透率为5D,级差等于,注入5度下膨胀5的MG5微球溶液。
3 2012年第7期 付欣等 纳米聚合物微球调剖性能研究171.m71.42.2.222.49m9.42m 2.471d-从图6压力曲线可以看出注入微球后,注入端、高渗管1号测压点和低渗中间测压点的压力明显上升,说明微球对高渗管形成的有效的封堵。
并且可以从红色、绿色曲线中看出微球只是在高渗填砂管内运移至1号测压点处,并未运移至深部;同时从蓝色曲线中看出微球在低渗管中发生运移,运移至低渗管的深部。
因此从注入端到高渗中间测压点之间的填砂管的阶段渗透率能够很好的反映微球对高渗管的封堵效率。
从图流量变化曲线可以看出,未注入微球前,当高、低渗管的流量和压力均达到稳定时,高渗管流量为,低渗管流量为3,分流比为2.3∶1。
注入微球后,后续水驱当高、低渗管的流量和压力均稳定时,高渗管流量为0.5ml/min,低渗管流量为0.5ml/min,分流比为1∶1。
可见,随着微球对高渗管形成封堵,高渗管的流量有所降低,低渗管流量有所增高。
注入微球达到很好的调剖作用。
调剖效果明显。
从图中可以看出,随着微球的注入,低渗管的渗透率大幅下降,当高渗管注入微球达到3V4内蒙古石油化工 2012年第7期 70.7ml/min0.ml/min 80.P时,低渗管注入了0.13PV。
这使得微球封堵高渗管的同时也对低渗管形成了封堵。
导致低渗管的注入端与中间测压点之间的阶段渗透率降低至41.0mD,封堵效率为57%。
而高渗管的注入端与中间测压点之间的阶段渗透率变为27. 0mD,封堵效率为87.9%。
2.2.3 高渗管渗透率为193.01mD,低渗管渗透率为50.25mD,级差等于3.9,注入75度下膨胀25d的MG-5微球溶液。
从图9压力曲线可以看出注入微球后,低渗管和高渗管的所有压力均明显上升,说明微球对高渗管和低渗管形成了有效的封堵。
并且可以从红色、蓝色曲线中看出微球在高渗填砂管内发生运移,运移至低渗管的深部;同时从绿色曲线中看出微球在低渗管中发生运移,运移至低渗管的深部。
从图10流量变化曲线可以看出,未注入微球前,当高、低渗管的流量和压力均达到稳定时,高渗管流量为,低渗管流量为,分流比为∶。
注入微球后,后续水驱当高、低渗管的流量和压力均稳定时,高渗管流量为5,低渗管流量为5,分流比为∶。
可见,随着微球对高渗管形成封堵,高渗管的流量有所降低,低渗管流量有所增高。
注入微球达到很好的调剖作用。
调剖效果明显。
从图11中可以看出,随着微球的注入,低渗管的渗透率大幅下降,当高渗管注入微球达到0.3PV 时,低渗管注入了0.11PV。
这使得微球封堵高渗管的同时也对低渗管形成了封堵。
导致低渗管的注入端与中间测压点之间的阶段渗透率降低至29.1mD,封堵效率为42.1%。
而高渗管的注入端与中间测压点之间的阶段渗透率变为32.6mD,封堵效率为83.1%。