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提高原油采收率是油田开发永恒的课题,化学驱油技术是大幅度提高原油采收率的主要手段,该技术在Ⅰ、Ⅱ类油藏取得了巨大成功。随着化学驱油技术应用规模的不断扩大,Ⅰ、Ⅱ类油藏已经全部动用,而Ⅲ类油藏地层温度高、地层水矿化度高,目前使用的聚合物驱油剂产品剪切稳定性差,耐温抗盐性能不好,难以满足高温高含盐油藏的需要。针对该问题,国内外学者开展了艰苦的攻关。本文针对胜利油田的油藏地质特点,通过理论研究、室内试验、物理模拟等手段,合成了新型高效环保有机交联剂,研制有机交联体系,该体系耐温抗盐,矿场先导试验取得了明显效果,为高温高盐化学驱大幅度提高采收率奠定了坚实的基础。本文取得的创新性成果如下:
⑴合成了新型的无毒无气味有机交联剂,研制了有机交联聚合物驱油体系,该体系在地层运移过程中可以交联,而且调节非均质性的能力比较强。形成了交联时间可控(10小时到7天)的高温高盐油藏驱油配方(可用于85℃以上,矿化度30000mg/L油藏)的有机交联剂。
⑵研究了聚合物与酚、醛有机交联剂以及促凝剂、稳定剂等作用机理,建立与时间、温度、矿化度、反应物及生成物浓度有关的有机交联反应动力学方程。通过研究了解到交联过程中的主要反应都基本是线性的,助凝剂能够有效地调节反应速度。
⑶建立了凝胶流变模型,描述凝胶的非牛顿流体特性,为数模研究提供参数方程。
⑷研究了渗透率和流动速率对有机交联聚合物体系剪切特性的影响规律,有机交联聚合物具有较高的流动阻力系数和残余阻力系数,该体系的阻力系数和残余阻力系数随剪切速率的增大有减小的趋势。
⑸在90℃,地层水矿化度33000mg/L的油藏条件下,进行了有机交联聚合物驱先导试验,并已有初步的矿场效果。