【摘 要】
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随着油田注水开发程度加深,生产井产油量少,开采难度大、成本高等问题,国内大部分老油田均出现含水率高等现象,达90%以上的高含水率会造成产油量下降,油井泵效降低以及管线设备严重腐蚀,还会增加污水处理的工作量,因此通过堵水作业是提高采油率,降低油田含水率,是稳油增产最有效的手段。目前国内外油井堵水技术成功率不到50%,堵水作业均会出现一定程度的负面影响,因此针对砂岩类油藏大孔道地层产水严重的开发现状,
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随着油田注水开发程度加深,生产井产油量少,开采难度大、成本高等问题,国内大部分老油田均出现含水率高等现象,达90%以上的高含水率会造成产油量下降,油井泵效降低以及管线设备严重腐蚀,还会增加污水处理的工作量,因此通过堵水作业是提高采油率,降低油田含水率,是稳油增产最有效的手段。目前国内外油井堵水技术成功率不到50%,堵水作业均会出现一定程度的负面影响,因此针对砂岩类油藏大孔道地层产水严重的开发现状,通过室内试验研究,研制了一种能够改变大孔道油水相对渗透率的溶液型阳离子型并具备有效的堵水不堵油特性的选择堵水体系,对体系的作用机理和稳油控水性能进行了深入的分析和探究,解决了目前堵水剂应用中交联类、树脂类以及凝胶类堵剂等普遍存在的储层堵剂滞留问题、水锁效应。对于砂岩油藏来说,岩石一般带负电性,岩石储层由于天然裂缝或压裂、酸化等开发后产生人为诱导裂缝,导致地层形貌呈现大尺寸、大孔道、裂缝性的特点,使得油井含水率急剧上升,产油量下降,为能达到吸附岩石表面并改变地层油水相对渗透率达到堵水目的,制备出分子量适中、具有良好吸附性能的阳离子聚合物作为溶液型阳离子选择堵水剂。采用丙烯酰胺（AM）和阳离子单体二甲基二烯丙基氯化铵（DMDAAC）进行改性,以水溶液聚合法,通过自由基聚合合成一种阳离子聚合物P-OL作为堵水剂主剂,通过考察单体配比、单体质量分数、引发剂用量、反应温度和体系pH值对P-OL阳离子聚合物分子的分子量及在最佳吸附温度下静态吸附效果的影响规律,利用单因素实验对合成条件进行优化,确定最佳合成条件:单体质量分数40%,DMDAAC:AM摩尔质量比为1:6,引发剂V50加量为总质量的0.05%,反应温度45℃,体系pH值为7,聚合物分子量因控制在140万-160万之间,在石英砂上的静态吸附量大于1.5mg/g。通过岩心实验对阳离子聚合物P-OL的选择堵水性进行初步探究,分析岩心水、油相残余阻力系数变化,证明P-OL具有一定油水相对渗透率改变能力;通过红外光谱对P-OL聚合物表征,确定所合成产物为目标产物P-OL;通过热重分析可知P-OL聚合物本身具有良好的热稳定性,适用于复杂油田地层环境,表观粘度测定探究P-OL堵水剂注入性是否满足油田应用要求;用模拟地层水考察P-OL的抗盐稳定性;根据动态吸附等温线建立P-OL的Langmuir吸附模型;测定经P-OL处理前后的石英砂表面接触角,P-OL单分子吸附层能够使石英砂表面实现润湿性反转,改变油水相相对渗透率,将岩石表面由亲油性反转为亲水性,或由强亲水性转弱亲水性,最终改变岩石表面润湿性实现稳油控水。但岩心实验表明仅仅单独注入P-OL分子,其耐冲刷性能与有效期并不强,因此根据选择性阳离子堵水剂制备常用方法,通过考察复配体系的阳离子度对比,筛选引入一种纳米微球α-NANO作为辅助堵剂,与阳离子聚合物P-OL复配制得溶液型阳离子选择堵水剂SCPA体系,根据环境扫描电镜SEM图,分析SCPA体系与聚合物P-OL小分子在多孔介质中的吸附机理和堵水性能,并对SCPA综合性能评价和作用机理进行分析:在岩芯驱替实验中考察了单独注入聚合物P-OL和堵水剂SCPA的油水相残余阻力系数改变程度以及选择性作用NFFR值的变化,进一步考察体系稳油控水特性和油水选择性以及耐冲刷性能,并确定SCPA适用渗透率油藏地层类型。将堵水剂SCPA在阿尔3-26井进行现场应用,根据二连油田地质研究所数据显示,SCPA可有效降低油井含水量,同时能保证油井产油量和产液量的稳定,对今后在溶液型的堵水剂研究方向上具有重要指导意义,对目前国内其他高含水油田现场应用也具有相应参考价值。
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