论文部分内容阅读
摘 要： H油田从2010年开展深部调驱技术，过程中出现调驱体系夏季成胶不稳定的问题，严重影响深部调驱的实施效果。针对这一技术难题，开展成胶影响因素研究，利用粘度法找出主控因素并形成了成膠稳定技术，现场应用取得良好效果。
关键词： 弱凝胶；成胶；影响因素；稳定技术
【中图分类号】 TE357.4 【文献标识码】 A 【文章编号】 2236-1879（2018）03-0179-01
1.研究背景
为改善H油田注水开发导致油藏非均质性加强、油水流度比大、现有注水技术增产难度大的难题，2010年开始实施深部调驱技术。在该技术运行过程中出现调驱体系夏季成胶率不稳定的问题，成胶率由90%降至75%。严重影响技术的实施效果。
2.成胶影响因素的研究
H油田深部调驱采用的是有机铬/聚合物体系，该体系是以分子间交联为主，分子内交联为辅的弱交联体系，具有成胶粘度大、粘弹性好、凝胶热稳定性高等优点，但容易受到配制工艺、配制环境等多方面因素的影响[1]。本文利用粘度法对影响体系成胶的8项因素进行研究，找到影响H油田深部调驱体系的主要因素。
2.1 温度的影响。
温度在40℃-70℃条件下时可成胶，此条件下温度与成胶速率成正比关系，温度越高，成胶速率越快，30d内粘度保持率可在85%以上。当温度超过85℃时，调驱体系在3d内迅速成胶，但短时间内破胶，热稳定性差。
2.2 pH值的影响 。
利用不同pH值的油田回注水配制凝胶调驱体系，在60℃下恒温，配方为“0.2%P+0.15%J”（以下实验同），观察体系的成胶情况和稳定性。实验结果显示，pH值在6～8时可成胶，pH值<6时不能成胶。
2.3 矿化度的影响。
利用纯净水、回注水、地层水以及模拟水，配制调驱体系，观察成胶情况。实验结果表明当矿化度高于20000mg/L后，成胶效果明显变差。
2.4 金属离子的影响。
利用含不同Fe2+离子浓度的回注水配制成调驱体系，观察成胶情况。实验结果表明，Fe2+浓度低于0.1mg/L，对体系粘度影响较小。当Fe2+浓度超过0.1mg/L，体系粘度在5d内迅速下降至100mPa.s以下，对成胶影响较大。
2.5 S2-的影响。
利用含有不同S2-离子浓度的回注水配制成调驱体系，实验结果表明，S2-浓度越高对粘度影响越大，当S2-浓度达到10mg/L时，10d后，体系粘度降低90%以上。
2.6 不溶悬浮物的影响。
利用高岭土颗粒模拟不溶悬浮物，利用不同悬浮物含量的回注水配制成调驱体系，观察成胶情况。实验结果显示，随悬浮物含量增加，体系粘度降低，当悬浮物含量达40mg/L时，体系初始粘度即可降低50%。
2.7 细菌的影响。
油田回注水中对调驱体系有影响的主要是硫酸盐还原菌[2]，根据石油行业相关标准（SY/T5329），普通中高渗油藏化学驱时水中硫酸盐还原菌浓度如果高于10个/mL，将会对成胶造成影响。
2.8 溶解氧的影响。
选择不同溶解氧浓度的回注水溶液配制成调驱体系，观察成胶情况。实验结果表明，水中溶解氧浓度越高，聚合物粘度保持率越低，当水中溶解氧浓度超过0.5mg/L时，将对体系粘度产生明显影响，在10d内体系粘度即降至初始粘度的10%以下。
2.9 调驱水质推荐标准。
根据室内实验数据和现场检测结果，建立出适合H油田深部调驱的水质推荐标准。
经检测，H油田悬浮物含量为43mg/L，硫酸盐还原菌含量在36为/mL，溶解氧含量为2.4mg/L，三项指标均超过要求，因此，以上三项指标为影响夏季成胶的主控因素。
3.成胶稳定技术的应用
3.1 净水技术。
在悬浮物含量为64 mg/L的污水中加入浓度为0.08%的净水剂处理后，悬浮物含量降低为7mg/L，利用处理过的水配制调驱体系，15d后凝胶粘度为12010mPa.s，而未经处理污水配制的凝胶体系粘度仅为130mPa.s，实验结果表明，通过净水的处理方法可消除悬浮物对成胶性能的影响。
3.2 杀菌技术。
常用的杀菌方法主要分物理法（紫外杀菌）、化学法（杀菌剂），由于回注水对紫外线的吸光度影响较大，物理法效果往往受到影响，因此污水杀菌一般采用化学法。通过室内实验，筛选了与聚合物配伍性好的两性杀菌剂，在加入浓度为0.015%的杀菌剂杀菌处理后，成胶正常且稳定，15d后粘度能保持在9000mPa·s。实验表明，通过杀菌的处理方法可消除细菌对成胶性能的影响。
3.3 除氧技术。
研究发现可通过添加除氧稳定剂降低水中溶解氧的浓度，此法可以有效阻止聚合物溶液粘度损失[3]。综合考虑技术和经济因素，通过室内实验筛选了还原型稳定剂硫脲作为H油田调驱用除氧稳定剂，加入0.03%稳定剂硫脲后，污水中溶解氧含量由3mg/L降低至0.017mg/L，体系成胶粘度与热稳定性大幅提高，15d成胶粘度14826mPa.s，并且30d粘度依然保持在10000mPa.s以上。实验表明，通过添加除氧稳定剂的处理方法可解决溶解氧对成胶性能的影响。
三项成胶稳定技术在现场应用后，解决了H油田深部调驱夏季成胶率低的难题，成胶率由原来的75%提升至95%。
4.结论
通过本次研究，得到以下几点认识：
（1）通过成胶影响因素研究，建立了适合深部调驱的水质标准，找出了影响H油田调驱体系成胶的主控因素：悬浮物、硫酸盐还原菌、溶解氧。
（2）采用具有净水、杀菌、除氧功能的成胶稳定技术具有良好的实施效果，解决了夏季成胶率低的问题，现阶段成胶率提升20%。
参考文献
[1] 邓俊 影响弱凝胶体系成胶的因素，化学工程与设备，2009，11，118-120
[2] 黄峰等 硫酸盐还原菌对水解聚丙烯酰胺的生物降解性研究，石油炼制与化工，1999，30（1），33-36
[3] 付美龙等 聚合物驱溶液中溶解氧对聚合物稳定性的影响，西南石油学院学报，1999，21（1），71-73
关键词： 弱凝胶；成胶；影响因素；稳定技术
【中图分类号】 TE357.4 【文献标识码】 A 【文章编号】 2236-1879（2018）03-0179-01
1.研究背景
为改善H油田注水开发导致油藏非均质性加强、油水流度比大、现有注水技术增产难度大的难题，2010年开始实施深部调驱技术。在该技术运行过程中出现调驱体系夏季成胶率不稳定的问题，成胶率由90%降至75%。严重影响技术的实施效果。
2.成胶影响因素的研究
H油田深部调驱采用的是有机铬/聚合物体系，该体系是以分子间交联为主，分子内交联为辅的弱交联体系，具有成胶粘度大、粘弹性好、凝胶热稳定性高等优点，但容易受到配制工艺、配制环境等多方面因素的影响[1]。本文利用粘度法对影响体系成胶的8项因素进行研究，找到影响H油田深部调驱体系的主要因素。
2.1 温度的影响。
温度在40℃-70℃条件下时可成胶，此条件下温度与成胶速率成正比关系，温度越高，成胶速率越快，30d内粘度保持率可在85%以上。当温度超过85℃时，调驱体系在3d内迅速成胶，但短时间内破胶，热稳定性差。
2.2 pH值的影响 。
利用不同pH值的油田回注水配制凝胶调驱体系，在60℃下恒温，配方为“0.2%P+0.15%J”（以下实验同），观察体系的成胶情况和稳定性。实验结果显示，pH值在6～8时可成胶，pH值<6时不能成胶。
2.3 矿化度的影响。
利用纯净水、回注水、地层水以及模拟水，配制调驱体系，观察成胶情况。实验结果表明当矿化度高于20000mg/L后，成胶效果明显变差。
2.4 金属离子的影响。
利用含不同Fe2+离子浓度的回注水配制成调驱体系，观察成胶情况。实验结果表明，Fe2+浓度低于0.1mg/L，对体系粘度影响较小。当Fe2+浓度超过0.1mg/L，体系粘度在5d内迅速下降至100mPa.s以下，对成胶影响较大。
2.5 S2-的影响。
利用含有不同S2-离子浓度的回注水配制成调驱体系，实验结果表明，S2-浓度越高对粘度影响越大，当S2-浓度达到10mg/L时，10d后，体系粘度降低90%以上。
2.6 不溶悬浮物的影响。
利用高岭土颗粒模拟不溶悬浮物，利用不同悬浮物含量的回注水配制成调驱体系，观察成胶情况。实验结果显示，随悬浮物含量增加，体系粘度降低，当悬浮物含量达40mg/L时，体系初始粘度即可降低50%。
2.7 细菌的影响。
油田回注水中对调驱体系有影响的主要是硫酸盐还原菌[2]，根据石油行业相关标准（SY/T5329），普通中高渗油藏化学驱时水中硫酸盐还原菌浓度如果高于10个/mL，将会对成胶造成影响。
2.8 溶解氧的影响。
选择不同溶解氧浓度的回注水溶液配制成调驱体系，观察成胶情况。实验结果表明，水中溶解氧浓度越高，聚合物粘度保持率越低，当水中溶解氧浓度超过0.5mg/L时，将对体系粘度产生明显影响，在10d内体系粘度即降至初始粘度的10%以下。
2.9 调驱水质推荐标准。
根据室内实验数据和现场检测结果，建立出适合H油田深部调驱的水质推荐标准。
经检测，H油田悬浮物含量为43mg/L，硫酸盐还原菌含量在36为/mL，溶解氧含量为2.4mg/L，三项指标均超过要求，因此，以上三项指标为影响夏季成胶的主控因素。
3.成胶稳定技术的应用
3.1 净水技术。
在悬浮物含量为64 mg/L的污水中加入浓度为0.08%的净水剂处理后，悬浮物含量降低为7mg/L，利用处理过的水配制调驱体系，15d后凝胶粘度为12010mPa.s，而未经处理污水配制的凝胶体系粘度仅为130mPa.s，实验结果表明，通过净水的处理方法可消除悬浮物对成胶性能的影响。
3.2 杀菌技术。
常用的杀菌方法主要分物理法（紫外杀菌）、化学法（杀菌剂），由于回注水对紫外线的吸光度影响较大，物理法效果往往受到影响，因此污水杀菌一般采用化学法。通过室内实验，筛选了与聚合物配伍性好的两性杀菌剂，在加入浓度为0.015%的杀菌剂杀菌处理后，成胶正常且稳定，15d后粘度能保持在9000mPa·s。实验表明，通过杀菌的处理方法可消除细菌对成胶性能的影响。
3.3 除氧技术。
研究发现可通过添加除氧稳定剂降低水中溶解氧的浓度，此法可以有效阻止聚合物溶液粘度损失[3]。综合考虑技术和经济因素，通过室内实验筛选了还原型稳定剂硫脲作为H油田调驱用除氧稳定剂，加入0.03%稳定剂硫脲后，污水中溶解氧含量由3mg/L降低至0.017mg/L，体系成胶粘度与热稳定性大幅提高，15d成胶粘度14826mPa.s，并且30d粘度依然保持在10000mPa.s以上。实验表明，通过添加除氧稳定剂的处理方法可解决溶解氧对成胶性能的影响。
三项成胶稳定技术在现场应用后，解决了H油田深部调驱夏季成胶率低的难题，成胶率由原来的75%提升至95%。
4.结论
通过本次研究，得到以下几点认识：
（1）通过成胶影响因素研究，建立了适合深部调驱的水质标准，找出了影响H油田调驱体系成胶的主控因素：悬浮物、硫酸盐还原菌、溶解氧。
（2）采用具有净水、杀菌、除氧功能的成胶稳定技术具有良好的实施效果，解决了夏季成胶率低的问题，现阶段成胶率提升20%。
参考文献
[1] 邓俊 影响弱凝胶体系成胶的因素，化学工程与设备，2009，11，118-120
[2] 黄峰等 硫酸盐还原菌对水解聚丙烯酰胺的生物降解性研究，石油炼制与化工，1999，30（1），33-36
[3] 付美龙等 聚合物驱溶液中溶解氧对聚合物稳定性的影响，西南石油学院学报，1999，21（1），71-73