改性纳米颗粒增黏聚合物及其协同机理研究

来源 :中国石油大学(华东) | 被引量 : 0次 | 上传用户:feiyelsh
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
作为石油行业亟待攻克的难关,高温高盐油藏的开采一直被广泛关注。聚合物常被认为是开采高温高盐油藏的关键化学剂,寻找耐温耐盐聚合物体系对开采高温高盐油藏具有重要意义。近几年,耐温性良好的纳米颗粒在提高原油采收率方面已初露头角。本文将聚合物与纳米颗粒相结合,制备出耐温耐盐的纳米颗粒/聚合物复合体系并提出其协同效应及驱油机理。本研究对纳米颗粒/聚合物复合体系的应用有重要的指导意义。采用化学手段对纳米颗粒表面进行改性并与聚合物共混,通过流变实验研究了油藏条件下改性纳米颗粒/聚合物复合体系的黏度,分析了复合体系的协同效应及增黏机理;通过填砂管驱油实验探究了复合体系的驱油效果,通过考察复合体系抗剪切性、润湿性、界面活性进而阐述了其提高采收率的作用机制。研究结果表明,疏水改性纳米颗粒(MNP)粒径在20-30 nm左右,具有降低表面张力的能力,且烷基链越长,MNP的疏水度越高,增黏疏水缔合部分水解聚丙烯酰胺(HAHPAM)效果越好。在浓度为10000 mg·L-1的Na Cl、Ca Cl2、Mg Cl2盐溶液中,CMNP/HAHPAM复合体系的黏度分别是HAHPAM溶液的1.9倍、12.0倍、14.0倍。CMMP可以填充进HAHPAM网络结构中,增大聚合物分子尺寸,CMNP与HAHPAM之间的疏水缔合相互作用可以使聚合物网络结构缠绕紧密,增强聚合物抗变形能力。CMNP/HAHPAM复合体系通过改善油水流度比、改变岩石润湿性从而提高采收率,其最终采收率为60.6%,高于HAHPAM溶液的最终采收率(54.3%)。丙烯酰胺改性纳米颗粒(PMNP)分散性良好,具有优异的耐温性能。PMNP与黄原胶(XG)之间表现出优异的协同增黏效应,PMNP可以显著提高XG的黏度及黏弹性。75℃老化后,PMNP/XG复合体系的黏度保留率为68.1%,高于XG溶液黏度保留率(56.6%)。PMNP通过氢键和范德华力吸附在XG分子链上,增厚了XG链的吸附水化层,增大了交联结构的水动力学体积,增黏XG并使复合体系具有更好的耐温性能及长期热稳定性。PMNP/XG复合体系具有优异的剪切增黏效果,可以改善油水流度比,提高驱替液的波及系数,其最终采收率为70.5%,高于XG溶液的最终采收率(62.5%)。改性纳米颗粒/聚合物复合体系可以有效提高原油采收率。
其他文献
西部T油田缝洞型碳酸盐岩底水油藏主要以直井模式开发。目前油田底水上升情况严重,底水锥进对油、气藏开采不利。为保持油藏的有效开采,需进行底水治理。由于油藏埋藏深、温度高、地层水含盐量大、油层厚等原因,注水泥、注冻胶建隔板封堵底水都存在凝胶时间可控性差、耐温性差、稳定性差、强度低等缺陷。针对此问题,本文提出通过QC-90树脂添加引发剂、缓聚剂构建高强度、凝胶时间可控、稳定性高的化学隔板体系。论文依据半
学位
致密油藏具有基质致密、天然产能低、孔隙度小,渗透率低等特点,开发过程中应充分发挥以毛管力为主要作用力的静态渗吸来有效开采这类储层。针对渗吸实验目前国内外的学者多是研究岩心的边界条件、物性参数,渗吸方式等因素对渗吸采出程度的影响,对渗吸实验中岩心内受重力和界面张力影响的流体的渗吸深度研究较少,因此考虑重力对渗吸深度的影响对致密储层的开发具有重要意义。本文首先通过高压压汞实验和低温氮气吸附实验对致密储
学位
聚/表复合驱是一种很有潜力的提高稠油采收率的方法,但是聚/表复合驱在驱油过程中也存在一系列的问题。近年来,纳米技术在油田有多方面的应用,将纳米技术与聚/表复合驱相结合提高普通稠油采收率具有很高的研究价值。纳米流体是典型的胶体分散体系,颗粒易发生团聚失去稳定性,进而对体系的性能产生影响。因此首先通过沉降法、浊度及Zeta电位的测定研究了不同盐环境下(Na Cl盐水和模拟地层水)、不同SiO2浓度时纳
学位
降粘剂-泡沫复合驱油技术具有广阔的发展前景,目前复合驱油技术在国内外很多油田都有应用,普遍取得了很好的应用效果。但是,关于降粘剂-泡沫复合增效提高采收率的机理还不够系统。在微观上方面,关于降粘剂和泡沫调堵体系的协同增产机理的研究也没有形成系统完整的科学体系,亟需对降粘剂-泡沫复合增效提高采收率的机理进行系统研究。为了研究降粘剂-泡沫复合增效提高采收率机理,本文通过室内实验研究,针对胜利油田C区块地
学位
CO2驱油作为一种重要的三次采油技术,能有效提高采收率,不仅适用于常规油藏,其对于致密、稠油等非常规油藏的开发效果也有显著的改善,在现场应用广泛。然而在CO2驱油过程中,沥青质在地层、井筒、采油设备中的沉积会带来地层堵塞、渗透率降低、设备损坏及经济损失等不良影响。对于重质原油而言,沥青质含量高,沉积现象会相对严重;对于致密油藏而言,沉积的沥青质更易堵塞致密岩心,加大开采难度。为保证开发效果,CO2
学位
CO2驱油是提高原油采收率的一种重要方法,但由于CO2的低黏度和高流动性,在低渗透地层易发生气窜,波及系数较低,采油效果差。国内外大量研究表明,泡沫驱可以提高注气波及效率,降低气体的流度,从而提高采收率。然而,目前泡沫流体的研究主要集中在水基泡沫上,对油基泡沫的研究较少,因此系统的研究油基泡沫稳定性机理以及油基泡沫对CO2流度控制规律,对泡沫驱技术在提高采收率中的应用具有一定的指导意义。本文首先通
学位
对于稠油热采井,油藏埋深普遍较浅,弱胶结储层普遍发育,且热采过程中井下存在高温高压以及流体交替流动等复杂工况,油井存在较高的出砂风险,由此导致的井下挡砂介质堵塞与渗透率损失,是造成稠油井产能降低、含水率上升等问题的关键原因。目前关于稠油热采井挡砂介质渗透率损失的研究主要集中在实验室内清水或增粘水条件下介质挡砂堵塞模拟实验,无法考虑稠油或流体交替流动对渗透率损失的影响,且缺乏对于介质渗透率损失的系统
学位
致密油藏新增探明储量尤其丰富,但必须经过压裂才能实现原油的有效开发。由于致密油藏孔喉细小,流体流动能力差,压裂后衰竭式开发原油采收率依然较低。研究发现,CO2作为压裂前置段塞可以有效补充地层能量,延长衰竭开采周期。同时,CO2可以降低原油粘度,使原油体积膨胀,发挥溶解气驱等特点,从而可以有效提高原油采收率。致密储层中束缚水饱和度较高,CO2可以与地层水生成碳酸,与储层矿物发生溶蚀反应,能够改变孔喉
学位
泡沫油是一种在连续油相中可稳定存在大量分散性气泡的特殊稠油。能产生泡沫油流的稠油油藏具有生产气油比低、产油量高的独特生产特点。相较于普通稠油油藏,泡沫油流是此类稠油油藏开采过程中最重要的机理。但是随着开发的进行,当油藏压力低于拟泡点压力时,分散的气泡迅速聚集形成连续气相,泡沫油现象消失,使得稠油油藏冷采后期产量迅速递减。二氧化碳注气吞吐可以稳定储层压力,二次形成泡沫油,是提高稠油油藏后期产量的重要
学位
为确保油田的增产和稳产,以聚合物驱为主体的三次采油技术在大庆、胜利和新疆等油田大规模地应用,并取得了显著的提高采收率效果。但随着聚合物驱技术在各大油田的广泛应用,部分聚合物驱油藏的油水井出现了不同程度的堵塞问题。采油井的产液量和产油量减少,而注入井的注入压力升高,甚至达到破裂压力,不能按配比完成配注,严重影响了聚合物驱的开发效果和综合经济效益。因此,有效解堵对聚合物驱油藏的增产增注具有重要意义。针
学位