高分子量締合聚合物與聚丙烯酰胺巖心剪切穩(wěn)定性對比
發(fā)布時間：2021-07-28 18:00
研究了高分子量締合聚合物（HAWSP）和聚丙烯酰胺（HPAM）溶液的巖心剪切黏度及分子量穩(wěn)定性,考察了注入速度、剪切次數及巖心滲透率對剪切穩(wěn)定性的影響。實驗結果表明,隨著注入速度的增加,HAWSP聚合物溶液剪切后黏度呈"先平穩(wěn)后下降"的兩段式特征,而HPAM溶液剪切后黏度則單調下降;HAWSP聚合物經一次剪切后黏度及分子量即趨于穩(wěn)定,而HPAM則需多次巖心剪切后才趨于穩(wěn)定;高速巖心剪切時聚合物分子量保留率與巖心滲透率大小密切有關,滲透率越高,分子量保留率越大;在滲透率和注入速度相同時,HAWSP表現出更好的剪切穩(wěn)定性。
【文章來源】：石油化工. 2020,49(10)北大核心CSCD
【文章頁數】：5 頁
【部分圖文】：
巖心剪切流程
對兩種不同分子結構的聚合物溶液的表觀黏度進行測定，考察了聚合物分子結構差異對聚合物體系黏度的影響，結果見圖2。從圖2可看出，在聚合物質量濃度低于1 750 mg/L時，HAWSP與HPAM表觀黏度均隨體系質量濃度的增加而增加，而當體系質量濃度大于1 750 mg/L時，HAWSP表觀黏度急劇上升，HPAM表觀黏度則繼續(xù)表現出隨聚合物質量濃度的增大呈線性緩慢增加的趨勢。分子量確定的條件下，HPAM表觀黏度主要與聚合物濃度相關，HAWSP在HPAM的基礎上引入了疏水基團，水溶液中聚合物分子由于疏水作用而發(fā)生聚集，從而使大分子鏈產生分子內和分子間締合效應。當HAWSP濃度低于臨界濃度（CAC）時，聚合物分子締合效應主要以分子內締合為主，而當HAWSP濃度高于CAC時，大分子鏈分子締合效應以分子間締合為主，最終形成超分子結構-動態(tài)物理交聯網絡，流體力學體積大幅增加，最終表現為表觀黏度的大幅度升高[17-18]。實驗結果顯示，本研究所選的HAWSP質量濃度拐點在1 750 mg/L左右，因此后續(xù)對以分子間締合為主的2 000 mg/L溶液的巖心剪切穩(wěn)定性進行研究。2.2 注入速度對聚合物巖心剪切穩(wěn)定性的影響
將2 000 mg/L的HAWSP和HPAM以不同注入速度（0.5～400 m/d）注入滲透率為2.5μm2的人造巖心，對比巖心剪切前后聚合物黏度變化，得到不同注入速度下不同類型聚合物的巖心剪切特征，結果見圖3。從圖3可看出，不同注入速度下兩種不同類型聚合物表現出不同的巖心剪切特征，隨巖心注入速度的增加，HAWSP剪切后黏度呈“先平穩(wěn)后下降”的兩段式特征，而HPAM黏度整體呈單調下降趨勢。這與HAWSP和HPAM分子結構的差異性有關，HAWSP在注入速度為0～60 m/d時，分子受巖心剪切破壞較小，被巖心剪切破壞的分子結構由于分子間締合效應的存在快速重組，黏度快速恢復，HAWSP抗巖心剪切性能良好；當注入速度大于60 m/d時，巖心剪切帶來的分子結構破壞速度比黏度恢復速度更快，因此剪切后黏度隨注入速度的增加而降低。HPAM黏度主要由分子鏈長度決定，隨注入速度的增加，HPAM受巖心孔隙結構的破壞增大，流出液分子量逐漸降低，因此體系黏度降低。注入速度為400 m/d時HAWSP一次剪切黏度保留率為71.07%，而HPAM僅為38.41%，一次剪切分子量保留率HPAM達到82.09%,HAWSP則為66.90%。兩種聚合物剪切黏度、分子量的差異性需要對兩種聚合物的高速巖心剪切穩(wěn)定性進行進一步研究確定。結合現場施工過程中聚合物體系受注入速度影響最大的情況發(fā)生在炮眼處[19-20]，為考慮現場施工條件下聚合物體系的抗巖心剪切性能，后續(xù)主要對400 m/d注入速度下的多次巖心剪切穩(wěn)定性進行對比研究。
【參考文獻】：
期刊論文
[1]儲層動態(tài)滲透率的分析與研究[J]. 趙洪緒,林亮. 長江大學學報(自然科學版). 2019(11)
[2]注聚井堵塞問題及解堵增注方法研究[J]. 朱楠楠. 石化技術. 2018(11)
[3]高溫高鹽油藏聚/表二元驅技術研究與應用[J]. 王偉,張津,張杰,閆云貴. 石油地質與工程. 2018(04)
[4]基于人造巖心模型探究水動力學[J]. 孟秋實. 石化技術. 2018(04)
[5]渤海油田注聚井解堵技術研究與應用[J]. 彭雪飛,馮浦涌,蔡依娜,靳亞軍,李學軍. 中國石油和化工標準與質量. 2017(22)
[6]國外聚合物驅油技術研究及應用現狀[J]. 金亞杰. 非常規(guī)油氣. 2017(01)
[7]剪切作用對聚合物溶液流體力學半徑分布特征的影響研究[J]. 葉仲斌,王星媛,舒政. 化學研究與應用. 2016(09)
[8]化學驅中聚合物水動力學尺寸及最優(yōu)匹配注入研究[J]. 羅莉濤,廖廣志,嚴文瀚,劉衛(wèi)東,閆福麗,田浩. 油田化學. 2016(01)
[9]驅油用聚合物在多孔介質中分配特性實驗研究[J]. 姜玉芝. 石油地質與工程. 2014(01)
[10]渤海油田驅油用聚合物線團尺寸與巖石孔喉配伍性研究[J]. 姜維東,張健,唐曉東. 油田化學. 2012(04)
碩士論文
[1]聚合物水動力尺寸及注入界限研究[D]. 嚴文瀚.中國科學院研究生院(滲流流體力學研究所) 2015
[2]驅油用低分子量聚合物粘度特性及適應性研究[D]. 張帆.大慶石油學院 2010
本文編號：3308376
【文章來源】：石油化工. 2020,49(10)北大核心CSCD
【文章頁數】：5 頁
【部分圖文】：
巖心剪切流程
對兩種不同分子結構的聚合物溶液的表觀黏度進行測定，考察了聚合物分子結構差異對聚合物體系黏度的影響，結果見圖2。從圖2可看出，在聚合物質量濃度低于1 750 mg/L時，HAWSP與HPAM表觀黏度均隨體系質量濃度的增加而增加，而當體系質量濃度大于1 750 mg/L時，HAWSP表觀黏度急劇上升，HPAM表觀黏度則繼續(xù)表現出隨聚合物質量濃度的增大呈線性緩慢增加的趨勢。分子量確定的條件下，HPAM表觀黏度主要與聚合物濃度相關，HAWSP在HPAM的基礎上引入了疏水基團，水溶液中聚合物分子由于疏水作用而發(fā)生聚集，從而使大分子鏈產生分子內和分子間締合效應。當HAWSP濃度低于臨界濃度（CAC）時，聚合物分子締合效應主要以分子內締合為主，而當HAWSP濃度高于CAC時，大分子鏈分子締合效應以分子間締合為主，最終形成超分子結構-動態(tài)物理交聯網絡，流體力學體積大幅增加，最終表現為表觀黏度的大幅度升高[17-18]。實驗結果顯示，本研究所選的HAWSP質量濃度拐點在1 750 mg/L左右，因此后續(xù)對以分子間締合為主的2 000 mg/L溶液的巖心剪切穩(wěn)定性進行研究。2.2 注入速度對聚合物巖心剪切穩(wěn)定性的影響
將2 000 mg/L的HAWSP和HPAM以不同注入速度（0.5～400 m/d）注入滲透率為2.5μm2的人造巖心，對比巖心剪切前后聚合物黏度變化，得到不同注入速度下不同類型聚合物的巖心剪切特征，結果見圖3。從圖3可看出，不同注入速度下兩種不同類型聚合物表現出不同的巖心剪切特征，隨巖心注入速度的增加，HAWSP剪切后黏度呈“先平穩(wěn)后下降”的兩段式特征，而HPAM黏度整體呈單調下降趨勢。這與HAWSP和HPAM分子結構的差異性有關，HAWSP在注入速度為0～60 m/d時，分子受巖心剪切破壞較小，被巖心剪切破壞的分子結構由于分子間締合效應的存在快速重組，黏度快速恢復，HAWSP抗巖心剪切性能良好；當注入速度大于60 m/d時，巖心剪切帶來的分子結構破壞速度比黏度恢復速度更快，因此剪切后黏度隨注入速度的增加而降低。HPAM黏度主要由分子鏈長度決定，隨注入速度的增加，HPAM受巖心孔隙結構的破壞增大，流出液分子量逐漸降低，因此體系黏度降低。注入速度為400 m/d時HAWSP一次剪切黏度保留率為71.07%，而HPAM僅為38.41%，一次剪切分子量保留率HPAM達到82.09%,HAWSP則為66.90%。兩種聚合物剪切黏度、分子量的差異性需要對兩種聚合物的高速巖心剪切穩(wěn)定性進行進一步研究確定。結合現場施工過程中聚合物體系受注入速度影響最大的情況發(fā)生在炮眼處[19-20]，為考慮現場施工條件下聚合物體系的抗巖心剪切性能，后續(xù)主要對400 m/d注入速度下的多次巖心剪切穩(wěn)定性進行對比研究。
【參考文獻】：
期刊論文
[1]儲層動態(tài)滲透率的分析與研究[J]. 趙洪緒,林亮. 長江大學學報(自然科學版). 2019(11)
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[3]高溫高鹽油藏聚/表二元驅技術研究與應用[J]. 王偉,張津,張杰,閆云貴. 石油地質與工程. 2018(04)
[4]基于人造巖心模型探究水動力學[J]. 孟秋實. 石化技術. 2018(04)
[5]渤海油田注聚井解堵技術研究與應用[J]. 彭雪飛,馮浦涌,蔡依娜,靳亞軍,李學軍. 中國石油和化工標準與質量. 2017(22)
[6]國外聚合物驅油技術研究及應用現狀[J]. 金亞杰. 非常規(guī)油氣. 2017(01)
[7]剪切作用對聚合物溶液流體力學半徑分布特征的影響研究[J]. 葉仲斌,王星媛,舒政. 化學研究與應用. 2016(09)
[8]化學驅中聚合物水動力學尺寸及最優(yōu)匹配注入研究[J]. 羅莉濤,廖廣志,嚴文瀚,劉衛(wèi)東,閆福麗,田浩. 油田化學. 2016(01)
[9]驅油用聚合物在多孔介質中分配特性實驗研究[J]. 姜玉芝. 石油地質與工程. 2014(01)
[10]渤海油田驅油用聚合物線團尺寸與巖石孔喉配伍性研究[J]. 姜維東,張健,唐曉東. 油田化學. 2012(04)
碩士論文
[1]聚合物水動力尺寸及注入界限研究[D]. 嚴文瀚.中國科學院研究生院(滲流流體力學研究所) 2015
[2]驅油用低分子量聚合物粘度特性及適應性研究[D]. 張帆.大慶石油學院 2010
本文編號：3308376
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教材專著
