孔喉尺度聚合物弹性微球合成及调驱性能研究

论文摘要

油田采收率大小受注入流体的波及体积和洗油效率控制,对我国油田而言,开发层系多,层间和层内非均质严重,进入高含水和特高含水期时,地层波及系数小,采收率低。不断改变注入水流动方向,提高注入水波及体积是提高采收率的重要方法。油藏岩石具有复杂的孔隙结构,由毛管模型计算得油层岩石孔喉直径具有微米尺度,油藏非均质性越强,孔喉直径变化范围越大,油藏大孔喉直径的存在是注入水指进的重要原因。按孔喉直径尺度设计合成的微米级系列弹性微球,既可保护低渗油层,又能在油层岩石孔隙中封堵、变形、运移,不断改变油藏岩石中注入水渗流方向,实现液流的深部转向,提高注入水波及体积。本论文主要研究了孔喉尺度聚合物弹性微球合成及调驱性能。采用分散聚合方法合成两组不同粒径范围的微球,并研究了微球的基本物理化学性能、在岩心中的封堵运移特性和调驱效果。研究表明:微球有很好的圆球度,在水中分散良好,并有很强的耐温和耐矿化度能力;微球具有一定膨胀性,温度越高,矿化度越低,微球膨胀倍数越大。采用填砂管及人造岩心研究微球封堵性能表明:微球注入性良好,能显著提高阻力系数,改善吸水剖面;微球浓度越高,注入量越大,注入压力越高;在后续注水阶段,仍能保持较高的残余阻力系数。通过冀东油田柳28-1断块的现场试验表明,微球可明显降低高渗层的渗流速度,提高注水井压力,改善油层非均质状况。措施后油井动态反应明显,降水增油效果显著,显著改善了注水开发效果。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 前言
• 1.1 研究的目的与意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 调驱技术提高原油采收率研究现状
• 1.2.2 现有调驱技术存在的问题
• 1.3 本文主要研究内容
• 第二章 孔喉尺度聚合物弹性微球的提出与合成
• 2.1 油藏岩石孔喉尺度特征
• 2.2 岩石孔喉特征对深部液流转向载体的要求
• 2.3 聚合物微球的合成
• 2.3.1 聚合物弹性微球合成方法
• 2.3.2 聚合物弹性微球合成实验
• 第三章 孔喉尺度聚合物弹性微球基本性能研究
• 3.1 微球外形
• 3.1.1 微球外观
• 3.1.2 微球粒径
• 3.2 微球在水中的分散性和可注入性
• 3.3 PH值测定
• 3.4 微球的含量
• 3.5 微球粘弹性
• 3.6 微球稳定性
• 3.7 微球吸水膨胀规律研究
• 3.7.1 矿化度对微球膨胀倍数的影响
• 3.7.2 温度对微球膨胀倍数的影响
• 第四章 孔喉尺度聚合物弹性微球调驱实验研究
• 4.1 微球在岩心中的注入能力实验
• 4.1.1 实验工作
• 4.1.2 实验结果处理与分析
• 4.2 微球在多测点岩心中的运移实验
• 4.2.1 实验模型与实验过程
• 4.2.2 实验结果处理与分析
• 4.3 聚合物弹性微球在单岩心中的阻力系数实验
• 4.3.1 阻力系数和残余阻力系数定义
• 4.3.2 不同浓度的微球对人造岩心的封堵实验
• 4.3.3 不同粒径的微球对人造岩心的封堵实验
• 4.3.4 微球对不同渗透率填砂管岩心的封堵研究
• 4.4 微球与聚合物溶液复合体系的流动实验
• 4.4.1 实验准备
• 4.4.2 实验步骤
• 4.4.3 实验结果与分析
• 4.5 微球剖面改善能力研究
• 4.5.1 剖面改善能力
• 4.5.2 实验步骤
• 4.5.3 数据处理与分析
• 4.6 微球微观驱油实验研究
• 4.6.1 微观驱油机理研究
• 4.6.2 室内驱油实验
• 第五章 现场初步应用
• 5.1 油藏地质特征
• 5.1.1 构造特征
• 5.1.2 地层特征
• 5.1.3 储层特征
• 5.1.4 油藏特征
• 5.2 油藏开采特征
• 5.2.1 开采历程
• 5.2.2 开采现状
• 5.2.3 开采特征
• 5.2.4 存在问题
• 5.3 矿场试验方案
• 5.3.1 矿场试验井组的选择
• 5.3.2 聚合物微球体系配方
• 5.3.3 矿场注入方式
• 5.4 现场应用情况
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间取得的学术成果
• 致谢