聚丙烯酰胺类化学堵水,是油田开发中宽泛采 用的一种控水増油技能措施。尤其在开发中前期 的高含水阶段,化学堵水己更加预示出非常不足道的 作用。以往对该类化学堵剂封堵机理和动机综合, 多是经过用通例试验步骤和堵水后产液质变迁对 比中得出。然而,化学堵剂被注入油层后,因为受 孔隙构造及孔隙中流体界面莫须有,其反响内中和封 堵机理受多种成分制约。因而,须借助新的试验步骤和钻研目的对化学堵剂在储层孔隙中的宏观分 布特色、封堵机理及封堵动机做直观深刻钻研。本 着这一目标,笔者利用实在砂岩模子和光刻玻璃模子驱替试验步骤,对之上化学堵水中的问题,继续了探寻性钻研。
选用了两种宏观孔隙模子,一种为实在砂岩模子;另一种为光刻玻璃模子。砂岩模 型是用实在含油岩芯经解决磨制加工而成,这种模 型不仅具备储层实在孔隙构造,而且还销毁了岩层 孔隙间的粘土矿产和胶结物,模子存在较高的实在 性。
为能实在模仿地层条件下的油田化学堵水过 程,试验时先将模子饱和地层水,而后继续油驱水和水驱油试验,确定模子残余油饱和度和驱油效 率。待上述试验内中终了后,试验转入化学堵水。 模子堵水试验是将当时配制好的化学堵剂,按设计 务求注入经水驱油后的模子,候温候凝,再对模子 继续二次水驱油试验,测定模子堵效、残余屏障系 数。试验内中均在高倍体视显微镜下视察继续,由 于配有摄像和照像零碎,试验中对所有景象均可做陆续直观的综合钻研。
将配制好的PHMP加交联剂注入水驱 油后的模子进口,堵剂注入量为模子孔隙体积的 1/2 ~ 1/3、深浅为0. 5 ~0. 2从镜下视察到, 堵剂注入模子后,随注入压力的升高,大孔道中的堵剂段塞逐步产生放散进入全体小孔隙。堵剂段塞在向前促进的同声,因为具定然粘度和强亲水孔隙中的残余油被一直驱出流向模子入口。堵剂 在孔隙中的这一渗流变迁和驱替特色是PHMP堵剂分子中极性基团酰胺基和羧基莫须有,当堵剂后缘进入被注入水一直冲 刷的大孔道后,极易构成氢氧键与孔道名义产生吸 附作用构成PHMP吸附水膜。因为吸附水膜的膨 胀,改观了大孔道渗流空间,使注入水渗流屏障増 加,水相浸透率升高。
PHMP堵剂进入模子孔道后的驱 替散布特色,可大体体现为3种段塞形式:大段塞 低粘度、大段塞高粘度和小段塞高粘度。大段塞低粘度,重要作用来堵剂进入模子后的大孔隙后缘, 这是因为堵剂与孔隙名义、注入水界面产生的吸附和混溶作用,造成堵剂粘度升高。大段塞高粘度则 是前者与各相界面充足反响后的补充,因而,粘度 变迁不大仍以较高粘度段塞形式向前促进。随注 入压力升高驱使高粘度堵剂进入大孔道四周的小孔隙,使堵剂在全体小孔隙中构成其三种段塞形式 即高粘度小段塞。在相反注入压力作用下,大孔道中堵剂段塞蔓延较长,而在小孔隙中因受毛管屏障制约蔓延较短,从而体现出堵剂重要以阻塞大孔道为主,对小孔隙阻塞甚微或根本不阻塞。
模子注入堵剂后在候温候凝内中中,镜下视察 到,散布于大孔隙和微裂缝中的堵剂,受工夫和温 度莫须有,逐步构成网状絮凝体。因为聚合物自身对 水有很强的亲和威力,使整个分子线团直径和体积 増加,加之其特有的柔韧性和舒展性,使这种 网状絮凝体存在定然粘度和粘弹性。在模子注堵 剂后的水驱试验中视察到,网状絮凝体在大孔道中 多呈流线型顺孔道蔓延,当遇阻时又多被拉成“弯 月形”凸面朝向模子进口端,对注入水 渗小产生屏障,在注入压力作用下絮凝体在大孔道 中逆水流位置产生拉伸挪动,当由大孔道进入小孔 喉时,便产生能源捕集被滞留于孔喉狭隘处,造成物理阻塞。此时,因大孔道注入中线遇阻,注入压 力升高,在孔隙喉道处落网集滞留的絮凝体因具粘 弹性便产生定然的拉伸应力形变而开释全体屏障, 使全体注入水很快经过。待压力升高光速变慢时, 又因拉伸应力变小使得被拉长变细的絮凝体在粘 弹作用下回复形变,趋于蜷伏球状,使孔喉尺寸随 絮凝体蜷伏而变小,从而起到改观宏观孔隙构造的作用。
该类堵剂在储层孔隙中的封堵机理及封堵效 果产生内中可大体体现为:在大孔道名义与PHMP 堵剂产生的吸附水膜机理交联反响后凝胶网 状絮凝体的能源捕集机理物理阻塞粘弹封堵效应。
粘土复合堵剂重要用来对大孔道和裂缝性储集层的化学调剖堵水。对准这一特色在模子堵水试验中,别离选定孔隙构造非均质重大和双重隙介质的模子继续试验。试验中跟随液深浅选为 粘土颗粒增添量为5%当跟随粘土颗粒的PHMP堵剂进入模子孔道 后,因为其粘度、密度均较纯PHMP堵剂大,因而, 率先进入模子大孔隙和微裂缝的取舍性散布特色就显得更为突出。加之PHMP跟随液分子量大、柔 顺性好,无利于在粘土颗粒间经过氢键产生桥接构成粘土絮凝体。粘土絮凝体在注入压力的平衡激发下,多顺模子大孔道和裂缝呈鞲鞴式驱替形式向 前推移而很少进入小孔隙。当粘土絮凝体在大孔道中逐步构成后,其所龙盘虎踞的孔隙空间与复杂的PHMP堵剂相比,显然要大得多,因而,它的构成首 先使大孔道和裂缝孔隙空间减小,以致水相浸透率升高。
该类复合堵剂是靠液体颗粒遇水体积大幅度 收缩后,造成的物理阻塞来兑现调剖堵水。TP-920 液体收缩颗粒的成份是交联聚丙烯酰胺聚合 成的液体颗粒,最大长处为遇水后体积可收缩20 ~ 50倍,并因为其交联度远大于正常PHMP,因而遇 水后只收缩不溶化遇油则维持体积一成不变。这在堵水中对大孔道、大裂缝构成物理阻塞创举了极为有 利的条件。
在继续这类复合颗粒堵水试验落选用了砂岩模子。从显微镜下视察到,该模子孔隙构造非均质重大,并伴有裂缝。堵水试验时,将研磨成 200目粒径0液体颗粒退出深浅为1. 0 %PHMP跟随液中注入模子。跟随液体颗粒的复合堵剂进入模子后,随试验工夫连续液体颗粒吸水逐步结束收缩。体现最为显著的是,在注堵剂后的二次水驱试验中视察发现,此时TP - 920液体颗粒 己在孔隙中充足收缩,体积増大,当在被注入水推 移中遇到裂缝直径小于其粒径处,便产生滞留,并 依附其本身分子链上接枝出的泛滥酰胺基与遇阻 处孔道名义的氢键联合产生吸附,牢固地被滞留在 孔道中构成物理阻塞模子堵水试验两次 水驱油比照中也可看出,堵前水驱油受孔隙构造非 均质及裂缝莫须有,驱油效率为11. 1 0但在注入复 合堵剂后的二次水驱试验中,因液体颗粒收缩对裂缝产生物理阻塞使模子驱油效率大幅度回升,水驱油效率普及了一倍之多。液体颗粒复合堵剂对大孔道大裂缝的封堵动机非常突出。
(1) PHMP堵剂在模子孔隙中以优先取舍封堵大孔道为主。堵剂进入孔道后粘度变迁及散布特色可大体分为:大段塞低粘度、大段塞高粘度和小段塞高粘度。
(2) PHMP与粘土复合堵剂重要实用于大孔道和裂缝性储集层的化学调剖堵水。
(3) PHMP与TP - 920收缩颗粒复合堵剂合适于对大孔道大裂缝的封堵。