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1實驗部分

實驗用油為新疆油田稠油與煤油按1:1和1:1.1配成，25T下的黏度分別為1280和1900mPa.s，密度分別為0.90和0.93g/cm3。實驗用巖心為江漢油田研究院提供的環(huán)氧樹脂膠結(jié)巖心，巖心參數(shù)。1.2SAP制備將丙烯酰胺、丙烯酸、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)和疏水單體十四烷基-二甲基-2-甲基丙烯酰胺基）乙基溴化銨按照摩爾比85：10：5：0.2的比例混合,加入少量螯合劑等助劑,溶解后加入催化劑、過硫酸鉀、亞硫酸氫鈉和偶氮類引發(fā)劑等構(gòu)成的三段式復合引發(fā)體系，在室溫20T引發(fā)聚合，得到磺化締合聚合物SAP，經(jīng)測試該聚合物的黏均相對分子質(zhì)量為1300萬。黏度測定采用BrookfieldDV-in黏度計在25*C、7.34s''''下測定體系的黏度。巖心驅(qū)替實驗自研的巖心驅(qū)替裝置包括D-250L恒速恒壓泵、恒溫箱、活塞式中間容器、長巖心夾持器、數(shù)據(jù)自動采集系統(tǒng)和產(chǎn)出液收集系統(tǒng)實驗步驟如下：將巖心烘干,測量巖心長度、直徑，稱干重，抽空，飽和鹽水，稱濕重，計算巖心孔隙體積和孔隙度；以恒定流速0.3mL/min水驅(qū)4個孔隙體積(簡稱PV)至壓力顯示穩(wěn)定，測水相滲透率；以流速0.1mL/min飽和稠油，老化24h，記錄驅(qū)出水體積,計算束縛水飽和度;以恒定流速0.3mL/min水驅(qū)至巖心完全見水，壓力顯示穩(wěn)定，計算7JC驅(qū)采收率;以恒定流速0.1mL/min注人疏水締合聚合物段塞,在疏水締合聚合物段塞突破后,出現(xiàn)一段無油產(chǎn)出期,隨著驅(qū)替的進行突然大幅度出油，并出現(xiàn)油水混合物，產(chǎn)油出現(xiàn)乳化，逐次小量收集產(chǎn)出物，產(chǎn)物破乳后讀取原油體積，計算疏水締合聚合物采收率0.3mL/min后續(xù)水驅(qū)至壓力穩(wěn)定，計算采收率。

2結(jié)果與討論

由于分子中引人了摩爾含量為5%的AMPS，部分地提高了聚合物的抗溫性能。所研制磺化疏水締合聚合物SAP的抗溫抗鹽性能測試結(jié)果如圖3所示。從圖3a聚合物SAP在80T下的老化實驗來看，聚合物溶液的黏度隨著老化時間的延長而降低，90d后黏度保留率僅為5%。在聚合物中加入質(zhì)量分數(shù)為0.5%的異丙醇和0.5%的硫脲除氧劑可一定程度上提高聚合物的穩(wěn)定性，故SAP聚合物不適用于80T的高溫油藏。有文獻報道將AMPS單體摩爾含量提高到20%以上可使得聚合物滿足931高溫，限于生產(chǎn)成本，本文未做研究。由于聚合物降解不能在巖心驅(qū)替的時間尺度上發(fā)生，故對于高溫油藏(>65t)聚合物驅(qū),考慮聚合物降解的聚合物驅(qū)數(shù)值模擬是十分必要的。聚合物SAP溶液的黏度對外加鹽敏感。濃度為5000mg/L的聚合物不加鹽時的黏度為5700mPa*s，加人500mg/L氯化鈉后的黏度降為238mPa_S,黏度保留率為5%。在濃度小于2200mg/L(臨界締合濃度)時，疏水締合聚合物溶液的黏度隨氯化鈉含量增加而降低；在濃度大于2200mg/L時,疏水締合聚合物溶液的黏度隨含鹽量的增加先降低，當含鹽度大于15000mg/L后又增高。這種疏水締合聚合物的“鹽增稠”現(xiàn)象是由于礦化度的增加促進了疏水締合聚合物疏水微區(qū)之間的締合而發(fā)生的。為了提高聚合物SAP的抗溫抗鹽性能和使用效果，?！C聚合物有較大的地下有效點度，通常需要使用清水配制聚合物和提高聚合物的使用濃度。

3SAP驅(qū)替稠油實驗

稠油飽和進入大孔隙的水濕巖心后，水相被圈閉在小孔隙中。水驅(qū)（自吸)時，水相(潤濕相)優(yōu)先進人小孔隙，使殘余油滯留于大孔隙中。水驅(qū)稠油時不利的流度比造成黏性指進,水驅(qū)后殘余油飽和度高。在SAP驅(qū)替階段，SAP溶液進人水驅(qū)后留下的水濕小孔隙吼道；此時，存在著不可人孔隙體積,吸附和機械滯留使得滲流的孔隙吼道變窄，水相滲透率降低,使得SAP進人水驅(qū)未波及的高滲透油濕區(qū)域。與相同流速的水驅(qū)相比,SAP溶液的高黏度在巖心兩端建立起更高的壓差，從而啟動大孔隙中的部分殘余油。水驅(qū)后，需要一個啟動壓力來啟動水驅(qū)殘余油。油相黏度越高,所需的啟動壓力越大。聚合物黏度越高，啟動壓力越大’SAP進人大孔隙越多，提高采收率越高。隨著SAP進人大孔道驅(qū)替出的殘余油增加，有足夠的水濕大孔道提供給SAP流動，故SAP提高采收率的幅度減緩而趨于平穩(wěn)。SAP溶液注入時，壓力逐漸上升，最后趨于平穩(wěn)，表現(xiàn)出良好的注入性和傳播性；這是由于SAP溶液需要逐漸建立滲流阻力以達到啟動稠油的啟動壓力。這就是疏水締合聚合物驅(qū)替稠油時采收率曲線呈現(xiàn)S型的原因。1號和2號巖心在水驅(qū)后具有相近的一次水驅(qū)殘余油飽和度。向1號巖心中注入3.2PV的濃度為3000mg/L的SAP溶液可提高采收率32.2%;向2號巖心注人6.0PV的濃度為5000mg/L的SAP溶液可提高采收率60.4%,可見SAP驅(qū)油時濃度越高、段塞體積越大，聚合物驅(qū)提高采收率越大。從3號和4號巖心實驗驅(qū)替的結(jié)果看出，向3號巖心注人14PV的濃度為3000mg/L的SAP溶液可提高采收率61.9%，而向4號巖心注人15PV的濃度為5000mg/LSAP溶液可提高采收率39%；可見水驅(qū)后殘余油飽和度越高,轉(zhuǎn)注SAP聚合物后提高采收率越高，而且在大段塞14?15PV的SAP溶液驅(qū)替后，后續(xù)水驅(qū)已經(jīng)不見出油。可見，SAP聚合物驅(qū)注人時間越早，提高采收率效果越好。由于用于合成SAP聚合物的單體含有表面活性單體，故SAP驅(qū)產(chǎn)出的稠油破乳困難。實驗研究發(fā)現(xiàn)，向乳化稠油中加人破乳劑十二烷基三甲基溴化銨DTAB可迅速破乳，這是由于加人DTAB使得SAP聚合物溶液的黏度大幅度降低，減弱了乳液界面膜的穩(wěn)定性。

作者：陳明貴呂行韓岳楊記濤單位：長江大學