1、逐級深部調(diào)剖與整體封竄的材料與技術(shù)逐級深部調(diào)剖與整體封竄的材料與技術(shù)吳飛鵬吳飛鵬中國科學院理化技術(shù)研究所中國科學院理化技術(shù)研究所電話：電話：01064888004Email：自我介紹自我介紹1985年畢業(yè)于北京師范大學化學系，理學學士，分配到中年畢業(yè)于北京師范大學化學系，理學學士，分配到中科院感光所（現(xiàn)理化所前身）從事功能性高分子研究工作科院感光所（現(xiàn)理化所前身）從事功能性高分子研究工作1991、41993、3，日本京都大學留學，從事光電功能高，日本京都大學留學，從事光電功能高分子材料研究分子材料研究1996、121998、5，日本科學振興事業(yè)團研究員，在東京，日本科學振興事業(yè)團研究員，在東京

2、大學從事光磁高分子材料研究大學從事光磁高分子材料研究1999、122000、5，日本科學振興事業(yè)團客座研究員，東，日本科學振興事業(yè)團客座研究員，東京大學從事卟啉高分子磁性質(zhì)研究，同年，獲東京大學學京大學從事卟啉高分子磁性質(zhì)研究，同年，獲東京大學學術(shù)博士學位術(shù)博士學位2001、1至今，中科院理化所研究員，博士生導(dǎo)師，功能性至今，中科院理化所研究員，博士生導(dǎo)師，功能性聚合物研究組負責人聚合物研究組負責人主要研究領(lǐng)域：光響應(yīng)高分子，信息存儲與顯示高分子材主要研究領(lǐng)域：光響應(yīng)高分子，信息存儲與顯示高分子材料；水溶性功能聚合物，驅(qū)油聚合物材料料；水溶性功能聚合物，驅(qū)油聚合物材料油田急需解決的主要問題油田

3、急需解決的主要問題1、竄流型油藏提高水驅(qū)效率、竄流型油藏提高水驅(qū)效率 （陸上，海上）（陸上，海上）2、低滲透油藏提高原油采收率（水竄嚴重，產(chǎn)能低）、低滲透油藏提高原油采收率（水竄嚴重，產(chǎn)能低）3、聚合物驅(qū)后進一步提高采收率（控水材料）、聚合物驅(qū)后進一步提高采收率（控水材料）4、高溫高鹽油藏（不適合聚合物驅(qū)）油藏提高采收率、高溫高鹽油藏（不適合聚合物驅(qū)）油藏提高采收率5、普通稠油水驅(qū)油藏提高產(chǎn)量和采收率、普通稠油水驅(qū)油藏提高產(chǎn)量和采收率6、深海油藏開采技術(shù)、深海油藏開采技術(shù)7、微生物驅(qū)油技術(shù)？、微生物驅(qū)油技術(shù)？提高采收率技術(shù)提高采收率技術(shù)地質(zhì)和工藝方法：地質(zhì)和工藝方法： 水平井技術(shù)水平井技術(shù) 強

4、注強采技術(shù)強注強采技術(shù) 調(diào)剖堵水技術(shù)調(diào)剖堵水技術(shù) 井網(wǎng)調(diào)整井網(wǎng)調(diào)整三次采油技術(shù)：三次采油技術(shù)： 聚合物驅(qū)油技術(shù)聚合物驅(qū)油技術(shù) 二元復(fù)合驅(qū)技術(shù)（聚合物堿）二元復(fù)合驅(qū)技術(shù)（聚合物堿） 三元復(fù)合驅(qū)技術(shù)三元復(fù)合驅(qū)技術(shù) （聚合物表活劑堿）（聚合物表活劑堿） 蒸汽吞吐蒸汽吞吐 稠油降粘稠油降粘 微生物驅(qū)微生物驅(qū) 等等等等化學驅(qū)化學驅(qū)化學驅(qū)是三采的主要手段化學驅(qū)是三采的主要手段以以聚合物驅(qū)聚合物驅(qū)為代表的化學驅(qū)技術(shù)為代表的化學驅(qū)技術(shù) 是目前三采最主要的提高采收率手段是目前三采最主要的提高采收率手段大慶大慶2004年石油總產(chǎn)年石油總產(chǎn)4800萬噸，萬噸， 其中三采技術(shù)產(chǎn)量其中三采技術(shù)產(chǎn)量2000萬噸，萬噸，

5、聚合物驅(qū)油聚合物驅(qū)油1200萬噸。萬噸。B、孤島、孤島2004年石油總產(chǎn)年石油總產(chǎn)360萬噸，萬噸， 聚合物驅(qū)油聚合物驅(qū)油186萬噸。萬噸。化學驅(qū)技術(shù)特點：聚合物驅(qū)要求整裝油田，中高滲化學驅(qū)技術(shù)特點：聚合物驅(qū)要求整裝油田，中高滲化學驅(qū)資源：化學驅(qū)資源： 50億噸左右億噸左右 （179.4億噸）億噸） 海水速溶高性能驅(qū)油聚合物海水速溶高性能驅(qū)油聚合物開發(fā)的必要性：海上資源的利用日顯重要開發(fā)的必要性：海上資源的利用日顯重要 海水驅(qū)不能強注強采海水驅(qū)不能強注強采 海上平臺和設(shè)備壽命有限（海上平臺和設(shè)備壽命有限（1520年左右）年左右） 采出程度低采出程度低 （78） 含水上升快含水上升快 （4080

6、） 聚合物技術(shù)最為成熟，可靠聚合物技術(shù)最為成熟，可靠對聚合物的要求：對聚合物的要求： 海水速溶海水速溶 50分鐘以內(nèi)分鐘以內(nèi) 粘度性能好粘度性能好目前的聚合物都不能在海水中快速溶解，粘度也達不到要求目前的聚合物都不能在海水中快速溶解，粘度也達不到要求 在自然能量開采和注水開發(fā)期間，油藏中的高滲透率部在自然能量開采和注水開發(fā)期間，油藏中的高滲透率部分通常優(yōu)先被注入水驅(qū)替，而低滲透率部分由于驅(qū)替水分通常優(yōu)先被注入水驅(qū)替，而低滲透率部分由于驅(qū)替水波及不到，往往具有較高的含油飽和度波及不到，往往具有較高的含油飽和度 注入的聚合物溶液優(yōu)先流入油藏高滲透率部分以前形成注入的聚合物溶液優(yōu)先流入油藏高滲透率部

7、分以前形成的水通道，并且由于其較高的表觀黏度，對此部分起到的水通道，并且由于其較高的表觀黏度，對此部分起到封堵作用，致使后續(xù)的驅(qū)替液被迫進入油藏低滲透率部封堵作用，致使后續(xù)的驅(qū)替液被迫進入油藏低滲透率部分，使先前不可動原油開始流向生產(chǎn)油井，從而改善波分，使先前不可動原油開始流向生產(chǎn)油井，從而改善波及效率及效率 聚合物驅(qū)油的基本原理聚合物驅(qū)油的基本原理 kw,o 分別表示水和油的有效滲透率分別表示水和油的有效滲透率w，o分別表示水和油各自的黏度分別表示水和油各自的黏度 oowwkkM流度比流度比Water / polymer機理：增大粘度機理：增大粘度 改變流度比，改變流度比， 造成液流改向造成

8、液流改向聚合物驅(qū)油是深部相滲調(diào)整過程聚合物驅(qū)油是深部相滲調(diào)整過程 隨流度比降低，波及效率迅速增加隨流度比降低，波及效率迅速增加流度比對波及效率的影響流度比對波及效率的影響影響聚合物表觀粘度的因素影響聚合物表觀粘度的因素內(nèi)因：內(nèi)因： 分子量分子量 水解度水解度 成分成分 分子結(jié)構(gòu)分子結(jié)構(gòu)外因：外因： 水的溫度水的溫度 水的礦化度水的礦化度 滲流通道滲流通道現(xiàn)有解決驅(qū)油聚合物耐溫抗鹽性能的主要途徑現(xiàn)有解決驅(qū)油聚合物耐溫抗鹽性能的主要途徑:a、提高分子量提高水動力學體積，降低臨界交疊濃度、提高分子量提高水動力學體積，降低臨界交疊濃度 不能提高耐溫抗鹽性能不能提高耐溫抗鹽性能b、疏、疏 水水 締締 合

9、提高高分子間相互作用能力；提高耐鹽能力合提高高分子間相互作用能力；提高耐鹽能力 溶解困難，增加地層吸附溶解困難，增加地層吸附c、增加抗鹽成分提高耐溫抗鹽性能、增加抗鹽成分提高耐溫抗鹽性能 分子量降低，絕對粘度低，增加成本分子量降低，絕對粘度低，增加成本通過控制高分子一、二級結(jié)構(gòu)，通過控制高分子一、二級結(jié)構(gòu)，提高驅(qū)油聚合物性能提高驅(qū)油聚合物性能部分水解聚丙烯酰胺的基本結(jié)構(gòu)：部分水解聚丙烯酰胺的基本結(jié)構(gòu)：CH2CHCNH2O*CH2CHCNH2OCH2CHCNH2OCH2CHCONaO*n其中目前為止可以控制的是其中目前為止可以控制的是n和水解度和水解度 通過超分子組裝技術(shù)，在單體聚合前或者聚合過

10、程中，通過超分子組裝技術(shù)，在單體聚合前或者聚合過程中，控制高分子鏈段上丙烯酸鈉的排列控制高分子鏈段上丙烯酸鈉的排列控制一（二）級結(jié)構(gòu)，大幅度提高聚合物性能？控制一（二）級結(jié)構(gòu)，大幅度提高聚合物性能？鹽高溫鹽高溫普通部分水解聚丙烯酰胺普通部分水解聚丙烯酰胺超分子技術(shù)合成耐溫抗鹽聚丙烯酰胺超分子技術(shù)合成耐溫抗鹽聚丙烯酰胺任意纏繞任意纏繞水動力學體積減少水動力學體積減少部分鏈段不能纏繞部分鏈段不能纏繞盡量保持水動力學體積盡量保持水動力學體積1、聚合物結(jié)構(gòu)控制基本原理研究、聚合物結(jié)構(gòu)控制基本原理研究通過離子鍵合的模板聚合安排聚合物結(jié)構(gòu)序列通過離子鍵合的模板聚合安排聚合物結(jié)構(gòu)序列模板對單體選擇性導(dǎo)致結(jié)構(gòu)

11、不同模板對單體選擇性導(dǎo)致結(jié)構(gòu)不同選擇合適的模板可以實現(xiàn)對產(chǎn)物結(jié)構(gòu)控制選擇合適的模板可以實現(xiàn)對產(chǎn)物結(jié)構(gòu)控制AAAAM MMMAMAMAMAMAMAMAMAMAMAM聚合聚合AAAAM MMMAMAMAMAMAMAM分解除去分解除去室溫,溶液pH為6.1,得KM=12.61模板聚烯丙基氯化銨與模板聚烯丙基氯化銨與AAAA締合常數(shù)締合常數(shù)AM/AAAM/AA體系模板共聚合體系模板共聚合nMKM+XXXXXXXXMMMM1:11:12:12:11:21:2模板共聚物模板共聚物模板共聚物模板共聚物模板共聚物模板共聚物1313C NMRC NMR測定序列結(jié)構(gòu)測定序列結(jié)構(gòu)AAAAAAMMMMMM普通共聚物普

12、通共聚物模板聚合有效的提高模板聚合有效的提高AA和和AM序列長度序列長度模板與模板與AA的的比例比例3456789101102004006008001000120014001600-TP fAA=0.31-TP fAA=0.23-TP fAA=0.17-CP fAA=0.36Viscosity(mpa.s)pH模板共聚物更高的粘度增幅模板共聚物更高的粘度增幅溶液粘度響應(yīng)性溶液粘度響應(yīng)性二、海水速溶材料的基本性能二、海水速溶材料的基本性能一、聚合物理化指標一、聚合物理化指標 聚合物固含量為聚合物固含量為94.62%。二、配制用水二、配制用水 配制用水礦化度分析結(jié)果見表配制用水礦化度分析結(jié)果見表1

13、。表表1 礦化度分析結(jié)果礦化度分析結(jié)果 K+Na+Mg2+Ca2+Cl-SO42-HCO32-CO32-Sr2+總計海水95691320466173642659171/3.8931549三、溶解速度三、溶解速度 聚合物溶解聚合物溶解50分鐘后放置，溶液溶解均勻。分鐘后放置，溶液溶解均勻。四、粘濃關(guān)系四、粘濃關(guān)系 將用海水配制好的聚合物母液稀釋至不同聚合物濃度，在將用海水配制好的聚合物母液稀釋至不同聚合物濃度，在70下用布氏粘度計測試下用布氏粘度計測試6rpm下溶液粘度，結(jié)果見表下溶液粘度，結(jié)果見表2。表表2 聚合物溶液粘度測試結(jié)果聚合物溶液粘度測試結(jié)果濃度濃度10001500200025003

14、0003500400045005000粘度粘度12.5418.1734.8459.2678.36114.9147.5189.6249.1創(chuàng)新點與展望創(chuàng)新點與展望嘗試了驅(qū)油聚合物的合成控制的新理論嘗試了驅(qū)油聚合物的合成控制的新理論材料具有優(yōu)異的耐溫抗鹽性能材料具有優(yōu)異的耐溫抗鹽性能材料具有油田污水和海水直接溶解能力，為環(huán)保綠色生產(chǎn)材料具有油田污水和海水直接溶解能力，為環(huán)保綠色生產(chǎn)提供技術(shù)保障提供技術(shù)保障材料性價比高材料性價比高在現(xiàn)有原始粗淺思想的基礎(chǔ)上，完善理論研究，形成核心在現(xiàn)有原始粗淺思想的基礎(chǔ)上，完善理論研究，形成核心技術(shù)，獲得更優(yōu)異的產(chǎn)品。技術(shù)，獲得更優(yōu)異的產(chǎn)品。聚合物驅(qū)油的特點：聚合物

15、驅(qū)油的特點：1、改變流度比，造成液流改向；、改變流度比，造成液流改向；原油粘度大時，效果差原油粘度大時，效果差2、利用整個滲流通道；、利用整個滲流通道；用量大，成本高用量大，成本高3、油田地質(zhì)條件復(fù)雜；、油田地質(zhì)條件復(fù)雜；聚合物品種少聚合物品種少4、注入設(shè)備復(fù)雜；、注入設(shè)備復(fù)雜；投資很大投資很大聚合物驅(qū)油是成熟技術(shù)，聚合物驅(qū)油是成熟技術(shù)，卻可能不是最理想的驅(qū)油手段卻可能不是最理想的驅(qū)油手段有沒有新的思路和材料可以改變現(xiàn)狀？有沒有新的思路和材料可以改變現(xiàn)狀？R RE E 驅(qū)替液波及系數(shù)決定采油效率驅(qū)替液波及系數(shù)決定采油效率波及體積系數(shù)波及體積系數(shù)洗出效率洗出效率1、驅(qū)替液波及不到時，沒有洗出效率

16、、驅(qū)替液波及不到時，沒有洗出效率2、驅(qū)替液波及的地方無油時，沒有洗出效率、驅(qū)替液波及的地方無油時，沒有洗出效率提高波及系數(shù)是提高采出速度和提高采收率的關(guān)鍵提高波及系數(shù)是提高采出速度和提高采收率的關(guān)鍵深部相滲調(diào)控的必要性深部相滲調(diào)控的必要性滲水通道滲水通道巖石，砂礫巖石，砂礫剩余油剩余油水相水相油水相平衡制約水驅(qū)效率的關(guān)鍵因素之一油水相平衡制約水驅(qū)效率的關(guān)鍵因素之一聚合物驅(qū)后油藏微觀照片聚合物驅(qū)后油藏微觀照片微觀滲流通道控制材料與技術(shù)微觀滲流通道控制材料與技術(shù)water提供改變相對滲透率和油水相重新分配機會提供改變相對滲透率和油水相重新分配機會滲水滲水通道通道巖石，巖石，砂礫砂礫剩剩余余油油水水

17、相相達西定律達西定律u = kA =k iD Dhl石油開發(fā)歷程與理想驅(qū)油原理石油開發(fā)歷程與理想驅(qū)油原理現(xiàn)有調(diào)剖堵水材料分析現(xiàn)有調(diào)剖堵水材料分析1、調(diào)調(diào)剖剖堵堵水水技技術(shù)術(shù)無機材料無機材料 近井調(diào)剖、堵水近井調(diào)剖、堵水可以在近井大幅度改變層間滲水剖面，解決層間矛盾。可以在近井大幅度改變層間滲水剖面，解決層間矛盾。由于會沉淀，不能進入地層深部。由于會沉淀，不能進入地層深部。聚合物凝膠（體膨體）聚合物凝膠（體膨體） 近井調(diào)堵，封竄近井調(diào)堵，封竄可以解決層間矛盾和部分層內(nèi)矛盾可以解決層間矛盾和部分層內(nèi)矛盾由于顆粒大，存在注入深度與封堵強度之間矛盾；存由于顆粒大，存在注入深度與封堵強度之間矛盾；存在剪

18、切變小，失效快的問題。在剪切變小，失效快的問題。現(xiàn)有深部調(diào)剖劑分析現(xiàn)有深部調(diào)剖劑分析2、深深部部調(diào)調(diào)驅(qū)驅(qū)聚合物聚合物 溶液進入地層深部，滲水通道，高效溶液進入地層深部，滲水通道，高效容易受到污水條件和地質(zhì)條件的影響；著眼滲水通道。容易受到污水條件和地質(zhì)條件的影響；著眼滲水通道。可動弱凝膠可動弱凝膠 容易進入地層深部，滲水通道，有效容易進入地層深部，滲水通道，有效 凝膠形成可靠性差凝膠形成可靠性差 （交聯(lián)劑分離，吸附，與地層成分（交聯(lián)劑分離，吸附，與地層成分反應(yīng)）；可控性差反應(yīng)）；可控性差; 成本高成本高LPS 容易進入地層深部，孔喉，有效容易進入地層深部，孔喉，有效容易受污水條件影響；濃度受到

19、限制；長期連續(xù)注入容易受污水條件影響；濃度受到限制；長期連續(xù)注入會失效。會失效。逐級深部調(diào)剖劑應(yīng)該具有的特征逐級深部調(diào)剖劑應(yīng)該具有的特征1、要進入地層深部，必需在水中穩(wěn)定存在溶液、要進入地層深部，必需在水中穩(wěn)定存在溶液/溶膠溶膠2、初始的尺寸必需小于孔喉直徑納米、初始的尺寸必需小于孔喉直徑納米/微米材料微米材料3、具有封堵孔喉的能力膨脹、具有封堵孔喉的能力膨脹/交聯(lián)交聯(lián)4、具有一定的封堵強度彈性、具有一定的封堵強度彈性5、必需在壓力下會突破變形、必需在壓力下會突破變形問題：問題：1、能不能大量生產(chǎn)廉價微凝膠微球？、能不能大量生產(chǎn)廉價微凝膠微球？2、如何控制微凝膠微球的、如何控制微凝膠微球的彈性

20、彈性？3、如何控制水化膨脹的、如何控制水化膨脹的速度速度？4、如何控制和調(diào)節(jié)封堵效率？、如何控制和調(diào)節(jié)封堵效率？5、如何控制微球的尺寸和尺寸分布？、如何控制微球的尺寸和尺寸分布？一、一、實現(xiàn)聚合物微球控制實現(xiàn)聚合物微球控制陰離子型陰離子型中性中性陽離子型陽離子型尺寸控制技術(shù)尺寸控制技術(shù)10nm10m mm組分控制組分控制水化時間和水化倍數(shù)水化時間和水化倍數(shù)根據(jù)油藏和工藝要求生產(chǎn)所需要的調(diào)驅(qū)劑根據(jù)油藏和工藝要求生產(chǎn)所需要的調(diào)驅(qū)劑微乳、乳液聚合微乳、乳液聚合表面性質(zhì)表面性質(zhì)膨脹系數(shù)膨脹系數(shù)封堵機理的確定封堵機理的確定微球尺寸與地層微球尺寸與地層孔喉的匹配關(guān)系孔喉的匹配關(guān)系 水化前聚合物微球水化前聚

21、合物微球A A的的TEMTEM照片照片二、例：勝利海洋用納米球基本特性二、例：勝利海洋用納米球基本特性1、聚合物微球大小、聚合物微球大小 2、 聚合物微球大小隨水化時間的變化聚合物微球大小隨水化時間的變化水化時間：一天水化時間：一天70度，度，10000ppm礦化度礦化度水化時間：水化時間：7天天聚合物微球外部聚合物微球外部發(fā)生水化發(fā)生水化水化時間：水化時間：14天天聚合物微球從外到聚合物微球從外到內(nèi)大部分水化內(nèi)大部分水化3、聚合物納米球在水中膨脹后的真實形態(tài)、聚合物納米球在水中膨脹后的真實形態(tài)100倍光學顯微鏡照片400倍光學顯微鏡照片自來水中自來水中35天，室溫天，室溫1號 2號 3號 4

22、號注入注入砂芯砂芯四、聚合物微球堵塞特性四、聚合物微球堵塞特性0100200300400500600051015202530注水注微 球注水 1號 2號 3號 4號壓力 /mmHg時 間 /分突破突破微球向深部微球向深部移動移動水化時間：水化時間：1天天濃度：濃度：300 ppm注入量：注入量：0.3 Pv溫度：室溫溫度：室溫聚合物微球在聚合物微球在90度度10000礦化度水中礦化度水中 水化水化35天（有氧）天（有氧）010020030040050002468101214161820 1號 2號 3號 4號壓力 （mmHg）Time (min)注注微微球球注注水水注注水水突破突破具有良好的穩(wěn)

23、定性具有良好的穩(wěn)定性1 1、試驗條件及試驗方案、試驗條件及試驗方案 （1）試驗用油：錦）試驗用油：錦16塊脫水原油；塊脫水原油； （2）試驗用水：錦）試驗用水：錦16塊模擬注入水；塊模擬注入水； （3）試驗用巖心模型：錦）試驗用巖心模型：錦16塊天然松散油砂，經(jīng)酒精塊天然松散油砂，經(jīng)酒精苯洗滌后人工充填模型；苯洗滌后人工充填模型； （4） 試驗溫度：地層溫度試驗溫度：地層溫度60； （5）驅(qū)替速度：依據(jù)）驅(qū)替速度：依據(jù)L1來計算驅(qū)替速度。來計算驅(qū)替速度。1.1 1.1 試驗條件試驗條件 五、五、聚合物納米球聚合物納米球驅(qū)油效果評價驅(qū)油效果評價根據(jù)試驗要求，根據(jù)試驗要求，聚合物微球聚合物微球驅(qū)油

24、效果評價試驗方案為：驅(qū)油效果評價試驗方案為： （1） 單管模型驅(qū)油試驗：單管模型驅(qū)油試驗： 試驗?zāi)Ｐ蜐B透率選為試驗?zāi)Ｐ蜐B透率選為2.0mm2左右；注入段塞：左右；注入段塞：0.3PV； （2） 雙管模型驅(qū)油試驗：雙管模型驅(qū)油試驗： 試驗?zāi)Ｐ透邼B透率選為試驗?zāi)Ｐ透邼B透率選為2.0mm2左右，低滲透率選為左右，低滲透率選為1.0mm2 左右；注入段塞：左右；注入段塞：0.5PV； （3） 三管模型驅(qū)油試驗：三管模型驅(qū)油試驗： 試驗?zāi)Ｐ透邼B透率選為試驗?zāi)Ｐ透邼B透率選為3.0mm2左右，中滲透率選為左右，中滲透率選為2.0mm2左左 右，低滲透率選為右，低滲透率選為1.0mm2左右；注入段塞：左右；注

25、入段塞：0.5PV； 模型長度：模型長度：30cm； 化學劑濃度：化學劑濃度：0.18（原液濃度為（原液濃度為20）。）。 1.2 試驗方案試驗方案 充填試驗?zāi)Ｐ瓦_到要求后，抽空飽和水測孔隙體充填試驗?zāi)Ｐ瓦_到要求后，抽空飽和水測孔隙體積和孔隙度，測水相滲透率后，飽和油，制造束縛水，積和孔隙度，測水相滲透率后，飽和油，制造束縛水，然后進行水驅(qū)，水驅(qū)時記錄壓力、采出液量、采出油然后進行水驅(qū)，水驅(qū)時記錄壓力、采出液量、采出油量；當含水達到量；當含水達到98以后，依據(jù)要求轉(zhuǎn)注一定段塞的以后，依據(jù)要求轉(zhuǎn)注一定段塞的化學劑段塞，再注入一段塞后，關(guān)閉巖心模型兩端的化學劑段塞，再注入一段塞后，關(guān)閉巖心模型兩端

26、的閥門，候凝閥門，候凝45d后，再進行水驅(qū)，觀察突破壓力，試后，再進行水驅(qū)，觀察突破壓力，試驗結(jié)束后測水相滲透率，計算封堵效率。驗結(jié)束后測水相滲透率，計算封堵效率。 1.3 試驗過程試驗過程2 2 試驗結(jié)果與分析試驗結(jié)果與分析 2.1 2.1 單管模型的驅(qū)油效果單管模型的驅(qū)油效果 模型號模型號1空氣滲透率空氣滲透率mm2 22.30孔隙度孔隙度 41.20水相滲透率水相滲透率mm2 21.16配方體系配方體系0.18聚合物微球聚合物微球注入段塞注入段塞 PV0.3原始含油飽和度原始含油飽和度 %68.81水驅(qū)驅(qū)油效率水驅(qū)驅(qū)油效率 %60.68總驅(qū)油效率總驅(qū)油效率 %69.60化學驅(qū)驅(qū)油效率化學

27、驅(qū)驅(qū)油效率 %8.92突破壓力突破壓力 MPa0.100水驅(qū)后滲透率水驅(qū)后滲透率mm2 20.0909封堵效率封堵效率 92.16表表1 單管模型聚合物微球的驅(qū)油效果單管模型聚合物微球的驅(qū)油效果 圖圖1 單管驅(qū)油試驗曲線單管驅(qū)油試驗曲線0102030405060708090100012345678注入倍數(shù) PV驅(qū)油效率、含水率/%00.020.040.060.080.10.120.140.160.180.2壓力 MPa含水率 驅(qū)油效率 壓力 MPa0.18%油狀液單管模擬驅(qū)替實驗單管模擬驅(qū)替實驗水驅(qū)效率為水驅(qū)效率為60.68，注入注入0.3PV，效率為效率為69.60，化學驅(qū)油效率化學驅(qū)油效率

28、提高了提高了8.92； 水相滲透率由水相滲透率由1.16mm2 2下降到下降到0.0909mm2 2，封堵效率為，封堵效率為92.16， 該聚合物微球具有一定的封堵和調(diào)驅(qū)效果。該聚合物微球具有一定的封堵和調(diào)驅(qū)效果。 模型號模型號23空氣滲透率空氣滲透率mm2 22.431.31孔隙度孔隙度 41.9339.45水相滲透率水相滲透率mm2 20.9660.322配方體系配方體系0.18聚合物微球聚合物微球注入段塞注入段塞 PV0.5原始含油飽和度原始含油飽和度 %70.8470.30水驅(qū)驅(qū)油效率水驅(qū)驅(qū)油效率 %單管單管68.4658.38雙管雙管63.60總驅(qū)油效率總驅(qū)油效率 %單管單管74.1

29、770.38雙管雙管72.34化學驅(qū)驅(qū)油效化學驅(qū)驅(qū)油效率率 %單管單管5.7112.00雙管雙管8.74突破壓力突破壓力 MPa0.57單管水驅(qū)后滲透率單管水驅(qū)后滲透率mm2 20.01590.0152單管封堵效率單管封堵效率 98.3595.282.2 2.2 雙管模型的驅(qū)油效果雙管模型的驅(qū)油效果 圖2 雙管并聯(lián)驅(qū)油試驗曲線0102030405060708090100024681012注入倍數(shù) PV驅(qū)油效率、含水率/%00.10.20.30.40.50.60.7含水率 驅(qū)油效率 壓力 MPa壓力 MPa0.18%油狀液模擬雙管驅(qū)替調(diào)驅(qū)實驗（模擬雙管驅(qū)替調(diào)驅(qū)實驗（0.5 pV)高滲：高滲：96

30、6低滲：低滲：322高滲：高滲： 0.0159低滲：低滲： 0.0152雙管巖心驅(qū)油效率提高雙管巖心驅(qū)油效率提高8.74。具有比單管更好封堵調(diào)驅(qū)效果。具有比單管更好封堵調(diào)驅(qū)效果。模型號模型號456空氣滲透率空氣滲透率mm2 22.631.810.727孔隙度孔隙度 40.5933.5432.42水相滲透率水相滲透率mm2 21.160.3100.112配方體系配方體系0.18聚合物微球聚合物微球注入段塞注入段塞 PV0.5原始含油飽和度原始含油飽和度 %77.7370.9666.28水驅(qū)驅(qū)油效率水驅(qū)驅(qū)油效率 %單管單管69.7957.7348.50三管三管60.05總驅(qū)油效率總驅(qū)油效率 %單管

31、單管74.8169.0164.61三管三管70.13化學驅(qū)驅(qū)油效率化學驅(qū)驅(qū)油效率 %單管單管5.0211.2816.11三管三管10.08突破壓力突破壓力 MPa0.260單管水驅(qū)后滲透率單管水驅(qū)后滲透率mm2 20.03560.02660.0231單管封堵效率單管封堵效率 96.9391.4279.382.3 2.3 三管模型的驅(qū)油效果三管模型的驅(qū)油效果 三管模型的驅(qū)油效果三管模型的驅(qū)油效果 圖圖4 三管并聯(lián)驅(qū)油試驗曲線 三管并聯(lián)驅(qū)油試驗曲線0102030405060708090100012345678910注入倍數(shù) PV驅(qū)油效率、含水率/%00.050.10.150.20.250.3含水率

32、 驅(qū)油效率 壓力 MPa壓力 MPa0.18%油狀液 三管總驅(qū)油效率為三管總驅(qū)油效率為60.05，注入，注入0.5PV的的聚合物微球聚合物微球后三管總的驅(qū)油效后三管總的驅(qū)油效率為率為70.13，化學驅(qū)油效率提高了，化學驅(qū)油效率提高了10.08。可以看出驅(qū)油的趨勢與雙管模。可以看出驅(qū)油的趨勢與雙管模型相似。型相似。 2.4 2.4 小結(jié)小結(jié) 綜上試驗結(jié)果分析得出：聚合物納米球具有調(diào)驅(qū)效果，綜上試驗結(jié)果分析得出：聚合物納米球具有調(diào)驅(qū)效果，注入過程中壓力變化不大，對于非均質(zhì)油藏，注入的化學劑注入過程中壓力變化不大，對于非均質(zhì)油藏，注入的化學劑優(yōu)先進入高滲層，起到封堵調(diào)驅(qū)的作用，后續(xù)注水進入中低優(yōu)先進

33、入高滲層，起到封堵調(diào)驅(qū)的作用，后續(xù)注水進入中低滲透層，改善水的波及效率，進一步提高水驅(qū)效果。滲透層，改善水的波及效率，進一步提高水驅(qū)效果。 思考：思考： 材料濃度與效果的關(guān)系材料濃度與效果的關(guān)系 大劑量大劑量深部調(diào)剖，高濃度深部調(diào)剖，高濃度高效高效 關(guān)鍵是材料在油藏中發(fā)揮作用的關(guān)鍵是材料在油藏中發(fā)揮作用的部位部位。 注入壓力與調(diào)剖效果的關(guān)系注入壓力與調(diào)剖效果的關(guān)系 注調(diào)剖劑時注水壓力升高幅度與調(diào)剖效果之間沒有必然的關(guān)系。注調(diào)剖劑時注水壓力升高幅度與調(diào)剖效果之間沒有必然的關(guān)系。現(xiàn)場實驗效果例現(xiàn)場實驗效果例1地質(zhì)條件：礫石砂巖結(jié)構(gòu)地質(zhì)條件：礫石砂巖結(jié)構(gòu) 平均孔隙度平均孔隙度 30左右左右 平均滲透

34、率平均滲透率 20003000mD 孔喉直徑孔喉直徑 0.6m mm200m mm, 平均平均 7m mm 溫度溫度 7080度度 礦化度礦化度 8800mg/L 原油粘度：地下原油粘度：地下 95150mPa.s 地面地面 30004000Pa.s某采油廠東區(qū)某采油廠東區(qū)D114GD2-36-310GD2-36-8GD2-36N10GD2-36N12GD2-37-10GD2-37-11GD2-37-510GD2-37-8GD2-37-9GD2-37N11GD2-37N7GD2-37N9GDD0-12GDD0-13GDD0-15GDD0-17GDD1-13GDD1-14GDD1-15GDD1-

35、16GDD1-17GDD1N13GDD1N17GDD3-011GDD3-012GDD3-013GDD3-014GDD3-016GDD3-12GDD3-15GDD3-16GDD3J14GDD3N13GDD5-12GDD5-14GDD5-15GDD5N12GDD5N13GDD5N14GDD5N150100200300400東 區(qū) D1-14井 區(qū) 井 位 圖D1-14井區(qū)井位圖 D1-1437N8注入方案設(shè)計注入方案設(shè)計結(jié)果：結(jié)果：有效井有效井2004年年12月月2日開始注入，納米球乳油濃度日開始注入，納米球乳油濃度1500mg/L，配注量配注量200立方。立方。2005年年4月月7日停注。轉(zhuǎn)后續(xù)

36、水驅(qū)觀察效果。日停注。轉(zhuǎn)后續(xù)水驅(qū)觀察效果。見效井見效井6 6口，增產(chǎn)井口，增產(chǎn)井5 5口，目前日增產(chǎn)原油口，目前日增產(chǎn)原油1010噸以上，含水下降噸以上，含水下降2 26 6。注入工藝注入工藝現(xiàn)場實驗效果例現(xiàn)場實驗效果例2巖心分析平均孔隙度巖心分析平均孔隙度33.9%33.9%平均空氣滲透率平均空氣滲透率225722571010-3-3umum2 2粒度中值粒度中值0.14mm0.14mm，孔喉半徑最大孔喉半徑最大40.540.5m mm m，平均，平均7.77.7m mm m地下原油粘度地下原油粘度 50.450.4 mPa.s地層溫度地層溫度67度度地下水礦化度地下水礦化度42414241

37、 mg/L (NaHCO3)注入水礦化度注入水礦化度3261132611 mg/L 注入水鈣鎂離子總濃度注入水鈣鎂離子總濃度1707.61707.6 mg/L 海上油田小區(qū)塊實驗海上油田小區(qū)塊實驗注入?yún)^(qū)塊井位圖注入?yún)^(qū)塊井位圖注入方案注入方案在三口注水井，以在三口注水井，以1500ppm乳油的濃度，按乳油的濃度，按0.8注采比的配注注采比的配注量注入，觀察水井和油井的變化。量注入，觀察水井和油井的變化。2005年年3月月14日開始注入，每日注入總量日開始注入，每日注入總量600kg，現(xiàn)已經(jīng)注入，現(xiàn)已經(jīng)注入乳油乳油90噸左右。噸左右。注入設(shè)備：一個注入設(shè)備：一個12噸保溫儲罐，兩臺喂入泵（一臺工作

38、噸保溫儲罐，兩臺喂入泵（一臺工作),一一個靜態(tài)混合器，閥門，壓力表，流量計。個靜態(tài)混合器，閥門，壓力表，流量計。結(jié)果結(jié)果25A-2注水井注水井25A325A8油井：根據(jù)注入水推進速度計算，預(yù)計油井：根據(jù)注入水推進速度計算，預(yù)計2005年年10月月底開始見效。底開始見效。潛力很大的新型材料與技術(shù)潛力很大的新型材料與技術(shù)1、對地下水礦化度、溫度不敏感適用于各類油藏、對地下水礦化度、溫度不敏感適用于各類油藏2、著眼于孔喉，用量相對較少、著眼于孔喉，用量相對較少3、可以與各種表活劑等復(fù)合使用，提高驅(qū)替效率、可以與各種表活劑等復(fù)合使用，提高驅(qū)替效率4、在各類油田污水中和海水中溶解分散迅速、在各類油田污水

39、中和海水中溶解分散迅速5、注入工藝非常的簡單、注入工藝非常的簡單關(guān)鍵技術(shù)：關(guān)鍵技術(shù)： 大量廉價生產(chǎn)與油藏孔喉尺寸匹配的納微米彈性微球；大量廉價生產(chǎn)與油藏孔喉尺寸匹配的納微米彈性微球； 注入方式的簡單化。注入方式的簡單化。六、對裂縫和大孔道油藏，邊底水錐進六、對裂縫和大孔道油藏，邊底水錐進油井降水穩(wěn)油的技術(shù)措施建議油井降水穩(wěn)油的技術(shù)措施建議解決的思路：解決的思路： 1、增大微球尺寸、增大微球尺寸 2、賦予微球自交聯(lián)功能、賦予微球自交聯(lián)功能 3、賦予微球地層吸附能力、賦予微球地層吸附能力理想的深部堵水材料：理想的深部堵水材料： 封堵強度大，能夠抵抗封堵強度大，能夠抵抗MPa工作壓差；工作壓差； 注

40、入容易，最好無粘度，注入過程無壓力變化注入容易，最好無粘度，注入過程無壓力變化 在水中穩(wěn)定，可以進入地層深部在水中穩(wěn)定，可以進入地層深部 只能進入，不能倒退，不會吐出只能進入，不能倒退，不會吐出解決方案解決方案利用現(xiàn)代化學合成技術(shù)，直接合成亞微米、微米功能性材料利用現(xiàn)代化學合成技術(shù)，直接合成亞微米、微米功能性材料1、利用大尺寸核殼結(jié)、利用大尺寸核殼結(jié)構(gòu)微球構(gòu)微球2、使微球相互結(jié)合，變大，、使微球相互結(jié)合，變大，并且在巖石表面吸附，形成并且在巖石表面吸附，形成類似混凝土結(jié)構(gòu)類似混凝土結(jié)構(gòu)微米球微米球100倍照片倍照片微米球微米球400倍照片倍照片微米球水化前在油相中的形態(tài)微米球水化前在油相中的形

41、態(tài)更大尺寸自交聯(lián)微球更大尺寸自交聯(lián)微球解決裂縫型油藏堵水注入能力與封堵強度問題解決裂縫型油藏堵水注入能力與封堵強度問題 在水中在水中2溶解小時后照片溶解小時后照片處于分散狀態(tài)處于分散狀態(tài) 自交聯(lián)行為自交聯(lián)行為 在水中在水中4天后天后明顯的發(fā)生團聚，明顯的發(fā)生團聚，交聯(lián)交聯(lián)尺寸大小在幾十尺寸大小在幾十微米到幾百微米微米到幾百微米1 1 試驗條件及試驗方案試驗條件及試驗方案（1） 試驗用水：錦試驗用水：錦16塊模擬注入水。塊模擬注入水。（2）試驗用巖心模型：不同目數(shù)石英砂充填模型。）試驗用巖心模型：不同目數(shù)石英砂充填模型。（3）試驗溫度：地層溫度）試驗溫度：地層溫度60。（4）驅(qū)替速度：依據(jù)）驅(qū)替

42、速度：依據(jù)L1來計算驅(qū)替速度。來計算驅(qū)替速度。 1.1 1.1 試驗條件試驗條件七、七、 聚合物微米球封堵效果評價聚合物微米球封堵效果評價 1.2 1.2 試驗方案試驗方案 根據(jù)試驗要求，聚合物微球劑封堵效果評價試驗方根據(jù)試驗要求，聚合物微球劑封堵效果評價試驗方案為：案為： 采用單管模型封堵試驗：試驗巖心模型滲透率分別采用單管模型封堵試驗：試驗巖心模型滲透率分別為為1.0mm2、2.0mm2、3.0mm2左右，試驗?zāi)Ｐ蛶в腥齻€左右，試驗?zāi)Ｐ蛶в腥齻€測壓孔，以觀察壓力的變化；測壓孔，以觀察壓力的變化； 模型長度：模型長度：100cm； 注入段塞：注入段塞：0.5PV； 化學劑濃度：化學劑濃度：0

43、.20； 1.3 1.3 試驗過程試驗過程 充填試驗巖心模型達到要求后，抽空，飽和模擬地層充填試驗巖心模型達到要求后，抽空，飽和模擬地層水，測孔隙體積和孔隙度。連接壓力表、管線等，測巖心水，測孔隙體積和孔隙度。連接壓力表、管線等，測巖心初始水相滲透率。測完后，正向注入粉狀化學封堵劑初始水相滲透率。測完后，正向注入粉狀化學封堵劑0.5PV，接著注入，接著注入0.1PV的模擬水，停止，關(guān)閉巖心模型兩的模擬水，停止，關(guān)閉巖心模型兩端的閥門，候凝端的閥門，候凝5d后，再進行反向水驅(qū)，觀察突破壓力及后，再進行反向水驅(qū)，觀察突破壓力及不同測壓點的變化，待壓力平穩(wěn)后，測試水相滲透率，計不同測壓點的變化，待壓力平穩(wěn)后，測試水相滲透率，計算聚合物微球的封堵效率。算聚合物