聚合物纳米抗盐增粘技术

2022-12-19 19:26




聚合物纳米抗盐增粘技术

宁波锋成先进能源材料研究院有限公司






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聚合物纳米抗盐增粘技术


聚合物驱作为化学驱油技术中最常见的一种三次采油技术,近年来已在我国陆上油田如大庆、胜利、大港、河南等油田广泛应用,取得明显增油降水效果,为提升我国原油产量做出了较大的贡献。然而,随着常规油藏的不断勘探及开发,一些高温、高盐、非均质性强的油藏逐渐受到越来越多的关注,此类油藏通常具有储层温度高、地层水矿化度高以及物性较差等特点,常规的聚合物驱油剂在此类油藏环境下往往无法发挥较好的驱油效果。聚合物驱是三次采油的重要手段之一,但目前得到大规模推广应用的主要是化学驱Ⅰ类和Ⅱ类油藏 ,Ⅲ类油藏聚合物驱还处在探索阶段。主要技术瓶颈在于钙镁离子使聚合物分子链发生卷曲,导致聚合物溶液黏度大幅度下降,室内研究表明,钙镁离子对聚合物黏度的影响程度可以达到钠离子的60倍。因此如何提高聚合物在高温、高钙镁油藏中稳定性,对于扩大聚合物驱油技术的应用范围和挖掘高温高盐油藏剩余油潜力具有重要意义。

聚合物纳米抗盐增粘技术是通过原位改性技术在高比表面积的片层纳米材料(纳米氧化石墨烯等)表面载负多种功能性基团,制备的新型二维纳米材料实现聚合物增效。改性后的纳米材料能够克服纳米材料的团聚现象,并通过纳米材料表面功能基团、疏水链段和聚合物表面官能团发生相互作用,形成三维网状结构实现苛刻油藏条件下的聚合物增效,同时在提高聚合物耐温耐盐、抗剪切、抗稀释等方面具有明显效果。





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技术原理



1、合成及作用机理

通过氧化、超声剥离技术制备片层二维纳米材料,再通过原位改性技术在二维片层纳米材料(纳米氧化石墨烯等)表面载负多种功能性活性基团。形成一种稳定的、具有聚合物增效性能的纳米材料。

2、作用原理:改性后二维片层纳米材料表面活性基团可以通过氢键作用,与聚合物的-CONH2 、-SO3H、-COOH等发生相互作用,同时聚合物疏水链段间存在弱相互作用,促使分子间相互吸引形成网状结构,纳米材料和聚合物相互吸附缠绕联接形成更加稳定的三维网状结构,从而使聚合物耐盐性和粘度都明显增加。






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技术指标及优势


1、技术指标





2、技术优势


(1)对聚合物增粘效果显著:针对疏水缔合型聚合物,在使用浓度为1500mg/L时,空白聚合物粘度为16.5mP·s;加入纳米抗盐增粘剂后,混合体系粘度增加至184.7mP·s,增粘效果显著。

(2)聚合物增粘剂复合体系静态稳定性和长期热稳定性优异:聚合物增粘剂复合体系密封放置油藏温度条件老化,体系粘度呈现先增大后稳定的趋势,老化1月后,体系粘度无明显降低,粘度保留率为100%。

(3)耐温耐盐性能好:90℃、总矿化度50000mg/L、钙镁离子2000mg/L的条件下,所配制的聚合物增粘剂复合体系仍然有较好的增黏性。

(4)抗稀释性能较好:将聚合物增粘剂复合体系经过不同倍数稀释后粘度仍比聚合物溶液大。

(5)体系为黏弹性体系:聚合物增粘剂复合体系黏性模量和弹性模量均大于单一聚合物溶液,具有更大的扩大波及体积的能力。

(6)第三方检测报告

产品经过了第三方有资质单位及中石化权威单位的评价,产品性能良好。







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矿场应用情况


锋成自主研发的聚合物纳米抗盐增粘剂VE7001已成功应用于江汉油田某区高钙镁油藏,该油藏已进入特高含水低速采油阶段,由于地层水中钙镁离子含量高 ,按化学驱分类均属于Ⅲ类油藏,地层温度为62℃,;地层水矿化度 25000mg/L ,钙镁离子含量达到1200mg/L,长期制约了聚合物驱的现场应用。通过采用聚合物增粘剂复合体系,可以使聚合物在较低浓度下达到较高的体系粘度,各项指标均达到开展聚合物驱的要求。该项目2021年4月6日开始现场试验,注入井油压已由6.5MPa升至8.4MPa,对应油井日液下降,含水下降,日油上升,试验区持续见效中;预计提高采收率8%,国内同类型可推广受益储量7.68亿吨。







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