纳米聚合物微球在中渗高含水油田的模拟研究

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水驱油藏精细注采技术应用研究_1

水驱油藏精细注采技术应用研究发布时间：2022-10-09T08:19:36.180Z 来源：《科学与技术》2022年11期作者：叶琪[导读] 水驱油藏是五蛟西采油作业区原油产量稳定的基石叶琪长庆实业集团五蛟西采油作业区，甘肃省庆阳市，745607摘要：水驱油藏是五蛟西采油作业区原油产量稳定的基石，部分区块已经处于高含水开发阶段，在高含水阶段进行水驱油藏开发难度持续加大，低油价下如何实现水驱油藏效益开发，提高水驱开发质量成为关键。

而这个关键的核心就是精细注采。

为此，以不同类型水驱油藏需求为导向，从水质源头出发，坚定“注好水、注够水、注有效水”目标，不断创新精细注采技术，高效调控，提升水驱动用质量，实现水驱油藏效益开发。

关键词：水驱油藏；精细注采；低渗透油藏引言水驱油藏注采开发系统包括井网系统和注采压力系统，井网及生产制度合理性的分析贯穿于油藏开发全过程。

尤其是油藏进入高含水开发阶段后，油水渗流规律极其复杂，如何合理而准确地对水驱油藏开发系统进行评价，关系到油藏下步挖潜方向及调整措施的有效性。

因此，准确认识油藏当前开发系统相对于油藏状态的优劣程度，及时发现油藏开发存在的问题，对制定科学、合理的开发调整方案，最终实现油田高效开发，具有极其重要的现实意义。

1.纳米微球深部调驱技术低渗透油藏由于储层物性差，进入中高含水期后，受储层非均质性以及注入水驱替冲刷的影响，局部区域水窜加剧、水淹井增多，注采调整及常规调剖治理手段有限，大量剩余油富集在水线两侧难以有效采出。

纳米微球深部调驱技术以其粒径小、可形变、提压小、可依托注水系统集中实施的突出优势，近年来在长庆油田特低渗透油藏Ⅰ+Ⅱ类规模应用取得了较好的效果效益。

开展纳米微球深部调驱适应性探索，进一步提高采出程度尤为必要。

采用反相微乳液聚合工艺，将水相聚合反应封闭在油相分散系的“微反应器”中，通过调整单体、引发剂配比来得到理想粒径的聚合物微球。

其特点是水化性能好，在水中可均匀分散，吸水膨胀后粒径可以扩大为原来的5~10倍，其表面的活性亲油基团会吸附在岩石壁面的剩余油膜上，从而提高驱油效率。

聚合物微球渗流实验研究

聚合物微球渗流实验研究王齐禄;陈晓宇;王尤富;王翔【摘要】实验通过用微管中的渗流模型方法,替代传统的填砂模型方法,研究聚合物微球在不同压差情况下在不同直径微管中的流动情况.实验表明:流量与压力梯度存在着正比例关系,如果压力梯度增加,流量也会跟着增大;驱替压力设置成0.6 MPa,温度相等时,流体速度会随着溶液浓度的增加而越来越慢;纯水在5μ.tm和10 μtm 直径的微管里流动的时候,存在启动压力梯度,加入一点聚合物就能很好地消除;通过实验和理论研究表明:使用Kozeny-Carman模型来计算多孔介质的渗透率是可行的;品质好的聚合物微球应该在多孔介质中表现出一定的流动性,进入大孔道后与地层相互作用,最终堵塞大孔道.因此从渗流特征上,好的聚合物微球应该有以下三个标准:微球进入水中以后,其稳定性和分散性都要求表现良好;溶液在5微米及以上微管中具有良好的流动性,不宜堵塞;微球聚合短时间内膨胀(或者变性),起到在大孔道中的封堵效果.【期刊名称】《当代化工》【年(卷),期】2016(045)008【总页数】4页(P1744-1747)【关键词】聚合物微球;渗流;微管;非均质【作者】王齐禄;陈晓宇;王尤富;王翔【作者单位】长江大学石油工程学院,湖北武汉430100;长江大学石油工程学院,湖北武汉430100;长江大学石油工程学院,湖北武汉430100;长江大学石油工程学院,湖北武汉430100【正文语种】中文【中图分类】TE357由于我国大部分油田都是陆相沉积，油藏的非均质性较大，并且目前油田大多已经进入开发中后期，含水率已经变得很高。

聚合物驱是提高采收率最简单的一种方法。

从聚合物驱工业化应用几十年里我们认识到：聚合物驱可以降低水相流度，改善流度比，提高波及系数，在一定程度上还可以提高驱油效率。

在聚合物乳液封堵地层作业中，封堵效果的好坏程度是会受聚合物微球注入孔径分布，注入深度和微球具体堵塞情况的影响。

同时，研究表明Darcy定律用来描述低渗透油藏并不精确。

采油厂纳米微球／表面活性剂复合调驱体系实验分析 2021

摘要：针对高温高盐低渗透油藏注水开发中出现得含水率高、采收率低以及常规表面活性剂驱等措施难以发挥有效作用得问题，提出将耐温抗盐型纳米微球SQ-5和新型阴-非离子表面活性剂FA-2相结合得复合调驱技术，采用纳米微球/表面活性剂复合调驱体系来提高低渗透油藏水驱后得采收率。

室内评价了复合调驱体系得性能，并优化了纳米微球和表面活性剂得注入参数。

结果表明，纳米微球和表面活性剂均具有良好得耐温抗盐性能，在温度为120℃、矿化度为257 300 mg/L时仍具有良好得性能；复合调驱体系得最佳注入参数为0.5 PV得纳米微球溶液（1 500mg/L）和0.5 PV得表面活性剂溶液（1 000 mg/L） ;单独表面活性剂驱体系和复合调驱体系能在水驱得基础上分别提高采收率为12.43%和27.28%, 可以看出，复合调驱体系取得了更好得驱油效果。

矿场试验结果表明，调驱后注水井压力升高，对应油井产油量上升，含水率下降。

说明纳米微球/表面活性剂复合调驱技术适合在高温高盐低渗透油藏中应用。

关键词：低渗透油藏；耐温抗盐；纳米微球；表面活性剂；提高采收率；---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------感谢使用本套资料，希望本套资料能带给您一些思维上的灵感和帮助，个人建议您可根据实际情况对内容做适当修改和调整，以符合您自己的风格，不太建议完全照抄照搬哦。

---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------Abstract: There are problems like high water content, low recovery rate and non-effective conventional surfactant flooding during development of water-flood low-permeability high-temperature and high-salinity reservoirs, a composite profile and flood control technique combining high temperature salt-tolerant Nano-spheres SQ-5 with new anionic nonionic surfactant FA-2 is proposed to improve the recovery rate of low permeability reservoirs after water flooding. The performance of the composite profile and flooding control system is evaluated and the compounding parameters are optimized. Theresults show that both Nano-particles and surfactant have good performance in high temperature and highsalinity situation. And the two have good compatibility. The optimum compounding parameters are 0. 5 PV Nano-spheres solution （ 1500 mg/L） and 0. 5 PV surfactant solution （ 1000 mg/L） . Individual surfactant flooding system and composite system can increase recovery rate by 12. 43% and 27. 28% respectively on the basis of water flooding. It can be seen that composite flooding system hasbetter oil displacement effects. The results offield test show that the pressure in injection well increases after stimulation, and the production of corresponding production well is increased accordingly, and the water content decreased. It is proven that the composite flooding control technology of Nano spheres/surfactant is suitablefor low permeability reservoirs with high temperature and high salinity.Keyword: low permeability reservoir; temperature-and salt-tolerant; nano-spheres; surfactant; enhanced oil recovery;低渗透油藏由于地层天然能量低，往往采用注水开发[1].由于低渗透油藏多发育微裂缝，长期注水开发极易发生水窜，导致波及效率低，采油井含水率升高，从而使注水开发效果越来越差[2-3].西部某油田经过多年注水开发，已经进入高含水开发阶段，鉴于该油田储层温度高（120℃左右）、地层水矿化度高（257 300 mg/L）、含水率高得特点，使用常规得表面活性剂驱已经难以达到提高采收率得目得。

纳米微球技术在油田领域的研究进展及应用

第49卷第3期2020年3月应用化工Appeoed ChemocaeIndusteyVoe.49No.3Mae.2020纳米微球技术在油田领域的研究进展及应用路建萍，沈燕宾，王佳，李俊华，谢元（陕西省石油化工研究设计院陕西省石油精细化学品重点实验室，陕西西安710054）摘要:综述了纳米微球的几种合成方法,介绍了纳米微球技术在油田领域中废弃钻井液处理、原油降凝剂和深部调驱技术方面的研究进展，阐述了纳米微球技术在陆地油田和海上油田的矿场应用情况，并提出了纳米微球技术在油田领域的研究方向。

关键词:纳米微球；合成方法;油田;矿场应用;研究进展；方向中图分类号:TQ03V9；TQ031.2；TE357.46文献标识码:A文章编号:1671-3206（2020）03-0768-05Researcli progress and application of nanospheretechnology in oilkelkLU Jian-qing&SHEN Yan-Ho&WANG Jia,LI Jun-Oua,XIE Yuan (Shaanxi Key Laborato/of Fine Petroleum Chemicals, Shaanxi Research Design Institute of Petroleum andChemical Indust/,Xi'an710054,China)Abstract:The several synthesis methods of nanometer mU/sphves were reviewed-And the t—hnology of nanometeemoceospheeeson theooeed oowastedeo e ongoeuod teeatment,ceudeooedepee s antand deep shoot-ongtechnoeogyon ooeooeed ooeed weeeonteodued.And thenanospheeetechnoeogyon theappeocatoon oomones on te e steoaeooeooeedsand o o shoeeooeooeed weeeeipounded,and theeeseaech doeectoon on theooeed oonano-meteemoceospheeestechnoeogyon ooeooeed weeeputed ooewaed.Key wods:nanometer microspheres;synthetic methods;oilfield;/Qd application；research progress; doeectoon纳米微球是一种粒径在5nm~1000&m的小颗粒,每个颗粒上还有更细小的孔径,其分散性好,粒径均匀,比表面积大,吸附能力强。

纳米微球保护储层钻井液研究及应用

纳米微球保护储层钻井液研究及应用纳米微球保护储层钻井液研究及应用随着我国油气工业的发展，陆上和海洋油气储层探测的难度逐渐增大。

其中，遇到的最大的难题就是如何保护储层，防止钻井过程中的钻井液和泥浆对储层造成损害。

近年来，在纳米技术的不断发展和应用方面，纳米微球作为一种新型的油田化学品，已经被广泛应用于钻井液中。

本文将对纳米微球在保护储层钻井液中的研究及应用进行详细的阐述。

一、纳米微球的组成结构纳米微球是由聚合物、介质和聚离子三种化学物质组合而成的。

表面活性剂的加入改善了密度和毛细作用力之间的平衡，减少了表面张力，增强了微球的分散性和稳定性。

与普通微球相比，纳米微球具有粒径小、表面积大、吸收作用强和表面电性强等特点，对钻井液中的固体、液体和气体杂质都有很好的去除效果。

二、纳米微球的应用特点1.纳米微球在钻井液中的应用能够起到优异的稳定剂、过滤控制剂、颗粒输送剂和钻井液泥浆稳定化剂等多种作用，有利于提高钻井液的质量和钻井效率。

2.纳米微球能够显著提高钻井液的渗透能力和润湿性，从而增加钻进速度和提高钻孔质量。

3.纳米微球通过增加储层和钻井液之间的粘附力，提高了储层保护效果和钻井液对储层的侵蚀性。

4.纳米微球还能够有效降低钻井液的黏度和防止沉淀，从而减少了操作人员的耐心和钻井成本。

三、纳米微球保护储层钻井液的实际效果由于钻井液对储层的侵蚀性、毛细管作用和孔隙水力压力等因素的影响，评价储层保护效果是衡量一种钻井液的重要指标之一。

因此，本文以实际工程应用中的数据为依据，探讨纳米微球应用于保护储层钻井液的具体效果。

首先，纳米微球能够有效地减小钻井液对储层的侵蚀性，提高了储层的防护能力。

太阳能油田在某钻井工程的应用结果表明，使用纳米微球后，储层侵蚀程度明显降低，储层未被钻井液侵蚀的率提高了30%，降低了钻井带来的损害。

其次，纳米微球能够减少钻井液对地层的毛细作用和升水造成灭孔现象。

在柴达木盆地的某地块钻探中，通过添加纳米微球，升水时全井段与局部段的灭孔现象均得到了明显缓解，缩短了井眼应力消除时间和钻进时间，提高了钻井效率，提高了钻井液的性能。

深部调驱用纳米聚合物微球的研究进展

2 纳米聚合物微球合成技术进展
纳米微球一般以 AM( 丙烯酰胺) 为聚合单体, 以 AA ( 丙烯酸) 和 AMPS ( 2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸)等为功能性单体共聚而得,制得的聚丙烯酰胺微球无毒、可溶于水, 有一定的耐热性能, 微球的初始粒径为纳米级别, 具有较好的分散性, 易水化溶胀,而且微球的溶胀程度可控制, 在实际油田应用,
率,但这种调驱剂一般只能对近井地带进行有效封堵,运移能力不强[6] ,不利于深部调驱,给以后的重复调驱带来极大困难。
聚合物微球因其对水、温度和矿化度具有良好抵抗力以及较低的使用成本而受到更多关注,作为一项新型调驱技术,在油田开采中取得了良好成果,大大提升了水驱油的效率,大幅提高油田采油效率。在国外,法国石油研究所 ( IFP ) [7] 制备了一种水溶性聚丙烯酰胺微球,可以大幅度降低水相渗透率实现深部调驱;Al-Anazi 和 Sharma[8] 制备了一种酸敏聚合物电解质调驱剂,可以交联形成分子网状结构的微凝胶,但其表观黏度会影响其调驱效果。
Abstract:The efficient extraction of crude oil is an important foundation for the country’ s sustainable development, and how to enhance oil recovery is an urgent problem to be solved. As a new type of deep profile control agent, nanoscale polymer microspheres have achieved significant application effects in the oilfields. The effect of enhancing waterflood recovery is obvious, which effectively supports the stable production of oilfields. Based on the review of the development process and preparation methods of nanoscale polymer microspheres, this paper introduces the current research situation of the mechanism of deep profile control of nanoscale polymer microspheres, and points out that it is urgent to establish a set of experiment methods and mathematical models that can reveal the microscopic mechanism of nanoscale polymer microspheres from the aspects of improving sweep efficiency and oil washing efficiency, systematically explain the microscopic oil displacement mechanism of nanoscale polymer microspheres. This is of great significance to elucidate the micro-mechanism of nanoscale polymer microspheres improving oil recovery and guide the development and application of new nanoscale displacement materials.

纳米聚合物微球在中渗高含水油田的模拟研究

Ｖｏ．２Ｎｏ５１３．
０（，ｔ２００ｌ
１０月
文章编号：１７５８（００００００６４— ０６２１）５— １５— ４
纳米聚合物微球在中渗高含水油田的模拟研究
王鸣川，维耀王国锋王明朱，，
的。同时对水驱和纳米聚合物微球驱进行了预测研究，结果表明，纳米聚合物微球能有效提高产油量和采出程度，降
低含水率一纳米聚合物微球实现了油层深部液流转向，决了调堵地层深部大孔喉的技术难题，进一步开发复杂解为
合物驱失效，驱后仍有约５％原油残留在地聚０
下。解决窜流和绕流现象必须进行油藏深部调堵，一般要求调堵剂强度较高，对大孔道具有较强的调堵的重要材料。
纳米聚合物微球在砂管初始段（ｌ段）Ｐ由于未
别用Ｐ，２，３和Ｐ１ＰＰ４来标记）验，验其进入油试检实验结果表明：纳米聚合物微球在注入初期由于砂管；在注入一段时问后发生膨胀，封堵填砂管中的
在未预膨胀条件下，进行通过不同渗透率填砂管（分未膨胀，初始尺寸小于地层孑喉直径，Ｌ能顺利注入填
入纳米聚合物微球，然后转入后续注水。
响，高含水后期，驱效果不明显，沿大孔道呈连水水

锦99块中东部纳米微球调驱技术的研究与实验

单井组注入量设计按照下式计算。注入量Ｑ＝ａｘＲ２ｑ￣ｈ锦９９块位于辽河断陷盆地西部凹陷西斜坡的西南部，北靠千３．２聚合物纳米球机理ｌ２块，南邻锦７块。开发目的层为杜家台油层，是一个被断层遮挡聚合物纳米球具有良好的调驱效果，注人过程中压力变化不的边底水油藏，断块被五条正断层切割为三个独立的四级断块，即大，对于非均质油藏，注入的化学剂优先进入高渗层，起到封堵调驱东块、西块和中块。东块为断鼻构造，高点在１１－０１井处；中块为东的作用，后续注水进人中低渗透层，改善水的波及效率，同时能够在南向西北方向抬起，高点在１３ — ５０２井和１６ — ５２０４井处；西块是被两地层深处封堵孔喉，改变注入流体的方向进一步改善水驱效果。特条断层夹持的断鼻构造，高点在ｌ８ — ０３井处。点：选择孔喉作为工作部位，实现液流改向，具体表现在：１．２生产现状（１）利用微米尺寸材料，解决注入性与封堵能力问题。本次调驱部署集中在锦９９块中东块，下面重点对锦９９块中东（２）解决了以往凝胶类调剖剂地下交联控制困难问题。块进行调驱部署研究。（３）解决了材料稳定性和耐久性问题。截止到２０１５年７月锦９９块中东块共有油井４２口，开井３３（４）对地下水矿化度、温度不敏感——适用于各类油藏。１２１，日产油４０．４ｔ，日产水６１２．２ｔ，含水９３．８％，累产油２３６．９６９８ｘｌ０４ｔ，（５）着眼于孔喉，用量相对较少。累产水９２３．１１９６ｘｌ０４ｔ，采油速度０．１６％，采出程度２６．５１％。注水井（６）可以与各种表活剂等复合使用，提高驱替效率。１７口＇开井１６口，日注水量１３９２ｍ。，累注水１４１９．３９６２ｘｌ０ｈ，月注采（７）在各类油田污水溶解分散迅速。比２．１３，累注采比１．２１。室内研究表明，单管模拟驱替实验，注入０．３ＰＶ，纳米驱驱油效２存在的主要问题率８．９２％，封堵率为９２．１６％。２：１局部注采系统不完善，油水井井况差，限制挖潜措施前置段塞主要封堵高渗流通道，调整纵向矛盾；主段赛调整平锦９９块目前共有油井８３口，开井５６Ｈ，共有水井３９口，开井面矛盾，实现深部调驱。２０口，开井注采井数比１：２．８，注采井数比偏低。局部无注水井控制。４应用效果锦９９杜中东块目前该块共有油水井５９口，有ｌ８口井的井况锦２ — １３ — ５０２水井调驱自２０１５年１２月１Ｏ开始施工，２０１６年４有问题，占油水井总数的３０．５％，井况差加大了实际注采井网的不月２３日施工结束，累注纳米微球５４０７０ｋｇ。通过对全井组的跟踪分完善，限制了挖潜措施的实施。析，已初步取得调驱效果，主要体现在以下几个方面。２．２目前开发方式达不到预测水驱采收率４．１调驱井效果评价锦９９杜中东块内部油水井间主流线方向水淹严重。目前开发注水压力提高，措施前注水压力为５．６ＭＰａ，措施后压力上升到．８ＭＰａ，提高了３．２ＭＰａ。调剖剂有效地封堵了地层的水流通道，高渗方式下，采收率仅为２９．５％，井间剩余油无法动用，很难达到预测水８驱采收率３２．６％（表１）。透层的吸水量受到限制，迫使液流改向，中低渗透层得到了一定程度的动用，从而提高了水驱波及体积。表１锦９９块采收率预测表４．２对应油井效果评价序号预测方法回归公式相关系数ＥＲ％调驱井对应７口油井，日产油量由措施前的５．８ｔ，措施后３．５ｔ，平均日产９．８ｔ，日增油量４ｔ；综合含ｌ纳札洛夫水驱曲线Ｌｐ／Ｎｐ＝０．００１７Ｗｐ＋２．２８２４０．９８８８３＆７５井组日产最高达到１水由措施前的９６．９％下降到目前的９５．７％，降水量达到１．２个２马克西莫夫一Ｌ童宪章水驱特征曲线ｇＷＰ＝０．００４２ＮＰ＋１．６０８２０．９７５１３４．２６百分点，到目前为止，累积增油１６９７ｔ。说明注入的堵剂封堵了部分水流通道，达到了调驱的目的。３西帕切夫水驱曲线Ｌｐ／Ｎｐ＝０．００１６Ｌｐ＋Ｉ．８４１８Ｏ．９９１３３４．５７５结束语４衰减曲线法Ｎｐｔ＝４５１．２３ｔ一５１８．２８０．９９９５３ｎ８７鉴于在锦２ — １３ — ５０２井上实施大剂量深部调驱试验所取５童氏曲线法Ｌｇ（ｆｗ／（卜ｆｗ））＝７．５（Ｒ－Ｅ０＋１．６９３０得的初步成效，建议在锦９９块进行推广试验，从而改善吸水平均３２．６剖面，提高中、低渗透层的动用程度，到达提高水驱波及体积，提高区块采收率的目的。２：３非均质较强，致使纵向上动用差异较大参考文献该块层间非均质性较强，随着开发的逐渐深入，单层突进现象［１】高凤伟．锦９９块（杜）水井调驱试验及应用推广［Ｊ］．中国高新技术严重，层间矛盾突出，统计锦９９块吸水剖面，吸水厚度占射开厚度企业．２００８．的５６．８％，动用程度极不均衡，锦９９块整体采出程度２７．１％，而中西［２］Ｚ凤刚．调堵结合技术可行性研究及参数优化［Ｊ］．科学技术与工块的采出程度高达５０．４４％。程．２０１４．２．４低部位油井水淹严重、高部位尖灭带附近油井低产液现象作者简介：梁海波，助理工程师，２０１３年毕业于辽宁工程技术大该块投产以来，受构造储层条件制约，注水主要采用边部注水学电气工程及其自动化专业，学士学位，现任辽河油田锦州采油厂加内部点状注水方式开发，位于高部位尖灭带附近的井，由于物性工艺研究所技术员。较差，且注采不完善普遍存在低产液现象。３调驱工艺方案设计３．１配方设计调驱采用聚合物纳米球调驱体系。依据公式，计算调驱半径２５ｍ，调驱井距１／３ — ２／３处。Ｒ一调驱半径，ｍ；ｈ一调驱层段厚度；

纳米微球调驱技术在某油田开发生产中的应用

井的含水上升速度，提高了原油采收率，取得了良好的应用效果。
关键词：地层非均质性纳米微球调驱波及体积采收率
中图分类号：TE53
文献标志码：A
文章编号：1006-8945(2020)03-0031-03
Application of Nano Microsphere Profile Control Technology in Development and Production of an Oilfield
2.2 存在问题 ①I 井组采用水平井开发，典型受益井见水后的
含水上升速度快，井组平均含水 73.4% 。
·32·
天津科技
第 47 卷第 3 期
②地层渗透率分布范围广，矛盾突出，注入水水流推进不均衡，各井含水差异较大。
③注入水沿优势水流通道突进，注入水低效或无效循环[1]。
④采出程度为 26.4% ，与标定采收率 35.5% 还有一定差距，剩余可采储量约 10×104 m3，有较大的挖掘潜力。
注入压力上升视吸水指数下降说明调剖剂进入原先被水占据的优势水流通道在后续注入水的作用下调剖剂沿着阻力小的大孔道继续前进同时调剖剂的进入增加了大孔道的流动阻力迫使注入水改向进入未被注入水波及的小孔隙中有效改善了油层深部的非均质性吸水剖面得到了相应的调整
第 47 卷第 3 期 2020 年 3 月
应用技术
DAI Qijia，XU Xuezhi
(Tianjin Branch，CNOOC <China> Ltd.，Tianjin 300459，China)
Abstract：The main oil reservoir in an oilfield is Nm Ⅳ and Ⅳ in the lower Minghuazhen Formation，in which 1 horizontal water injection well and 3 production wells are in well group I，and the same sand body is produced only. Due to the horizontal well development and strong formation heterogeneity，the injection water flow of the well group is pushed unevenly，along the dominant water flow channel，the injection water is inefficient or invalid circulation，the water cut of the production well rises rapidly and the recovery degree is low. Combined with the current situation of production，physical properties of sand body reservoir，pore volume，productivity potential and other factors，after selecting nano microsphere profile control, the water injection profile of this well group is effectively adjusted，the injected water wave and volume are expanded，the water cut rise speed of corresponding oil well is slowed down，the recovery rate of crude oil is improved， and good application effect is achieved. Key words：formation heterogeneity；nano microsphere profile control；wave and volume；recovery rate

油田用聚合物微球材料研究进展

油田用聚合物微球材料研究进展1. 引言介绍油田用聚合物微球材料的研究背景和意义，阐明本文的研究目的和内容。

2. 聚合物微球材料的制备方法列举并分析当前制备聚合物微球材料的方法，包括乳液聚合、溶液聚合、自由基交联等，对各项方法的优缺点进行概述。

3. 聚合物微球材料在油田应用中的表现分析聚合物微球材料在油田中的应用特点和发展现状，阐述聚合物微球材料在增重钻井液、压裂液、固井液等方面的优势和应用前景。

4. 聚合物微球材料的性能研究重点介绍聚合物微球材料的结构和性能，如粒径、孔径、载油能力、稳定性等方面的指标，分析这些指标对聚合物微球材料性能表现的影响因素，对聚合物微球材料的钻井液、压裂液、固井液等方面的应用性能进行评价。

5. 发展趋势和展望从制备工艺、应用性能和发展方向三个方面展望聚合物微球材料的未来发展趋势，着重探讨利用聚合物微球材料的新型功能和新技术在油田开发中的应用前景，并提出相关建议和意见。

6. 总结总结本文的研究成果和收获，阐述聚合物微球材料在油田开发中的重要性和前景。

同时指出本研究的不足和需要改进的地方。

第一章的主要内容是引言，介绍油田用聚合物微球材料的研究背景和意义，阐明本文的研究目的和内容。

以下是500字的详细介绍：随着全球工业化和城市化的不断发展，石油资源的需求量逐渐增大，油田开发也变得越来越重要。

然而，油田目前的困境是，常规油田的开采难度增大，难以满足市场需求；而非常规油气资源的开发技术也不断提高，但同时也带来了藏层的复杂性，难以进行有效的油气开采。

因此，开采难度和投资风险都在增加，需要寻求新的技术手段，提高油田的开发效率和经济效益。

在这样的背景下，油田工程领域的研究和应用开始引起广泛关注。

其中，聚合物微球材料因其分散性好、可定制性强、适应性广等特点，越来越受到人们的关注。

聚合物微球材料是将单体或混合物置于水中或有机溶剂中，引发一种或多种单体的自由基聚合或交联，调节条件及制造工艺可控制其粒径、交联度、孔径等特性。

聚合物微球调剖剂流变性实验研究

聚合物微球调剖剂流变性实验研究聚合物微球调剖剂是一种用于油田开发的特殊聚合物材料，它具有良好的流变性能，可以提高油田采油的效率。

本文就聚合物微球调剖剂的流变性进行实验研究，探讨其对油井渗透能力和流体输送性能的影响。

我们选择了一种常用的聚乙烯醇（PVA）微球作为研究对象。

实验中，我们将一定量的PVA微球加入到不同浓度的盐溶液中，然后进行剧烈搅拌，以模拟油井中的流体运动过程。

通过测量不同浓度的盐溶液中的黏度和流体输送性能，我们可以了解PVA微球在不同条件下的流变性能。

实验结果显示，PVA微球的流变性能与盐溶液浓度和搅拌时间有关。

在较低的盐溶液浓度下，PVA微球具有较低的黏度和较好的流体输送性能。

随着盐溶液浓度的增加，PVA微球的黏度逐渐增加，流体输送性能逐渐下降。

这是因为盐溶液浓度的增加会导致PVA微球之间的相互作用增强，形成网状结构，从而导致黏度的升高。

搅拌时间也对PVA微球的流变性能有一定影响。

初始时，PVA微球在盐溶液中均匀分散，流体输送性能较好。

随着搅拌时间的增加，PVA微球之间的相互作用增强，流动性能下降。

实验结果还显示，PVA微球的流变性能还与微球的粒径有关。

PVA微球的粒径较大时，其表面积较小，与盐溶液的相互作用较弱，流体输送性能较好。

而当PVA微球的粒径较小时，其表面积较大，与盐溶液的相互作用较强，流体输送性能较差。

聚合物微球调剖剂的流变性能受到多个因素的影响，包括盐溶液浓度、搅拌时间和微球的粒径。

在实际应用中，需要根据不同的油田条件和需求，选择合适的聚合物微球调剖剂，并调整其流变性能，以达到最佳的油井采油效果。

纳米聚合物微球在中渗高含水油田的模拟研究

90． 14
25． 60
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0． 63
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blockdailyliquidproductionmatchchart纳米聚合物微球驱效果分析该油藏储层非均质性严重水驱含水上升快井区层间平面矛盾突出水驱潜力不大储层温度不西南石油大学学报自然科学版2010纳米聚合物微球驱历史拟合在前期水驱拟合的基础上选用三维三相油气水聚合物驱模型采用eclipse聚合物模拟器对纳米聚合物微球驱一年间含水率和产液量进行了拟合拟合结果见图4含水率拟合曲线图fig
依据地质模型及现场实际物性参数进行水驱拟合以验证模型的准确性。数值模拟采用的物性参数见表 2。
表 2 流体及岩石物性参数
Table 2 Parameters of fluid and rock
地面水密度/ 地面原油密度/ 水的压缩系数/ 油的压缩系数/ 岩石的压缩系数/ 油的体积系数/ 水的体积系数/ 水的黏度/ 油的黏度/
大庆油田矿场实际应用表明，由于大孔道的影响，高含水后期，水驱效果不明显，水沿大孔道呈连续流流入生产井，导致生产井水淹加剧，即发生“水窜”；聚合物驱后期，聚合物在小孔道附近窜聚严重，大量聚合物和水经由大孔道流入生产井［1］，导致聚合物驱失效，聚驱后仍有约 50% 原油残留在地下［2］。解决窜流和绕流现象必须进行油藏深部调堵，一般要求调堵剂强度较高，对大孔道具有较强的封堵能力［3 － 7］。其中，纳米聚合物微球是地层深部调堵的重要材料［8 － 14］。

纳米聚合物微球调驱封堵机理及现场试验

纳米聚合物微球调驱封堵机理及现场试验易萍;周广卿;王石头;张荣;曹毅【摘要】In order to understand the microstructure,particle size variation,profile control plugging mechanism of WQ nano polymer microspheres and its fieldapplication effect,the WQ polymer microspheres were studied by means of optical microscope,scanning electron microscope (SEM),laser particle size analyzer,and profile control plugging simulation experiments and field tests.The results show that with the extension of hydration time,the size of WQ nano polymer microspheres gradually increases,the long chain molecules intertwine and agglomerate,and the microspheres with different particle sizes are formed.Under the conditions of different reservoir physical property,the profile control plugging effect of different particle size microspheres is very different.The small size microspheres enter the deep part of high permeability layer and expand,which increases the specific surface area of the high permeability layer and reduces its permeability,and the adaptability of the small size microspheres to profile control flooding is better than that of the large size microspheres. The field application results show that the total daily oil production of 5 well groups in B102 block of Jiyuan oilfield increased by 5.2 t, and the comprehensive water cut decreased by 5%.The profile control flooding of WQ nano polymer microspheres achieved a good production increasing effect.%为了明确WQ 纳米聚合物微球微观结构、粒径随时间的变化规律、调驱封堵机理以及现场应用效果,应用光学显微镜、扫描电镜、激光粒度仪、调驱封堵物理模拟实验等测试方法及手段并结合现场试验对WQ聚合物微球进行了系统研究.结果表明:随着水化时间延长,WQ纳米聚合物微球粒径逐渐增大,长链分子相互缠绕发生团聚作用,微球粒径出现分级;在不同的储层物性条件下,不同粒径微球调驱封堵效果差异很大,小粒径微球进入高渗层深部滞留、膨胀,增大了高渗层比表面积,降低了高渗层渗透率,其调驱适应性明显优于大粒径微球的调驱适应性.现场应用情况结果表明,姬塬油田B102区块5个井组单日总产油量增加5.2 t,综合含水率下降5%,调驱增产效果明显.【期刊名称】《西安石油大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2018(033)003【总页数】6页(P86-91)【关键词】深部调驱;纳米聚合物微球;微球粒径;扫描电镜;物理模拟【作者】易萍;周广卿;王石头;张荣;曹毅【作者单位】中国石油长庆油田分公司油气工艺研究院,陕西西安 710018;低渗透油气田勘探开发国家工程实验室,陕西西安 710018;中国石油长庆油田分公司油气工艺研究院,陕西西安 710018;低渗透油气田勘探开发国家工程实验室,陕西西安710018;中国石油长庆油田分公司油气工艺研究院,陕西西安 710018;低渗透油气田勘探开发国家工程实验室,陕西西安 710018;中国石油长庆油田分公司油气工艺研究院,陕西西安 710018;低渗透油气田勘探开发国家工程实验室,陕西西安710018;西安石油大学石油工程学院,陕西西安 710065【正文语种】中文【中图分类】TE357引言随着油田注水开发的深入，储层受到驱替水的冲刷导致非均质性越来越强，特别容易造成注入水沿高渗层迅速突进，水驱控制程度较低，层间层内干扰严重，剩余油高度分散，大大降低了水驱采收率，因此，提高注入水波及体积是提高原油采收率的重要方法[1-3]。

BZ25-1油田沙二段储层聚合物纳米微球调驱体系的研究

BZ25-1油田沙二段储层聚合物纳米微球调驱体系的研究武文玉【摘要】针对BZ25-1油田开发现状,在室内开展聚合物纳米微球调驱体系性能评价,通过物理模拟实验,对其封堵和调驱性能进行研究.结果表明,BZ25-1油田用聚合物微球平均直径100nm,水化时间3～5d,膨胀性较好,抗压强度优良.聚合物微球在高低渗岩心中封堵率分别为94.56％和92.78％,且对非均质油藏具有较好的驱油效果,在高低渗层采收率分别提高19.3％和9.2％.【期刊名称】《精细石油化工进展》【年(卷),期】2017(018)005【总页数】4页(P12-14,17)【关键词】聚合物微球;调驱;封堵;抗压强度;膨胀倍数【作者】武文玉【作者单位】中海油常州涂料化工研究院有限公司天津海洋工业防护技术分公司,天津塘沽300452【正文语种】中文渤中25-1油田地层温度120～135 ℃。

储层平均孔隙度为16.3%，平均渗透率为42.7×10-3 μm2，地层水为重碳酸氢钠型，总矿化度为8 907 mg/L，氯离子含量为1 117 mg/L。

BZ25-1油田属于低孔低渗储层，其储层产能递减速度快，如何有效地提高生产井的产量是目前油田开发面临的难点。

现场生产井注水开发过程中，含水增长率加快，最终导致生产井水淹，井网调整及局部调剖只能达到缓解水淹而不能解决水淹，目前该油田急需一项改善注水开发效果的调驱新技术[1]。

针对BZ25-1油田开发现状，开展聚合物微球调驱技术室内研究，对目标油藏的流体特征及储层物性进行分析，通过对聚合物微球体膨颗粒的性能进行筛选评价[2]，为油田现场聚合物微球调驱技术的实施筛选出最佳的调驱剂[3]。

基于以上研究，最终通过建立物理模拟实验[4]，对药剂体系的封堵和调驱性能进行研究[5]。

聚合物微球调驱技术[6]主要是针对低孔低渗油藏提高采收率技术，该技术主要是采用与储层孔喉匹配的纳米聚合物颗粒，有效地改善储层深部油水流度比的提高采收率技术[7]。

纳米聚合物微球调剖性能研究

纳米聚合物微球调剖性能研究X付　欣1,刘月亮1,葛际江1,俞　力2,朱伟民2(1.中国石油大学(华东)石油工程学院,山东青岛　266555;2.中石化江苏油田分公司工程院,江苏扬州　225000) 摘　要:聚合物微球具有在地层孔道中运移、封堵、改变注入水渗流方向的特点,可以持续提高注入水的波及体积,是一种很有潜力的深部调剖剂。

微球的调剖性能对其在油田上的应用起着至关重要的作用,本文运用T EM 、并联填砂管模型等实验分析手段,考察了MG-5型聚合物微球在75℃油田注入水环境下,经过不同膨胀时间后的粒径,以及不同膨胀时间下的聚合物微球对非均质地层的调剖性能。

实验结果显示,由油田注入水配制的MG -5型微球在75度下膨胀5d 时粒径达到175nm ,膨胀15d 时粒径达到375nm 、膨胀15d 时粒径达到500nm 。

随着微球粒径大增大,微球对填砂管的封堵效率越来越高,调剖效果越来越明显。

可见,微球的粒径与地层渗透率的具有良好的配伍性能。

同时从压力变化曲线可以看出,MG -5微球具有很好的运移性能和封堵性能。

关键词:聚合物微球;深部调剖;TEM;并联填砂管模型中图分类号:T B383∶T E357.6 文献标识码:A 文章编号:1006—7981(2012)07—0001—05 我国大部分油田的开发已经进入到中后期,油井平均含水已达80%以上,东部地区的一些老油田含水高达90%以上,因此选择一种合适的调剖剂,对于提高采收率至关重要。

由于普通调剖剂无法实现深部封堵,并且对地层伤害较大,成本高等缺点[1]。

近年来,聚合物微球作为一种新型的深部调驱剂,被广泛应用。

它是以交联聚合物溶液为基础开发出来的新型交联聚合物,是采用目前国内外研究较多的乳液、微乳液及分散聚合技术制备的,微球尺寸可控,分散性能好,可用油田污水配制工作液,在油田中后期开发中使用。

因此研究清楚聚合物微球的使用条件、调驱性质,对于聚合物微球进一步应用具有重大意义[2]。

纳米级聚合物微深度调剖及驱油技术研究

纳米级聚合物微深度调剖及驱油技术研究Zhao Hua*, Meiqin Lin, Zhaoxia Dong, Mingyuan Li, Guiqing Zhang, Jie YangResearch Institute of Enhanced Oil Recovery, China University of Petroleum, Beijing, China摘要通过扫描电子显微镜(SEM)、动态光散射(DLS)和HAAKE流变仪实验，研究纳米级聚合物微球的形状、大小及流变特性。

此外，通过核孔膜过滤、填砂管驱替、岩心驱替、微可视化模型和毛细管流实验，研究纳米级聚合物微深度调剖及驱油机理。

结果表明，纳米级聚合物微球的初始形状为30-60nm的球形，微球分散在水中后，由于形成分散液且发生膨胀而使其大小增加了3-6倍，但球形构造仍然保持不变。

在一定剪切速率范围内，微球分散液（100-600mg/L）表现出剪切增稠特性，有利于增加驱替相的流动阻力。

聚合物微球分散液能够有效堵塞孔径为0.4μm核孔膜，并且运移至核心部位；在平行填砂管实验中，该体系也倾向于封堵高渗透层，从低渗层中驱替原油。

交联聚合物微球可以减少水相渗透率，是因为微球在孔喉处吸附、积累和“架桥”，而且由于微球良好的形变性能，在压力作用下形成的吸附层发生破碎，从而到达储层深部。

同时，微球在多孔介质中运移时驱替孔喉处的原油，实现深度调剖和驱油，从而达到提高原油采收率的最终目的。

关键词：纳米级聚合物微球；膨胀性能；流变特性；深部调剖机理；驱油机理1 引言该地区由于成岩作用强，岩石密度大，以及脆性岩石的存在，导致成岩和构造裂缝在低渗透储层中普遍存在[1]。

通道的低效循环已经成为裂缝储层中存在的最重要问题之一，因为它导致大量产水和油井产能的快速下降。

基于这种情况，石油工业必须控制产水量，改善高含水油藏的采收率以提高原油采收率，缓解产出水对环境的影响。

因此，发展更可靠的，例如“绿色”堵水、调剖和驱油技术，对石油工业而言是非常重要的。

核磁共振研究聚合物微球调驱微观渗流机理

核磁共振研究聚合物微球调驱微观渗流机理周元龙;姜汉桥;王川;桑国强;刘磊【摘要】The profile control and flooding experiments of polymer microsphere of different grain size are carried out using the artificial cores with different permeability,and the displacement results and displacement mechanisms are studied by NMR. Fluid distributions in the core pores of different size ranges after water flooding,polymer microsphere flooding and subsequent water flooding are analyzed by NMR spectroscopy,and the recovery rates of the core pores of different size ranges after water flooding,polymer microsphere flooding and subsequent water flooding are obtained. It is shown that the remaining oil in the pores of different size ranges can be driven out by polymer microsphere profile control and flooding,but the polymer microsphere of different size is suitable to the cores of different permeability. The microsphere of micrometer size is suitable to high permeability cores,and the microsphere of nanometer size is suitable to low permeability cores.%利用核磁共振研究聚合物微球调驱渗流机理,设计了不同粒径微球的注入实验,从微观角度分析了聚合物微球的驱油效果与驱油机理.对驱替后岩心不同直径孔隙内的流体分布进行了研究,得到了水驱、聚合物微球驱、后续水驱阶段驱出油的孔径范围以及剩余油分布.实验结果表明,聚合物微球调驱能够有效动用岩心中不同孔径中剩余油.不同尺寸聚合物微球对岩心的适应性不同,微米级微球主要适用于高渗岩心,纳米级微球主要适用于低渗岩心.【期刊名称】《西安石油大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2013(028)001【总页数】6页(P70-75)【关键词】聚合物微球调驱;渗流机理;核磁共振【作者】周元龙;姜汉桥;王川;桑国强;刘磊【作者单位】中国石油大学石油工程教育部重点实验室,北京 102249;中国石油大学石油工程教育部重点实验室,北京 102249;中国石油大学石油工程教育部重点实验室,北京 102249;中石油勘探开发研究院,北京 100083;冀东油田陆上作业区采油六区,河北唐山 063200【正文语种】中文【中图分类】TE357.46目前我国大多数水驱开发油田已进入高含水和特高含水开发期，注入水窜流严重，波及效率低［1］.注水井调剖技术可以有效地封堵高渗层，扩大波及体积［2］.聚合物微球调剖技术［3-4］是近年来发展起来的一种新型深部调剖技术，能较好地提高原油采收率.聚合物微球调剖体系具有耐温耐盐能力强、调剖和驱油双重作用的特点［5］.在常规的驱替实验中，只能简单地获得岩心进、出口端流体(油、气、水和调剖剂)的注入量和产出量［6-7］，无法得到岩心内部流体的分布状况.本文应用核磁共振手段，对聚合物微球深部调驱过程进行研究，揭示聚合物微球在多孔介质中的微观渗流规律以及驱替过程中微观剩余油分布规律，为油田开发调整提供指导.1 核磁共振测试原理核磁共振技术是有效认识储层和测试储层流体参数的重要手段之一.目前核磁共振技术在石油工业中的应用主要集中在2个方面［8］:一是核磁共振测井及解释评价，二是低场核磁共振室内岩心分析.后者可以获得更加准确多样的岩石信息，为渗流机制的探讨以及提高采收率的基础研究提供一种有效的辅助方法.核磁共振横向弛豫时间T2与孔隙大小成正比，信号幅度的大小与对应孔隙中的流体量成正比，如图1所示.所以测定横向弛豫时间T2的变化，就可以获得不同大小孔隙中的流体分布.图1 核磁共振横向弛豫时间谱Fig.1 Typical NMR transverse relaxation time spectrum核磁共振机理表明，弛豫时间与孔隙半径成正比［9-11］.因此，将弛豫时间转换成孔隙半径，即式中:r为孔隙半径，μm;T2为核磁共振弛豫时间，ms;C为转换系数，其值取1.71 ms/μm.T2谱转换的孔隙半径分布曲线与常规压汞曲线拟合较好，相关性较高.定义核磁共振横向弛豫时间小于10 ms对应小孔隙，10～50 ms对应中孔隙，大于50 ms对应大孔隙，相应的孔喉半径小于4.3 μm、4.3 ～ 21.5 μm、大于21.5μm.各孔隙区间T2谱幅度和与整个岩心T2谱幅度和的比即为各区间对应的含水饱和度，进而可以计算出各孔隙喉道区间内含油饱和度和采出程度［12］.2 实验方法与步骤2.1 实验材料与设备(1)实验用油.由于油和水都含有氢核，横向弛豫时间T2难以区分，所以实验中使用去氢煤油来代替原油，黏度8 mPa·s.(2)实验用水为模拟大港枣园油田地层水，矿化度9 029 mg/L.(3)化学药剂.SMG聚合物微米级及纳米级微球，微球的原始尺寸用扫描电镜观察，微球的溶胀尺寸用激光衍射仪测定，具体性能指标如表1所示.(4)模型.一维圆形物理模型，采用环氧树脂胶结石英砂经压力机压制而成，岩心参数见表2.表1 聚合物微球参数Tab.1 Parameters of polymer microsphere?表2 岩心参数Tab.2 Permeability and porosity of cores?(5)实验设备有电子天平、平流泵、布氏黏度计、岩心夹持器、SPEC—023核磁共振渗流实验分析仪.分析仪主要测试参数为:磁场主频9.38 MHz，回波时间300μs，等待时间3 000 ms，回波个数1 024，扫描次数64.2.2 实验步骤实验温度为室温20℃，恒定驱替流量(0.3 mL/min)，实验步骤如下:(1)将岩样烘干，称量岩心干重，测量长度及直径，测量岩样的气测渗透率.(2)岩样抽真空饱和地层水，称量湿重，计算孔隙度，用核磁共振测试其饱和水状态的T2谱图.(3)饱和模拟油，建立束缚水，用核磁共振测试其束缚水状态的T2谱图.(4)采用恒定速度进行水驱油至含水98%，记录油水产出量、压力及T2谱图.(5)1号岩心和3号岩心注入SMG微米级微球0.3 PV，2号岩心注入 SMG 纳米级微球0.3 PV，对每块岩心进行核磁共振测量，记录T2谱图.(6)后续水驱至含水98%，核磁共振测量其残余油状态下的T2谱图.图2 1号岩心不同驱替阶段核磁共振图谱Fig.2 NMR spectra of 1#core in different displacement periods3 结果与讨论3.1 第一组岩心核磁共振结果1号岩心为高渗透岩心，核磁共振谱线如图2所示，大部分孔径大于20μm，水驱时8～110μm孔隙内油均减少，但40～110μm孔隙内谱线减少最大，该孔径范围驱出的油最多，对水驱采收率的贡献最大.注入SMG微米级微球时，微球主要进入20μm以上的孔隙，同时启动了8～50μm孔隙中的油，在封堵的同时起到了驱油的作用.后续水驱时，8～110 μm孔隙的油都继续减少，50～70μm孔隙内的油减少最多.1号岩心不同驱替阶段各喉道区间含油饱和度分布如图3所示，在水驱油阶段所有孔隙的含油饱和度降低了26.68%，其中大孔隙中的含油饱和度降低较多.在微米微球驱阶段，所有孔隙的饱和度降低了4.3%，中孔隙中含油饱和度降低较多，微米微球有效驱替了中孔隙中的原油.后续水驱阶段所有孔隙的饱和度降低了14.44%，大孔隙中饱和度降低最多，说明由于微米微球的封堵作用，使得水在大孔隙中的有效波及范围扩大.图3 1号岩心不同驱替阶段各喉道区间含油饱和度Fig.3 Oil saturation of different throat size intervals of 1#core in different displace periods2号岩心为高渗透岩心，核磁共振谱线如图4所示，大部分孔径大于20μm，水驱时8～110μm孔隙内油均减少，40～110μm孔隙内油减少最多，驱油效率高.由纳米微球调驱谱线可以看出，微球主要进入20μm以上的孔隙，同时使部分油进入小于8 μm的孔隙中.后续水驱时，50～80μm孔隙的油都继续减少，同时驱出了进入小于8μm孔隙中的油.图4 2号岩心不同驱替阶段核磁共振图谱Fig.4 NMR spectra of 2#core in different displacement periods如图5所示，在水驱阶段2号岩心中的含油饱和度下降了26.61%，与1号岩心水驱阶段的驱油效率相当;在纳米微球调驱阶段，所有孔隙中的含油饱和度降低了6.81%，后续水驱阶段，所有孔隙中的饱和度只降低了4.22%，说明纳米微球在高渗岩心中的封堵效果不好，与微米微球相比，不能有效扩大波及体积，启动剩余油.图5 2号岩心不同驱替阶段各喉道区间含油饱和度Fig.5 Oil saturation of different throat size intervals of 2#core in different displace periods在微球调驱阶段和后续水驱阶段，微米微球降低饱和度18.74%，纳米微球降低饱和度11.02%.在高渗岩心中，微米微球的驱油效果为纳米微球的1.5倍左右，说明微米微球与高渗岩心的孔喉匹配性较好.3.2 第二组岩心核磁共振结果3号岩心为低渗透岩心，核磁共振谱线如图6所示，岩心孔径主要分布在8～50μm，水驱时大于5μm孔隙内油均减少，15～50μm孔隙内油减少最多，水未波及到5μm以下孔隙.注入SMG微米级微球时，微球主要进入15μm以上的孔隙，微球调驱驱出了20～50μm孔隙内的剩余油.后续水驱时，20～50μm孔隙的油都继续减少，同时启动了部分5μm以下孔隙里的油.图6 3号岩心不同驱替阶段核磁共振图谱Fig.6 NMR spectra of 3#core in different displacement periods3号岩心不同驱替阶段各喉道区间含油饱和度分布如图7所示，在水驱油阶段所有孔隙的含油饱和度降低了18.15%，中孔隙中的含油饱和度降低较多.在微米微球驱阶段，所有孔隙的含油饱和度降低了5.1%，中孔隙中被驱出的油较多，微米微球有效驱替了中孔隙中的原油.后续水驱阶段所有孔隙的饱和度降低了6.59%，中孔隙中饱和度降低最大.在微米微球驱和后续水驱阶段，所有孔隙中的饱和度只降低了11.65%，说明微球在低渗岩心中的调驱效果不好.图7 3号岩心不同驱替阶段各喉道区间含油饱和度Fig.7 Oil saturation of different throat size intervals of 3#core in different displace periods4号岩心为低渗透岩心，核磁共振谱线如图8所示，岩心孔径主要分布在8～50μm，水驱时大于5μm孔隙内油均减少，但孔径20～50μm孔隙内谱线减少最大，该孔径范围驱出的油最多.注入SMG纳米级微球时，微球主要进入10μm以上的孔隙，驱出了10～45μm孔隙内的剩余油.后续水驱时，10～50μm孔隙的油继续减少.图8 4号岩心不同驱替阶段核磁共振图谱Fig.8 NMR spectra of 4#core in different displacement periods如图9所示，在水驱阶段，4号岩心中的含油饱和度下降了17.45%，与3号岩心水驱阶段的驱油效率相当;而在纳米微球调驱阶段，所有孔隙中的含油饱和度降低了9.17%，中孔隙中的饱和度降低较多;后续水驱阶段，所有孔隙中的饱和度降低13.01%，大孔隙中相对饱和度降低26.08%，相对驱油效果最好.与微米微球相比，在微球调驱和后续水驱阶段，纳米微球驱使得岩心饱和度降低了22.19%，是微米微球的两倍左右，说明纳米微球与低渗岩心的孔喉匹配性较好.图9 4号岩心不同驱替阶段各喉道区间含油饱和度Fig.9 Oil saturation of different throat size intervals of 4#core in different displace periods表3 1号岩心在不同状态下各孔隙喉道区间采出程度Tab.3 Recovery percent of different throat size intervals of 1#core in different displacement periods? 3.3 聚合物微球驱替特征分析从不同聚合物微球在不同岩心孔隙区间的绝对采出程度、相对采出程度等方面，对水驱油过程、聚合物微球驱过程、后续水驱过程进行分析，主要特征如下:对于1号和2号高渗岩心，在水驱油状态下，大孔隙中的采出程度最高，分别为28.1%和28.9%，主要是由于大孔隙中含油饱和度较高(图3、5)，驱油效率较高引起的.在微球驱阶段，1号岩心和2号岩心的采出程度分别为5.78%和9.28%(表3、4).这一差异主要是由于在微球驱阶段小孔隙中的采出程度不同引起的，微米微球的采出程度为—1.73%，而纳米微球的采出程度为0.88%;1号岩心中孔隙中的采出程度较高，绝对采出程度和相对采出程度分别为4.63%和20.96%，在2号岩心大孔隙中的采出程度较高，绝对采出程度和相对采出程度分别为6.72%和10.01%.在后续水驱阶段，1号岩心的采出程度为19.4%，大、中、小孔隙中采出程度分别为 14.05%、3.56%、1.79%，2 号岩心的采出程度为5.75%，大、中、小孔隙中采出程度分别为1.43%、1.18%、3.14%.由于纳米微球未能有效封堵较大的孔喉，不能使液流发生改向，未能有效启动大孔隙中的剩余油，从而导致1号岩心比2号岩心的总采出程度高10%左右.对于3#和4#低渗岩心而言，在水驱油状态下，中孔隙中的采出程度最高，分别为14.52%和13.54%(表5、6)，主要是由于中孔隙中含油饱和度(图7、9)较高引起的.在微球驱阶段，3号岩心和4号岩心的采出程度分别为7.31%和12.89%，这一差异主要是由于在微球驱阶段小孔隙中的采出程度不同引起的，微米微球的采出程度为—0.37%，而纳米微球的采出程度为2.10%;中孔隙中的采出程度较高，3号岩心的采出程度和相对采出程度分别为4.83%和8.00%，4号岩心采出程度和相对采出程度分别为8.34%和14.00%.在后续水驱阶段，3号岩心的采出程度为9.32%，大、中、小孔隙中采出程度分别为1.03%、4.70%、3.58%，4 号岩心的采出程度为18.28%，大、中、小孔隙中采出程度分别为4.62%、9.98%、3.68%.总采出程度 3 号岩心比 4号岩心低9%左右，主要是由于微米微球的直径较大，在低渗岩心中易形成堵塞，使得驱油效果不好.表4 2号岩心在不同状态下各孔隙喉道区间采出程度Tab.4 Recovery percent of different throat size intervals of 2#core in different displacement periods? 表5 3号岩心在不同状态下各孔隙喉道区间采出程度Tab.5 Recovery percent of different throat size intervals of 3#core in different displacement periods? 表6 4号岩心在不同状态下各孔隙喉道区间采出程度Tab.6 Recovery percent of different throat size intervals of 4#core in different displacement periods? 同时，从表3和表5中可以看出，无论是高渗岩心还是低渗岩心，在微米微球驱阶段，小孔隙的采出程度都为负数，说明小孔隙中的含油饱和度增加了，而纳米微球驱不存在这一现象.导致这一现象的主要原因是由于微米微球的水动力直径较大(1～80 μm)，使得微米微球在岩心中形成封堵的同时将一部分油挤入到小孔隙中，而纳米微球的水动力学直径较小(0.15～1.00μm)，不会将油挤入小孔隙中.4 结论(1)采用核磁共振手段研究聚合物微球调驱实验，可以得到不同阶段剩余油在不同大小孔隙中的分布规律以及不同孔隙对采出程度的贡献率.(2)在水驱、微球调驱和后续水驱阶段动用了不同孔隙中的油，但总体来说，在每个阶段都是大孔隙中的油动用最多.聚合物微球可以扩大岩心的孔径波及范围，微米微球在岩心中形成封堵的同时将一部分油挤入到小孔隙中.(3)不同尺寸微球对不同渗透率岩心的适应性不同，微米级微球主要适用于高渗岩心，纳米级微球主要适用于低渗岩心.参考文献:［1］熊春明，唐孝芬.国内外堵水调剖技术最新进展及发展趋势［J］.石油勘探与开发，2007，34(1):83-88.XIONG Chun-ming，TANG Xiao-fen.Technologies of water shut-off and profile control:An overview ［J］.Petroleum Exploration and Development，2007，34(1):83-88.［2］白宝君，李宇乡，刘翔鹗.国内外化学堵水调剖技术综述［J］.断块油气田，1998，5(1):1-4.BAI Bao-jun，LI Yu-xiang，LIU Xiang-e.An overview of oil well water plugging＆profile control technologies at home and abroad［J］.Fault-Block oil＆ Gas Field，1998，5(1):1-4.［3］孙焕泉，王涛，肖建洪，等.新型聚合物微球逐级深部调剖技术［J］.油气地质与采收率，2006，13(4):77-79.SUN Huan-quan，WANG Tao，XIAO Jian-hong，et al.Novel technique ofin-depth profile control step by step by polymer microspheres［J］.Petroleum Geology and Recovery Efficency，2006，13(4):77-79. ［4］贾晓飞，雷光伦，李会荣，等.孔喉尺度聚合物弹性微球膨胀性能研究［J］.石油钻探技术，2009，37(6):87-90.JIA Xiao-fei，LEI Guang-lun，LI Hui-rong，et al.A study on water-swelling property of pore-scale elastic polymer microsphere［J］.Petroleum Drilling Techniques，2009，37(6):87-90.［5］雷光伦，郑家朋.孔喉尺度聚合物微球的合成及全程调剖驱油新技术研究［J］.中国石油大学学报:自然科学版，2007，31(1):87-90.LEI Guang-lun，ZHENG posing of porescale polymer microsphere and its application in improving oil recovery by profile control ［J］.Journal of China University of Petroleum:Edition of Natural Science，2007，31(1):87-90.［6］胡志明，郭和坤，熊伟.核磁共振技术采油机理［J］.辽宁工程技术大学学报:自然科学版，2009，28(S1):38-40.HU Zhi-ming，GUO He-kun，XIONG Wei.Oil recovery mechanism using nuclear magnetic resonance technology［J］.Journal of Liaoning Technical University:Natural Science，2009，28(S1):38-40.［7］邓瑞健.核磁共振技术在水驱油实验中的应用［J］.断块油气田，2002，9(4):33-36.Deng Rui-jian.Application of nuclear magnetic resonance imaging technology in water driving oil experiment［J］.Fault-Block Oil＆ Gas Field，2002，9(4):33-36.［8］肖立志.我国核磁共振测井应用中的若干重要问题［J］.测井技术，2007，30(5):401-407.XIAO Li-zhi.Some important issues for NMR logging applications in China ［J］.Well Logging Technology，2007，30(5):401-407.［9］运华云，赵文杰，周灿灿，等.利用 T2分布进行岩石孔隙结构研究［J］.测井技术，2002，26(1):18-21.YUN Hua-yun，ZHAOWen-jie，ZHOU Can-can，et al.Researching rock pore structure with T2 distribution ［J］.Well Logging Technology，2002，26(1):18-21.［10］何雨丹，毛志强，肖立志，等.核磁共振 T2分布评价岩石孔径分布的改进方法［J］.地球物理学报，2005，48(2):737-742.HE Yu-dan，MAO Zhi-qiang，XIAO Li-zhi，et al.An improved method of using NMR T2 distribution to evaluate pore size distribution ［J］.Chinese Journal of Geophysics，2005，48(2):737-742.［11］李海波，朱巨义，郭和坤.核磁共振T2谱换算孔隙半径分布方法研究［J］.波谱学杂志，2008，25(2):273-279.LI Hai-bo，ZHU Ju-yi，GUO He-kun.Methods for calculating pore radius distribution in rock from NMR T2 spectra［J］.Chinese Journal of Magnetic Resonance，2008，25(2):273-279.［12］毛伟，贾红兵，杜朋举.核磁共振技术在油水两相渗流特征研究中的应用［J］.特种油气藏，2011，18(6):103-105.MAO Wei，JIA Hong-bing，DU Peng-ju.Application of NMR in the study of oil/water two phase flow［J］.Special Oil＆ Gas Reservoirs，2011，18(6):103-105.。

聚合物纳米微球调驱性能室内评价及现场试验

聚合物纳米微球调驱性能室内评价及现场试验陈渊;孙玉青;温栋良;田旭;高申领【摘要】According to the physical property of the reservoir in Henan Oilfield and the poor effect of profile control,the initial particle size of polymer nano-microsphere was optimized based on the expansion volume of polymer nano-microsphere and reservoir characteristics. Through flowing test of the core, the plugging rate in single sand pipe and the EOR after injecting polymer nanoparticles were studied in high and low permeability parallel sand pipes. The results showed that plugging rate of the polymer nanoparti-cles in the sand pipe reached 80. 5%, and different areas had different fluctuating pressure after water flooding with the polymer nanoparticles. This indicates that migration,plugging,elastic deformation,re-mi-gration and re-plugging occurred with the polymer nanoparticles in sand pipe. Polymer microspheres en-tered and blocked the hypertonic pipe first,and then changed the heterogeneity of parallel sand pipe,final-ly, crude oil in low permeability was driven. During the process, the oil recovery ratio of the high permeabil-ity sand pipe improved 20. 5%. The field application in Well C9 showed that, after polymer nanoparticle flooding in injection well,the injection pressure increased,water injection profile significantly changed,and the corresponding oil well production increased. The test indicates that deep profile control with polymer nanoparticle is suitable for Henan Oilfield. This technology can realize deep profile control,increase swept volume andenhance oil recovery.%针对河南油田油藏物性特征及传统调剖效果差的问题,在确定聚合物纳米微球膨胀倍数的基础上,结合油藏物性计算出了聚合物纳米微球的初始粒径.通过流动试验测试了聚合物纳米微球对单填砂管的封堵率及高低渗透率平行填砂管注聚合物纳米微球后的采收率,结果表明:聚合物纳米微球对单填砂管的封堵率达到80.5％,单填砂管注入聚合物纳米微球后不同区域压力波动幅度不同,表明微球在填砂管中发生了运移、封堵、弹性变形、再运移和封堵过程；聚合物纳米微球优先进入并封堵高渗透率填砂管,改变高低渗透率填砂管的非均质性,启动低渗透率填砂管内原油,高低渗透率填砂管整体采收率提高20.5％.柴9井的试验表明,注水井注入聚合物纳米微球后,注水井的注入压力升高,吸水剖面发生显著变化,与其对应的油井产油量增加.采用聚合物纳米微球深部调驱技术可以实现深部调剖,扩大注水波及体积,提高原油采收率.【期刊名称】《石油钻探技术》【年(卷),期】2012(040)004【总页数】5页(P102-106)【关键词】聚合物纳米微球;深部调剖;提高采收率;现场试验;河南油田;柴9井【作者】陈渊;孙玉青;温栋良;田旭;高申领【作者单位】中国石化河南油田分公司石油工程技术研究院,河南南阳473132;中国石化河南油田分公司石油工程技术研究院,河南南阳473132;中国石化河南油田分公司石油工程技术研究院,河南南阳473132;中国石化河南石油勘探局钻井工程公司,河南南阳473132;中国石化河南油田分公司石油工程技术研究院,河南南阳473132【正文语种】中文【中图分类】TE357.46河南油田东部稀油老区厚油层发育，非均质性严重。