砂岩油藏聚合物辅助碳酸盐水注入的流变学及采油效果研究.pdf
《砂岩油藏聚合物辅助碳酸盐水注入的流变学及采油效果研究.pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《砂岩油藏聚合物辅助碳酸盐水注入的流变学及采油效果研究.pdf(5页珍藏版)》请在咨信网上搜索。
1、能源化工Energy Chemical Industry第 44 卷第 3 期2023 年 6 月Vol.44 No.3Jun.,2023砂岩油藏聚合物辅助碳酸盐水注入的流变学及采油效果研究张冠华1,刁雨薇2,刘航3(1.延长油田股份有限公司宝塔采油厂,陕西延安 716005;2.中圣环境科技发展有限公司,陕西西安 710077;3.西北大学,陕西西安 710069)摘要:碳酸盐水注入(CWI)的驱油效果与其对 CO2的吸收程度有关。分别使用质量浓度为 0.5,1.0,2.0 g/L 的聚丙烯酰胺(PAM)溶液作为增黏剂,以提高水对 CO2的吸收能力。试验结果表明,质量浓度1.0 g/L 的
2、PAM 溶液有利于增强 CO2吸收,CO2的吸收降低了 PAM 溶液的黏度,黏度的降低与吸收的CO2量成正比。质量浓度1.0 g/L的PAM对CO2的吸收能力在流变学上较为稳定,而且受高温影响较小。岩心驱油试验结果表明,含 CO2的 PAM 溶液在多孔介质中具有较大的面积覆盖率、较好的流动性控制以及较低的表面压力要求。关键词:碳酸盐水;聚丙烯酰胺;CO2吸收;采油效果中图分类号:TE357.4 文献标志码:A 文章编号:2095-9834(2023)03-0038-05引文格式:张冠华,刁雨薇,刘航.砂岩油藏聚合物辅助碳酸盐水注入的流变学及采油效果研究 J.能源化工,2023,44(3):38
3、-42.Study on rheology and oil recovery effect of polymer-assisted carbonated water injection in sandstone reservoirsZHANG Guanhua1,DIAO Yuwei2,LIU Hang3(1.Yanchang Oil Field Co.,Ltd.,Baota Oil Production Plant,Yanan 716005,Shaanxi,China;2.Zhongsheng Environmental Technology Development Co.,Ltd.,Xian
4、 710077,Shaanxi,China;3.Northwest University,Xian 710069,Shaanxi,China)Abstract:The oil displacement effect of carbonated water injection(CWI)is related to its absorption of CO2.Polyacrylamide(PAM)solutions with mass concentration of 0.5,1.0,and 2.0 g/L are used as tackifier to improve the CO2 absor
5、ption capacity of water.The results show that PAM solution with mass concentration of 1.0 g/L is beneficial for enhancing CO2 absorption,and the absorption of CO2 reduces the viscosity of the PAM solution.The decrease in viscosity is directly proportional to the amount of CO2 absorbed.The CO2 absorp
6、tion capacity of PAM with mass concentration of 1.0 g/L is relatively stable in rheology,and is less affected by high temperature.The core flooding test results show that the PAM solution containing CO2 has larger area coverage,better flow control and lower surface pressure requirements in porous me
7、dium.Key words:carbonated water;polyacrylamide;CO2 absorption;oil recovery effect收稿日期:2022-05-22。作者简介:张冠华(1972),男,陕西甘泉人,硕士,高级工程师,现主要从事油气勘探及石油地质开发方面的研究。E-mail:。由于 CO2与原油的良好混溶性,在油田开采过程中注入 CO2增加采收率(CO2-EOR)技术受到研究者的广泛关注。然而,CO2作为一种气体,注入过程中可能穿透储层中存在的黏性更大的油,因油田化学39第 44 卷第 3 期此,CO2-EOR 技术受到了一定的限制1-4。CWI 正在成
8、为一种可行的替代方法,在该技术中,溶解的CO2可以运移到油相,以提高油的流动性,并引起油的膨胀,同时提高波及效率。除了作为一种提高采收率的方法外,CWI 还促进了地质 CO2封存。研究还表明,CO2在水中的溶解度明显高于其他气体如 N2、CH4和 C2H6等,这使得注入流体水能够吸收更多的气体进入储层5-6。聚丙烯酰胺(PAM)是油田应用中常用的高分子量聚合物之一,其具有足够的弹性,可以增大水的CO2吸收速率。吸收 CO2前聚合物溶液的黏度由聚合物链网络控制,而吸收 CO2后,黏度取决于 CO2分子和聚合物络合物三维网络结构。尽管 PAM 在增强 CO2吸收方面至关重要,但以前的研究主要集中在
9、通过使用 PAM 封堵岩心试样中的高渗透孔隙来控制 CO2降解和 CO2流动性,缺少 PAM 对 CWI方法中多孔砂充填注水的 CO2速率动力学和采油率的影响的研究7-8。因此,笔者使用不同浓度的PAM 溶液作为增黏剂,以增加水相中 CO2的吸收和保留,用于基于 CWI 提高采收率的研究。在环境温度下进行了 PAM 溶液中的 CO2吸收试验,并与水进行了比较,利用质量摩尔浓度计算和流变学方法讨论了不同搅拌速率对 PAM 溶液中 CO2吸收的作用。最后,采用不同流体进行了岩心驱油试验。1试验部分1.1试验材料和过程水溶性聚合物 PAM(美国杜邦,分子量约1 000万);去离子水,使用德国默克密理
10、博的微孔Elix-10净化装置对水进行去离子和过滤(水的电导率为0.005 4 mS/cm)。为了将PAM溶解在水中,使用磁力搅拌器(德国艾卡,IKA-C-MAG-HS7)以600 r/min的搅拌速率搅拌2 h。为了准确称量聚合物,使用重复性为0.1 mg的数字天平(美国梅特勒-托利多,ME204/A04)。为了进行吸收试验,使用了一个充满CO2(纯度99.99%)的高压(容量47 L,额定压力9.8 MPa)气瓶。试验所使用的原油采集自延长油田。1.2CO2吸收试验制备 PAM 溶液后,测量少量(15 mL)并将其放入高压平衡池(容量 25 mL)。加入磁珠,然后密封平衡池。使用小型真空泵
11、(莱诺科技有限公司,SSU VE 115/125,流速 50 L/min)进行真空处理。在配有灵敏压力传感器的单元中,缓慢打开流量阀从气缸引入 CO2,用于连续监测池内的压力。使用磁力搅拌器以不同的搅拌速率连续搅拌池内的溶液,以确保 CO2在 PAM 溶液中均匀稳定地扩散,并记录压力值。随着 PAM 溶液中 CO2的吸收,压力逐渐降低,直到不再吸收 CO2,从而使压力达到平衡值。压力达到平衡后,通过打开阀门释放剩余压力,并将充满 CO2的 PAM 溶液倒入玻璃瓶中进行进一步研究。1.3微观和流变特性试验使用冠森生物的光学显微镜 冠森生物科技(上海)有限公司,KS701D 对 PAM 溶液中吸收
12、的CO2气泡的存在进行了微观表征。通过使用紧凑型流变仪(奥地利安东帕,MCR 102e)对流动特性进行流变学研究,以进一步研究了 PAM 水溶液中CO2的吸收。当剪切速率在 1.01 600 s-1变化时,使用流变仪配置的杯形双间隙系统用于黏度与剪切速率测量。每次试验后,用去离子水适当清洗流变仪的零件。PAM 溶液的黏度测量重复 3 次,以确保结果再现性。1.4采油试验在采油试验中,使用粒径为 0.2 mm 左右的砂粒制备多孔和可渗透的砂包。采油试验装置见图 1。图1采油试验装置示意试验装置包括 1 个注射泵,3 个不锈钢储液器,各种流量控制装置,以及 1 个用于回收砂包出口处流体的量筒。将电
13、热加热套包裹在砂包支架上,以保持注水试验期间的试验温度。加热由温度控制器控制,在进行注水试验之前,将砂包保持固定 2 h,以平衡试验温度。使用注射泵以恒定流速(20 mL/h)注入液体,即水、原油和CO2吸收的PAM溶液。以20 mL/h的速率注入水,直到在出口处获得恒定的水流,以确保沙包中均匀的含水饱和度(100%)。随后,注入原油,直到在出口处获得稳定的原油流。张冠华,等.砂岩油藏聚合物辅助碳酸盐水注入的流变学及采油效果研究40能源化工2023 年 6 月进行原油注入的温度为323 K。留在砂层中的原油量称为滞留原油(OOIP)。OOIP等于原油注入过程中被原油置换的水量。最后,以20 m
14、L/h的恒定注入速率进行注水,直到含水率达到接近98%或不再流出来自砂包出口端的原油时为止。2结果与讨论2.1PAM溶液中CO2的保留CO2保留容量表示悬浮状态下 CO2气泡的持续时间。保留率越高,对 CO2流动性的控制就越高,因此,在 CO2吸收试验后,将 PAM 溶液转移到透明容器中,以观察 CO2保留外观的变化。大多数CO2气泡在 0.5 h 内出现。残留 CO2气泡的不同质量浓度 PAM 溶液的外观见图 2。(a)0.5 g/L (b)1.0 g/L (c)2.0 g/L图2残留CO2气泡的不同质量浓度PAM溶液的外观由图 2 可见:(PAM)分别为 0.5 g/L 和 1.0 g/L
15、时,溶液外观为液体;而(PAM)为 2.0 g/L 时,在存在 CO2的情况下,溶液呈现出高黏性凝胶的形式。此外,PAM 溶液中的 CO2保留相对稳定,导致(PAM)分别为 0.5,1.0,2.0 g/L 时,CO2气泡向上移动分别延迟 17,24,96 h。试验结果表明,PAM 的存在提高了溶液的 CO2截留能力,在 PAM质量浓度较高时,CO2截留能力更高。PAM 溶液的黏度高于水,因此,PAM 溶液比水具有更高的CO2运动阻力,在消除压力时(环境条件),截留的 CO2气泡向上移动,最后从水体相中出来。因此,当(PAM)为 2.0 g/L 时,缠结在水中的可溶性PAM 数量显著增加,使溶液
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 砂岩 油藏 聚合物 辅助 碳酸 盐水 注入 流变学 采油 效果 研究
1、咨信平台为文档C2C交易模式,即用户上传的文档直接被用户下载,收益归上传人(含作者)所有;本站仅是提供信息存储空间和展示预览,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容不做任何修改或编辑。所展示的作品文档包括内容和图片全部来源于网络用户和作者上传投稿,我们不确定上传用户享有完全著作权,根据《信息网络传播权保护条例》,如果侵犯了您的版权、权益或隐私,请联系我们,核实后会尽快下架及时删除,并可随时和客服了解处理情况,尊重保护知识产权我们共同努力。
2、文档的总页数、文档格式和文档大小以系统显示为准(内容中显示的页数不一定正确),网站客服只以系统显示的页数、文件格式、文档大小作为仲裁依据,平台无法对文档的真实性、完整性、权威性、准确性、专业性及其观点立场做任何保证或承诺,下载前须认真查看,确认无误后再购买,务必慎重购买;若有违法违纪将进行移交司法处理,若涉侵权平台将进行基本处罚并下架。
3、本站所有内容均由用户上传,付费前请自行鉴别,如您付费,意味着您已接受本站规则且自行承担风险,本站不进行额外附加服务,虚拟产品一经售出概不退款(未进行购买下载可退充值款),文档一经付费(服务费)、不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
4、如你看到网页展示的文档有www.zixin.com.cn水印,是因预览和防盗链等技术需要对页面进行转换压缩成图而已,我们并不对上传的文档进行任何编辑或修改,文档下载后都不会有水印标识(原文档上传前个别存留的除外),下载后原文更清晰;试题试卷类文档,如果标题没有明确说明有答案则都视为没有答案,请知晓;PPT和DOC文档可被视为“模板”,允许上传人保留章节、目录结构的情况下删减部份的内容;PDF文档不管是原文档转换或图片扫描而得,本站不作要求视为允许,下载前自行私信或留言给上传者【自信****多点】。
5、本文档所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用;网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽--等)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。
6、文档遇到问题,请及时私信或留言给本站上传会员【自信****多点】,需本站解决可联系【 微信客服】、【 QQ客服】,若有其他问题请点击或扫码反馈【 服务填表】;文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“【 版权申诉】”(推荐),意见反馈和侵权处理邮箱:1219186828@qq.com;也可以拔打客服电话:4008-655-100;投诉/维权电话:4009-655-100。