亚洲免费av电影一区二区三区,日韩爱爱视频,51精品视频一区二区三区,91视频爱爱,日韩欧美在线播放视频,中文字幕少妇AV,亚洲电影中文字幕,久久久久亚洲av成人网址,久久综合视频网站,国产在线不卡免费播放

        ?

        非均相復(fù)合體系的滲流驅(qū)油性能研究

        2021-12-02 11:35:32陳姝芳趙文森賴南君
        石油化工 2021年11期
        關(guān)鍵詞:體系模型

        陳姝芳,趙文森,唐 雷,賴南君

        (1. 西南石油大學(xué) 化學(xué)化工學(xué)院,四川 成都 610500;2. 西南石油大學(xué) 油氣田應(yīng)用化學(xué)四川省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,四川 成都 610500;3. 中海油研究總院有限責(zé)任公司,北京 100020)

        聚合物驅(qū)是化學(xué)驅(qū)提高原油采收率中應(yīng)用最為廣泛的技術(shù)[1-2]。聚合物溶液的高黏度可以降低驅(qū)替液與被驅(qū)替液的流度比,減少驅(qū)替過程中的指進(jìn)現(xiàn)象[3-6]。但聚合物溶液在高溫及高鹽的環(huán)境中黏度損失嚴(yán)重,且剖面調(diào)整的能力有限,不利于聚合物在高溫高鹽油藏和強(qiáng)非均質(zhì)性油藏中的應(yīng)用[7-8]。

        預(yù)交聯(lián)凝膠顆粒(PPG)作為一種調(diào)剖劑引起了人們的廣泛關(guān)注。PPG的部分交聯(lián)結(jié)構(gòu)具有強(qiáng)親水基團(tuán),可與水分子形成氫鍵,吸水膨脹形成凝膠顆粒,具有地面交聯(lián)、耐溫抗鹽和強(qiáng)度可控等優(yōu)點(diǎn)[9-13],但在溶液中的懸浮性較差,不利于注入。姜祖明等[14]通過多點(diǎn)引發(fā)制備了支化預(yù)交聯(lián)凝膠顆粒(B-PPG),在PPG主鏈上引入了部分支化鏈,支化鏈可溶于水,發(fā)揮增黏作用,使B-PPG顆粒的懸浮性能提高[15-17],他們發(fā)現(xiàn),B-PPG與聚合物復(fù)配后會(huì)產(chǎn)生一些有益于驅(qū)替的性能。Gong等[8]研究發(fā)現(xiàn),B-PPG與聚丙烯酰胺(HPAM)的復(fù)合體系在非均質(zhì)模型中具有較高的分流調(diào)節(jié)能力。He等[18]研究發(fā)現(xiàn),由于聚合物的黏度效應(yīng),B-PPG/HPAM復(fù)合體系在多孔介質(zhì)中具有更加優(yōu)異的運(yùn)移傳播性能,復(fù)合體系間B-PPG/HPAM兩組分間的復(fù)配比例還有待進(jìn)一步優(yōu)化。同時(shí)非均相復(fù)合體系的滲流規(guī)律和驅(qū)油性能是提高采收率的關(guān)鍵[19-20],因此有必要深入研究非均相復(fù)合體系在多孔介質(zhì)中的滲流驅(qū)油特性。

        本工作選取B-PPG和HPAM復(fù)配得到非均相復(fù)合體系,確定了總質(zhì)量濃度在2 400 mg/L下的最佳復(fù)配比例,并對(duì)非均相復(fù)合體系的滲流驅(qū)油性能進(jìn)行了研究。

        1 實(shí)驗(yàn)部分

        1.1 試劑與儀器

        B-PPG:中國石化勝利油田勘探開發(fā)研究院,粒度為50~100目。線性HPAM:分子量2×107萬,水解度25%,SNF公司。原油:中國石化勝利油田分公司,密度0.915 g/cm3,黏度37.4 mPa·s。地層鹽水的離子組成如表1所示,礦化度為6 666 mg/L。

        表1 模擬地層鹽水組成Table 1 Simulated brine formulation

        Brookfield DV-Ⅲ型黏度計(jì):美國Brook公司;Haake MARS Ⅲ型流變儀:賽默飛世爾科技(中國)有限公司;MASTERSIZER 2000型激光粒度測(cè)定儀:英國馬爾文公司;多功能化學(xué)驅(qū)物理模擬裝置:海安石油科技儀器有限公司。

        1.2 性能測(cè)試

        1.2.1 增黏性測(cè)試

        將一定量的B-PPG和HPAM加入至模擬地層鹽水中,攪拌4 h,得B-PPG懸浮液和HPAM溶液。固定體系的總質(zhì)量濃度為2 400 mg/L,配制非均相復(fù)合體系,在油藏溫度70 ℃和剪切速率7.34 s-1條件下測(cè)定B-PPG懸浮液、HPAM溶液及非均相復(fù)合體系的黏度。

        1.2.2 流變性測(cè)試

        將試樣靜置2 h以上,確保溶液中沒有氣泡。在穩(wěn)態(tài)剪切實(shí)驗(yàn)中選擇速率控制模式、剪切速率范圍為1~1 000 s-1、在70 ℃下測(cè)試非均相復(fù)合體系的剪切稀釋性。選擇0.1 Pa的特定應(yīng)力,以確保試樣在線性黏彈性區(qū)域內(nèi)。在振蕩模式下,在0.01~10.00 Hz的頻率范圍內(nèi)進(jìn)行振蕩頻率掃描,在70 ℃下測(cè)試非均相復(fù)合體系的黏彈性。

        1.3 滲流實(shí)驗(yàn)

        通過長(zhǎng)填砂管模型考察非均相復(fù)合體系在不同滲透率模型中的滲流特征,實(shí)驗(yàn)流程如圖1所示。在模擬油藏溫度70 ℃下水驅(qū)至壓力平衡。以0.5 mL/min的注入流速連續(xù)向不同滲透率的模型中注入非均相復(fù)合體系,壓力趨于穩(wěn)定時(shí)轉(zhuǎn)后續(xù)水驅(qū)至壓力平衡。分別在模型入口端、1/4處和3/4處放置壓力表,通過壓力數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)定時(shí)記錄模型入口端、1/4處和3/4處的壓力數(shù)據(jù)。

        長(zhǎng)填砂管模型中多孔介質(zhì)的平均孔喉半徑與滲透率、孔隙度的關(guān)系如式(1)所示:

        式中,k為模型滲透率,μm2;為模型孔隙度,%;r為模型平均孔喉半徑,μm。

        使用δ表示膨脹后B-PPG顆粒粒徑中值與多孔介質(zhì)平均孔喉直徑的比值,表達(dá)式見(2)。

        式中,dav為B-PPG的粒徑中值,μm;d為多孔介質(zhì)的平均孔喉直徑,μm。

        1.4 驅(qū)油實(shí)驗(yàn)

        1.4.1 微觀刻蝕模型

        通過石英玻璃制作微觀刻蝕模型研究非均相復(fù)合體系的微觀驅(qū)油性能,流程見圖1。用激光雕刻機(jī)在石英玻璃的表面上雕刻出深度約為0.2mm的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),寬度根據(jù)實(shí)際的需要雕刻。用普通玻璃覆蓋在雕刻好的石英玻璃上,用膠水使其黏結(jié),并將黏結(jié)好的刻蝕模型四周打磨光滑。將打磨后的刻蝕模型放入模型外套中,旋緊螺絲,接上進(jìn)口管和出口管,檢查模型的密封性能。實(shí)驗(yàn)過程中用光學(xué)顯微鏡觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,用照相機(jī)錄下實(shí)驗(yàn)全過程。

        圖1 長(zhǎng)填砂管模型流程Fig.1 Flow chart of long sand-filled pipe model experiment.

        1.4.2 可視化平板模型

        通過可視化平板模型研究非均相復(fù)合體系的宏觀調(diào)剖驅(qū)油性能。模型內(nèi)腔尺寸長(zhǎng)30 cm,寬30 cm,高3~6 cm,所能承受的最大壓力為2 MPa。為了模擬平面非均質(zhì)性,使用不同目數(shù)的石英砂在模型中分別填制高、中、低滲透率區(qū)塊。模型飽和油后在模擬油藏溫度70 ℃下老化72 h,水驅(qū)之后以1 mL/min的注入流量注入0.5 PV非均相復(fù)合體系,后續(xù)水驅(qū)至含水率達(dá)98%以上。

        2 結(jié)果與討論

        2.1 增黏性

        B-PPG懸浮液、HPAM溶液及非均相復(fù)合體系的增黏性曲線見圖2。

        圖2 B-PPG懸浮液、HPAM溶液及非均相復(fù)合體系的黏度Fig.2 Viscosities of HPAM,B-PPG and mixtures of HPAM and B-PPG.

        從圖2可看出,隨著HPAM和B-PPG含量的增加,溶液的黏度增加。HPAM是線性高分子,隨HPAM含量的增加,分子鏈及分子間的纏繞程度增加,因此溶液黏度上升。每單位體積中B-PPG的顆粒數(shù)量隨B-PPG含量的增大而增多,B-PPG顆粒間發(fā)生碰撞和摩擦的可能性增加,溶液的黏度也相應(yīng)增加。復(fù)合體系的黏度隨B-PPG含量的增加逐漸降低,B-PPG本身的分子鏈長(zhǎng)要小于HPAM,黏度低于HPAM,因此復(fù)合體系的黏度也隨著B-PPG含量的增加而逐漸降低。

        2.2 流變性

        非均相復(fù)合體系的剪切稀釋性見圖3。從圖3可看出,總質(zhì)量濃度為2 400 mg/L時(shí),1 200 mg/L B-PPG+1 200 mg/L HPAM的非均相復(fù)合體系的曲線最為平滑,體系的穩(wěn)定性最佳,為最佳配方。

        圖3 非均相復(fù)合體系的剪切稀釋性Fig.3 Shear thinning behavior of heterogeneous composite systems.

        2.3 滲流特征

        滲流實(shí)驗(yàn)中所用的非均相復(fù)合體系的配方為1 200 mg/L B-PPG+1 200 mg/L HPAM。具有多個(gè)測(cè)壓點(diǎn)的不同滲透率長(zhǎng)填砂管模型中的滲流壓力曲線見圖4。

        圖4 非均相復(fù)合體系在不同滲透率長(zhǎng)填砂管模型中的滲流壓力曲線Fig.4 Seepage pressure curves of heterogeneous composite system in long sand-packed pipe model with different permeability.

        由圖4a可看出,由于0.679 μm2的模型孔喉尺寸小,注入非均相復(fù)合體系后,入口處壓力急劇增大,壓力曲線沒有出現(xiàn)穩(wěn)定的波動(dòng)平臺(tái)。這說明體系中B-PPG顆粒的粒徑較大,在0.679 μm2的填砂管模型入口處出現(xiàn)了明顯的封堵和壓力傳遞不均勻的現(xiàn)象,溶液不能較好地在0.679 μm2的填砂管模型中運(yùn)移傳播。由于顆粒在模型入口處的堆積堵塞,顆粒無法運(yùn)移進(jìn)模型的中后部,因此模型1/4處和3/4處測(cè)壓點(diǎn)的壓力未升高,因此在0.679 μm2的模型中的滲流模式為形成堵塞。圖4b填砂管模型的滲流壓力曲線與圖4a相似,非均相復(fù)合體系在1.054 μm2模型中的滲流模式也為形成堵塞。由圖4c可看出,入口處的壓力曲線波動(dòng)較大,前一個(gè)壓力點(diǎn)升高到一定的幅度時(shí),后面的一個(gè)壓力點(diǎn)才開始緩慢上升。體系中存在B-PPG黏彈性顆粒,顆粒在孔喉較小處會(huì)產(chǎn)生一定程度的堆積效應(yīng),使得注入壓力升高。當(dāng)壓力增大到一定程度時(shí),軟固體顆粒由于黏彈性在外力下變形,從而突破小孔喉,使壓力下降。連續(xù)注入顆粒及部分顆粒的剪切破碎產(chǎn)生滲流阻力的疊加,使得驅(qū)替壓力產(chǎn)生堆積,如此反復(fù),最后形成一個(gè)相對(duì)較穩(wěn)定的壓力波動(dòng)范圍。滲流壓力曲線的波動(dòng)反映出非均相復(fù)合體系中的B-PPG顆粒在多孔介質(zhì)中以“堆積和堵塞-壓力增加-變形和遷移”的方式動(dòng)態(tài)位移。相對(duì)于1.054 μm2的多孔介質(zhì),2.038 μm2的多孔介質(zhì)的孔喉尺寸增大,顆粒運(yùn)移阻力減小,運(yùn)移速率增大,1/4處和3/4處的壓力曲線波動(dòng)范圍更廣,3/4處的壓力明顯升高,表明在該模型中具有較好的注入性與傳播性,滲流模式為匹配通過多孔介質(zhì)。圖4d的滲流壓力曲線與圖4c類似,由于滲透率的進(jìn)一步增大,顆粒運(yùn)移能力增大,1/4處和3/4處測(cè)壓點(diǎn)的壓力有明顯上升,在3.323 μm2模型中滲流模式亦為匹配通過多孔介質(zhì)。由圖4e可看出,高滲模型中的孔喉尺寸大,體系中B-PPG顆粒由于運(yùn)移阻力小從而具有較快的運(yùn)移速率。注入非均相復(fù)合體系后,不同測(cè)壓點(diǎn)的壓力依次快速增大,非均相復(fù)合體系的注入PV數(shù)分別達(dá)到1.4,2.0,2.5時(shí)壓力趨于穩(wěn)定。這說明在5.095 μm2的多孔介質(zhì)中具有良好的傳播性和注入性,滲流模式為順利通過多孔介質(zhì)。

        非均相復(fù)合體系流度控制能力見表2。從表2可看出,非均相復(fù)合體系能夠匹配通過的孔喉尺寸為13.94~19.67 μm(對(duì)應(yīng)的滲透率范圍為2.038~5.095 μm2)。顆粒粒徑與孔喉直徑比值δ在37.75~53.27之間時(shí),非均相復(fù)合體系能夠匹配通過多孔介質(zhì)的孔喉。

        表2 非均相復(fù)合體系在長(zhǎng)填砂管模型中的滲流特征Table 2 Flow characteristics of heterogeneous composite system in long sand-packed pipe model

        2.4 驅(qū)油性能

        2.4.1 微觀驅(qū)油性能

        通過激光刻度儀在石英玻璃上雕刻不同寬度的孔道,模擬儲(chǔ)層的非均質(zhì)性,研究非均相復(fù)合體系在微觀刻蝕模型中的微觀驅(qū)油性能。為便于觀察,將地層水用紅墨水染成紅色,連接好管線后,用微量泵向刻蝕模型中飽和地層水。水驅(qū)后注入非均相復(fù)合體系,驅(qū)油過程見圖5。

        圖5 非均相復(fù)合體系的驅(qū)油過程Fig.5 Oil displacement process diagram of heterogeneous composite system.

        由圖5a可看出,非均相復(fù)合驅(qū)后,刻蝕模型的黑色明顯變淺,大量的原油被驅(qū)出,同時(shí)刻蝕模型的紅色也變淺,表明非均相復(fù)合體系將地層水部分驅(qū)出。由圖5b和c上藍(lán)色線圈標(biāo)注可發(fā)現(xiàn),在驅(qū)替過程中,非均相復(fù)合體系依靠自身的黏度對(duì)管道壁上的殘余油具有明顯的“拉”、“拽”作用,附著在孔道壁上的原油被剝落,隨溶液一起被逐漸驅(qū)出。同時(shí)由青綠色線圈標(biāo)注的點(diǎn)可發(fā)現(xiàn),被地層水所包圍的“簇狀”殘余油仍有部分隨溶液一起被驅(qū)出。對(duì)比圖5d~f上藍(lán)色線圈標(biāo)注可發(fā)現(xiàn),經(jīng)過非均相復(fù)合體系驅(qū)替后,盲端處的原油也大量的減少。非均相復(fù)合體系中的增黏水化層和黏彈性B-PPG顆粒在多孔介質(zhì)中的協(xié)同作用,使其表現(xiàn)出良好的驅(qū)油性能。

        2.4.2 宏觀驅(qū)油性能

        可視化平板模型中非均相復(fù)合體系的驅(qū)替過程見圖6。從圖6a和b可看出,在水驅(qū)油時(shí),水線前緣主要流過平板模型中間滲透率最大的部分,此處顏色逐漸變淺,注入水在模型中形成了“指進(jìn)”現(xiàn)象,水驅(qū)效果比較差。從圖6c可看出,非均相復(fù)合體系首先是進(jìn)入滲透率最大的部分,此處的黑色有明顯的變化,即原油不斷被驅(qū)出,同時(shí)另外的原油也部分被驅(qū)出,體系整體向前推進(jìn)的趨勢(shì)明顯,具有較好的“均衡驅(qū)替”作用,波及體積明顯擴(kuò)大。

        圖6 可視化平板模型驅(qū)油過程Fig.6 Visualized flat plate model of the flooding process.

        非均相復(fù)合體系的宏觀驅(qū)油性能見圖7。

        圖7 非均相復(fù)合體系的宏觀驅(qū)油性能Fig.7 Macroscopic oil displacement performance of heterogeneous composite system.

        從圖7可看出,水驅(qū)油階段大部分注入水沿高滲透層快速竄進(jìn),此處吸水量上升較快。中、低滲透層由于滲流阻力相對(duì)較大導(dǎo)致吸水量較少,中、低滲透層的大部分剩余油滯留,總原油采收率僅為44.44%。注入非均相復(fù)合體系后,高滲透率層的分流率迅速下降,中低滲透率層的分流率有明顯上升,出現(xiàn)液流轉(zhuǎn)向的現(xiàn)象。這是因?yàn)榉蔷鄰?fù)合體系首先進(jìn)入高滲透率帶,增黏水化層的作用使其吸附滯留在巖石上,增加了驅(qū)替液的黏度。油水流度比的降低縮小了不同滲透率層位中水線向前推進(jìn)的不均勻性。高滲透層滲透率降低,相應(yīng)地增加了中、低滲透率層位的吸水量,最終使原來未被啟動(dòng)的中、低滲透率層中的油開始流動(dòng),原油采收率提高至52.84%。在后續(xù)水驅(qū)階段,高滲透層的分流量有一定程度的恢復(fù),中低滲透率層的分流率有一定程度的下降。由于黏彈性B-PPG顆粒在孔喉中堆積堵塞,建立較好的沿程阻力,起到“堵塞”大孔道的作用,從而避免后續(xù)注入水沿著高滲透帶突進(jìn),原油采收率進(jìn)一步提高至64.28%,原油采收率提高了19.84百分點(diǎn)。

        3 結(jié)論

        1)在溶液總質(zhì)量濃度為2 400 mg/L時(shí),1 200 mg/L B-PPG+1 200 mg/L HPAM的非均相復(fù)合體系為最優(yōu)配方。

        2)非均相復(fù)合體系在多孔介質(zhì)內(nèi)部以“堆積和堵塞-壓力增加-變形和遷移”的方式動(dòng)態(tài)位移,體系中B-PPG顆粒粒徑與孔喉直徑比值δ在37.75~53.27之間時(shí),顆粒能夠通過彈性形變匹配通過多孔介質(zhì)的孔喉。

        3) 非均相復(fù)合體系中B-PPG顆粒的黏彈性能夠拉動(dòng)“盲端”內(nèi)的殘余油,從而達(dá)到提高洗油效率的目的。非均相復(fù)合體系能調(diào)整平面非均質(zhì)性,原油采收率提高了19.84百分點(diǎn)。

        猜你喜歡
        體系模型
        一半模型
        構(gòu)建體系,舉一反三
        重要模型『一線三等角』
        重尾非線性自回歸模型自加權(quán)M-估計(jì)的漸近分布
        探索自由貿(mào)易賬戶體系創(chuàng)新應(yīng)用
        中國外匯(2019年17期)2019-11-16 09:31:14
        3D打印中的模型分割與打包
        FLUKA幾何模型到CAD幾何模型轉(zhuǎn)換方法初步研究
        如何建立長(zhǎng)期有效的培訓(xùn)體系
        “曲線運(yùn)動(dòng)”知識(shí)體系和方法指導(dǎo)
        “三位一體”德育教育體系評(píng)說
        中國火炬(2010年7期)2010-07-25 10:26:09
        日韩精品无码视频一区二区蜜桃| 国产亚洲一本二本三道| 国内精品免费一区二区三区| 黑森林福利视频导航| 精品国产高清a毛片无毒不卡| 亚洲图片第二页| 天堂丝袜美腿在线观看| 少妇性bbb搡bbb爽爽爽| 国产真实乱人偷精品人妻| 亚洲AV无码AV色| 国产精品一区二区三区av在线| 亚洲亚洲人成综合丝袜图片| 丰满人妻妇伦又伦精品国产| 国语精品视频在线观看不卡| 日本女优中文字幕在线播放| 国产精品538一区二区在线| 丁香五月缴情综合网| 美女精品国产一区二区三区| 中文字幕一区二区av| 人人妻一区二区三区| 亚洲天堂第一区| 粉嫩的18在线观看极品精品| 亚洲一区二区三区内裤视| 日韩免费无码一区二区三区| 骚片av蜜桃精品一区| 男男做h嗯啊高潮涩涩| 日本真人做爰免费视频120秒| 国产亚洲日韩一区二区三区| 日本人妻av在线观看| 国产内射视频在线免费观看| 中文成人无字幕乱码精品区| 日本口爆吞精在线视频| 精品亚洲一区二区三区在线播放 | 亚洲精品老司机在线观看| 日韩精品一区二区三区四区五区六| 日本人妻免费在线播放| 亚洲av日韩专区在线观看| 春色成人在线一区av| 国产精品一区二区三区在线观看| 国产成人精品午夜视频| 久久久国产精品樱花网站|