抗温抗盐调驱剂的研制与性能评价

金 志 王 健 刘培培 沈 群 舒明媚 王 拓

（西南石油大学油气藏地质及开发国家重点实验室，成都 610500）

抗温抗盐调驱剂的研制与性能评价

金 志 王 健 刘培培 沈 群 舒明媚 王 拓

（西南石油大学油气藏地质及开发国家重点实验室，成都 610500）

针对尕斯油田E31油藏高温高矿化度的油藏条件，油田“控水增油”的难度很大，实验室研制了以部分水解聚丙烯酰胺与WLX水溶性抗温抗盐交联剂为主体的可动凝胶调驱体系，该体系的最佳配方为：1 800～2 000mg/L高分子量部分水解聚丙烯酰胺+(1.0%～1.20%）(体积分数)交联剂WLX+除氧剂100mg/L。实验证明，此调驱体系具有良好的抗温性、抗盐性、抗剪切性和老化稳定性。

高温高矿化度油藏；配方；性能；评价

可动凝胶调驱是聚合物驱油的延伸，是近井调剖和聚合物驱技术相结合的产物，主要目的是在加强调整吸水剖面的同时，增加一定的驱油功能，来提高原油采收率［1－2］。可动凝胶是由聚合物与交联剂反应生成的三维空间网络结构，具有调剖和驱油的双重效果，适用于油藏的大剂量处理［3］。

由于尕斯油田E31油藏具有高温（110℃）高矿化度（67 378mg/L）的特征，油田“控水增油”的难度很大。针对此问题，实验室研制了以部分水解聚丙烯酰胺与WLX水溶性抗温抗盐交联剂为主体的可动凝胶调驱体系，并对其性能进行了评价。

1 调驱剂的研制

1.1 实验仪器、化学药品

（1）实验仪器

电热鼓风恒温干燥箱：CS1013型，温度范围0～300℃，重庆实验设备厂制造。

电子天平：BFA114型，最大量程为200g，精确到 10－4g，德国生产。

电动调速搅拌器：S7401—Ⅱ型，调速范围为0～3 000r/min，重庆实验设备厂制造。

旋转黏度仪：Brookfield Synchro－Lectric Digital Viscometer，美国制造。

（2）化学药品

聚合物：部分水解聚丙烯酰胺，分子量为2 500万，水解度25%，大庆炼化公司生产。

抗温抗盐交联剂WLX：液体，实验室自制。

1.2 调驱剂配方研制

（1）聚合物HPAM浓度优选

实验中，保持交联剂体积分数为1.0%，改变聚合物浓度（1 000～2 000mg/L），聚合物浓度对可动凝胶体系成胶性能的影响规律见图1。

图1 聚合物浓度对可动凝胶体系成胶性能的影响

在油藏温度下，随着聚合物浓度升高，体系的成胶速度变快，成胶时间缩短，体系成胶黏度显著升高。但是当聚合物达到一定浓度时，体系黏度增加趋于平缓，在此交联剂浓度下，此时的聚合物浓度已达到最优浓度（在1 800～2 000mg/L之间）。

（2）交联剂浓度优选

交联剂浓度是影响凝胶能否成胶、成胶时间、成胶强度以及稳定性的关键因素。保持聚合物浓度为 2 000mg/L，改变交联剂体积分数 （0.2%～1.5%）。交联剂浓度对可动凝胶体系成胶性能的影响规律见图2。

图2 交联剂WLX浓度对可动凝胶体系成胶性能的影响

随交联剂浓度增加，体系成胶时间缩短，凝胶强度增加。交联剂浓度为1.0%～1.2%时，成胶时间长，强度适中。

（3）除氧剂浓度优选

实验中，保持聚合物浓度为2 000mg/L，WLX交联剂体积分数为1.0%，调整硫脲浓度，配置不同的小样放置于110℃的恒温箱中，成胶情况见图3。

图3 硫脲浓度对凝胶体系胶体黏度的影响

实验结果表明，未加入除氧剂时，成胶强度虽然较高，但稳定性较差。当除氧剂硫脲浓度为100mg/L时，体系成胶强度高，形成的凝胶体系稳定性好。当除氧剂浓度大于100mg/L时，成胶强度和稳定性变化不大。因此，从经济的角度考虑选择除氧剂浓度为100mg/L。

（4）调驱剂配方组成

综合以上配方优选实验，可以得出适合青海尕斯E31油藏调驱体系的最佳配方为：高分子量聚合物 (HPAM)（浓度 1 800～2 000mg/L）+交联剂 WLX（体积分数1.0%）+除氧剂（浓度100mg/L）。

2 调驱剂的性能评价

2.1 抗温性

凝胶调驱剂注入地下以后，其有效期作用的长短受到很多因素的限制，其中很重要的一点就是油藏温度问题。不同温度下优化配方组成的可动凝胶的抗温性能评价结果见图4。

图4 可动凝胶的抗温性实验结果

随着环境温度的升高，体系交联反应加快，凝胶的成胶时间缩短，成胶强度增大。这是因为温度升高使分子热运动加剧，聚合物分子与交联剂分子相互碰撞发生交联反应的机会增加引起的。当温度为110℃时，凝胶体系的成胶时间为57h，成胶黏度达到7 100mPa·s，因此，该交联体系具有较好的耐温性。

2.2 抗盐性

聚合物溶液具有盐敏性，即溶液的黏度会随着矿化度的变化而改变。评价其抗盐性能，结果见图5。

图5 盐水浸泡对凝胶性能的影响

将成胶后的凝胶调驱剂放入盐水中侵泡，凝胶的黏度与体积都会逐渐下降。当浸泡时间达到120d时，凝胶的体积保留率为51%，黏度为3 300mPa·s，且整体性良好。

2.3 抗剪切性

在所有聚合物凝胶类驱油过程中，聚合物都存在剪切降解的可能性。剪切会使聚合物分子链断裂，影响聚合物的成胶强度，使其稳定性变差，因此，有必要对凝胶体系的抗剪切性能进行评价。实验结果见表1。

表1 聚合物溶液剪切对可动凝胶黏度的影响

实验结果表明，剪切过的交联聚合物体系的成胶黏度有所降低，但总体上影响不大。由此可见，两种不同浓度的主剂经剪切后，其交联体系仍然具有良好的成胶性能，能够满足油田现场施工的需要。

2.4 老化稳定性

老化稳定性主要是考察聚合物凝胶调驱体系在高温高矿化度条件下脱水后的黏度保持率。聚合物凝胶体系在高温高盐条件下都会脱水老化，最终失去驱油能力。实验结果见图6。

图6 HPAM/WLX交联剂调驱体系的热稳定性

随着时间的增加，黏度有所下降。在放置了125d之后，黏度仍能达到3 000mPa·s，黏度保持率达到42.3%，因此说明此聚合物凝胶调驱体系具有较强的热稳定性。

[1]袁士义,韩冬,苗坤,等.可动凝胶调驱技术在断块油田中的应用[J].石油学报,2004,25(4):50-53.

[2]张建国,余维初,罗跃.3种交联剂HPAM溶液交联后的调驱效果[J].石油钻采工艺,2004,26(4):66-68.

[3]付美龙,唐善法,黄俊英.油田应用化学[M].武汉:武汉大学出版社,2005.

Abstract：E31 reservoir of Gasi oilfield has characteristics of high-temperature and high-salinity.And the “Water control and oil increment” in the oil field is very difficult.Based on this condition，the best formulation of the temperature-to-resistance and salt resistant gel is 1800 to 2000mg/L high molecular weight partly hydrolysis polyacrylamide+1.0% (volume fraction)crosslinking agent WLX+the deoxidant 100mg/L.Experiments have proved that the gel has good temperature-to-resistance,salt resistance and shearing and aging stability.

Key words：high-temperature and high-salinity reservoirs；formulation；property；evaluation

Study and Performance Evaluation of the Temperature-to-resistance and Salt Resistant Gel

JIN ZhiWANG Jian LIU Peipei SHEN Qun SHU Mingmei WANG Tuo
(The State Key Laboratory of Oil and Gas Reservoir Geology and Exploitation,Southwest Petroleum University,Chengdu 610500)

TE357

A

1673－1980(2012)05－0100－03

2012－05－24

金志 (1985－)，男，陕西人，西南石油大学油气田开发工程专业在读硕士研究生，研究方向为油田提高采收率。