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高温高盐油藏聚合物纳米球近井-深部一体化调驱关键技术及应用

所获奖励:2019年度四川省科技进步三等奖

主要完成人:周明、孟祥娟、郭肖、谭涛、贾虎、党海龙

主要完成单位:西南石油大学、中国石油塔里木油田分公司哈得油气开发部、中国石化西北油田分公司采油一厂、延长油田杏子川采油厂


高温(100-150℃)高盐(10-24×104mg/L)导致聚合物降解,粘度大大降低,波及效率下降,而表面活性剂容易产生沉淀,活性大大降低,不能达到低界面张力和超低界面张力,洗油效率大大降低,因而很难提高采收率,已被专家学者列为提高采收率的世界级难题。如何需要建立一套全新的调驱体系和调驱方法以提高波及效率和洗油效率就成为迫切解决的难题。从高分子材料和分散剂结构特征入手,改变聚合物在水中的聚集态和实现分散剂亲水基团多样化,以期方法创新和材料创新。

项目的主要技术创新:

1)针对高温高盐油藏中聚合物易降解和沉析,凝胶颗粒又难以进入地层深部的难题,采用不水解刚性疏水单体与易水解柔性疏水单体微乳液共聚研发了自适应抗温抗盐缓膨胀交联共聚物纳米球;采用了大侧基亲水单体与离子型单体和非离子型单体反相微乳液共聚研发了自适应抗温抗盐膨胀交联共聚物纳米球;采用有机无机复合技术通过微乳液聚合研发了自适应抗温抗盐不膨胀磁性交联聚合物纳米球。

2)针对高温高盐油藏导致聚合物纳米球分散性变差,而常规分散剂易产生沉淀和沉析的难题,采用硫酸化法和季铵化法分两步研发了具有抗温抗盐的带羟基硫酸盐-季铵盐两性Gemini分散剂,能使聚合物纳米球在高温高矿化度水中具有良好的稳定性和表面活性,能使油水界面张力达到超低值。

3)抗温抗盐三类聚合物纳米球复合调驱体系既能封堵近井地带的高渗透层,又能封堵深部高渗透层,达到逐级改善剖面的能力,还能逐级启动高低渗透层残余油,具有“进得去,堵得住,能移动”的特性,同步实现高温高盐油藏近井-深部一体化调驱,突破了传统高温高盐油藏凝胶颗粒调驱技术瓶颈。该聚合物纳米球复合调驱体系抗温150℃、抗盐24×104mg/L。

4)构建聚合物纳米球调驱体系高温高盐室内评价方法:针对常规的评价方法的不足,研制了高温过滤膜实验装置和高温高压驱替装置,形成了一套聚合物纳米球封堵孔喉评价新方法和高温高盐调驱评价技术。

该项目形成的成果在核心及以上刊物共发表论文70篇, 其中SCI论文45篇,授权发明专利11件,实用新型3件,专著1部,高倍引论文2篇。带来了显著的社会效益和经济效益,实现经济效益达到7个多亿。

关键技术的突破,已成为中国石化胜利油田分公司、延长石油集团公司研究院、中国石化西北局及中国石油塔里木油田公司高温高盐油藏聚合物纳米球近井-深部一体化调驱主导技术。其中,抗温抗盐系列纳米微球与新型分散剂及配套调驱技术,市场竞争力强,今后在较长时间内必将是我国陆上、海上高温高盐油藏提高采收率的核心技术,并且突破高温高盐油藏经济有效开发关键技术,必将带动高温高盐油藏油田的开发。

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图1 聚合物纳米球定向驱油剖面图

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图2 纳米球封堵及运移情况






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