AMPS聚合物与生物聚合物性能评价实验研究

AMPS聚合物与生物聚合物性能评价实验研究

史晓梅

中国石化中原油田分公司勘探开发研究院 河南 濮阳 457000

摘要：桑合油田具有地层水矿化度高、储层非均质性强等特质，水驱效果不明显且常规聚合物注入后性能变差，急需开展聚合物驱提高采收率技术研究。通过室内实验的方法，开展了AMPS聚合物与生物聚合物的性能评价的研究，研究发现生物聚合物在溶解性、耐盐性、耐温性性能均优于相同条件下的AMPS聚合物溶液，为之后的聚合物驱提高采收率提供实验基础。

关键词：聚合物驱；生物聚合物；AMPS聚合物

桑合油田目前综合含水较高，储层非均之严重，且地层水矿化度高，存在高渗透条带，见效后很快形成水驱前缘突进通道，造成动用差异较大，水驱难以进一步提高采收率，但目前采出程度低，还有很大的开发潜力。当前开发形势下，如何有效地将储层的剩余油开采出来，是开发工作的重点之一；如何改善这部分油藏的开发效果，提高驱油效率，进一步提高采收率，进而提高开发经济效益。聚合物驱在一定程度上可以改善注入剖面，提高波及体积，可明显提高严重非均质注水油藏的采收率。油层非均质性越强，注入时机对化学驱效果影响越大，越应尽早进行化学驱，故研究聚合物的选择成为了重中之重。因此，采用室内实验的方式，以两种聚合物性能评价为主要研究手段，为之后提高油气采收率技术提供实验支撑。

1实验

1.1实验仪器及材料

根据桑合油田查9井的产出水进行钙镁离子含量分析，配制矿化度相当的模拟水后过滤备用，模拟水组成见下表1。（单位为104mg/L）。

表1 根据查9井产出水分析配置的模拟水

1.2实验方法

为保证实验的准确性，每个实验做三次，取平均值。

1.2.1溶解性测试

本实验采用直接溶解法与母液稀释法研究不同聚合物溶液浓度的溶解情况。

（1）清水中溶解性能

为了比较不同溶剂的溶解效果，本实验考察了聚合物浓度为2000mg/L时在清水中的溶解时间。用清水分别配制2000mg/L的AMPS聚合物与生物聚合物溶液，在用磁力搅拌器搅拌的清水旋涡中慢慢加入AMPS聚合物与生物聚合物干粉，搅拌3小时后静置，发现聚合物溶液溶解均匀。该现象从室内实验方面验证了AMPS聚合物与生物聚合物在清水中具有较好的溶解性。

（2）盐水中溶解性能

溶解用水参考桑合油田产出水水质分析资料，用99.5%NaCl、CaCl2、MgCl2配制矿化度为11.7×104mg/L模拟水，过滤后存放于密闭容器内。用该模拟水配制2000mg/L耐盐增粘型聚合物溶液，在用磁力搅拌器搅拌的模拟水旋涡中慢慢加入耐盐增粘型聚合物干粉，搅拌3小时后静置24小时发现生物聚合物溶液溶解均匀，但AMPS聚合物溶液并未完全溶解。该现象从室内实验方面验证了生物聚合物聚合物在地层模拟水中具有较好的溶解性。

1.2.2 耐温性测试

用模拟水配制浓度为2000mg/L的聚合物溶液，在温度为30-70℃（每隔5℃测定）的条件下测定聚合物的耐温性能。

1.2.3 耐盐性测试

用模拟水配制浓度为2000mg/L，矿化度为9.0×104mg/L、10.5×104mg/L、12.5×104mg/L、15×104mg/L的聚合物溶液，在实验温度为30-70℃（每隔5℃测定）的条件下，进行聚合物的耐盐性能评价。

2结果与分析

2.1聚合物溶解性评价

本次实验采取两种实验溶解方法——直接溶解法与母液稀释法，来研究不同聚合物的溶解时间。

直接溶解法：用清水或地层模拟水直接配置AMPS聚合物与生物聚合物浓度为2000mg/L 的溶液；

母液稀释法：先配置浓度为6000mg/L的AMPS聚合物与生物聚合物溶液，再将其稀释至浓度为2000mg/L的溶液。

根据各组实验中不同的溶解时间，对两种聚合物溶液进行溶解性评价，实验结果见下表2。

由下表2可以看出，在直接溶解法的条件下，AMPS聚合物与生物聚合物在清水中的溶解时间分别为30h与30min，生物聚合物溶液的溶解时间远远小于AMPS聚合物，在地层模拟水配置时，AMPS聚合物与生物聚合物在清水中的溶解时间分别为65h与1.5h，说明钙镁离子对两种聚合物的溶解性均有影响，使溶解时间增加。在母液稀释法的条件下，AMPS聚合物与生物聚合物在清水中的溶解时间分别为45min与15min，AMPS聚合物溶解时间有大幅度减少，说明母液可快速稀释至所需浓度在地层模拟水配置的条件下，可以减少聚合物溶解时间，但生物聚合物溶解时间本来就较小，故母液稀释法对生物聚合物的影响较小，在地层模拟水配置时，AMPS聚合物与生物聚合物在地层模拟水中的溶解时间分别为1.5h与25min，综合两种溶解方式以及溶解条件研究发现，生物聚合物溶液的溶解性均好于AMPS聚合物溶液。

表2 不同方式下两种聚合物溶液的溶解时间

2.2聚合物耐盐性评价

据目标油藏的矿化度条件，研究了不同矿化度（9-15.5×104 mg/L）对聚合物溶液黏度的影响，根据实验结果，对聚合物与油藏矿化度的适应性进行评价，实验结果如图1所示。

实验结果表明，当外界其他条件不发生改变时，AMPS聚合物随着矿化度的增加，黏度降低，其黏度损失率高达42.86%；但生物聚合物随着矿化度的增加，黏度不仅没有下降，反而呈现增加趋势，生物聚合物的黏度增幅率却有14.60%，说明生物聚合物的抗钙镁离子能力优于AMPS聚合物。说明当地层水矿化度为10.5×104 mg/L时，两种聚合物均可以选择，但当地层水矿化度高于10.5×104 mg/L时，建议选择生物聚合物。

2.3聚合物耐温性评价

聚合物驱油效果与聚合物的黏度有十分密切的关联，聚合物黏度易受温度及矿化度影响，故在聚合物溶解性、耐盐性的研究基础上，根据目标油藏的温度，研究了不同温度（30℃-70℃）对聚合物溶液黏度的影响，根据实验结果，对聚合物温度进行评价，实验结果如表3和图2所示。

由表3和图2可知，整体来说，AMPS聚合物与生物聚合物随着温度的不断升高，两种聚合物溶液黏度均不断降低，说明两种聚合物溶液的耐温性均较差，但生物聚合物在温度为55℃、质量浓度为1500mg/L时，聚合物溶液黏度高达90mPa·s，远远超过AMPS聚合物溶液黏度，故在温度范围小于70℃时，可以选择生物聚合物溶液。

表3  AMPS聚合物溶液黏度与温度的关系

图2  生物聚合物溶液黏度与温度的关系

3总结

（1）溶解性：在直接溶解法与母液稀释法的条件下，AMPS聚合物溶液的溶解时间均高于生物聚合物溶液溶解时间。

（2）耐盐性：随着矿化度的增加，AMPS聚合物溶液黏度降低，生物聚合物的黏度增加，表明生物聚合物的抗钙镁离子能力优于AMPS聚合物。

（3）耐温性：随着温度的增加，AMPS聚合物与生物聚合物溶液黏度均降低，但生物聚合物溶液黏度总体高于AMPS聚合物溶液。

参考文献：
【1】孙举. 耐温抗盐合成聚合物驱油剂的合成与性能评价[J].油田化学.2010（04）：96-99.