Cr3+凝膠動態循環成膠界限室內評價

劉 婷

(東北石油大學 黑龍江 大慶 163318)

Cr3+凝膠動態循環成膠界限室內評價

劉 婷

(東北石油大學 黑龍江 大慶 163318)

選取中分分子量聚合物，HD-4、HD-5、HD-6型交聯劑配制的Cr3+凝膠在經過五層互成45度25目篩網循環裝置的條件下分別對Cr3+凝膠體系進行動態成膠濃度界限進行評價。實驗表明：聚合物成膠最低濃度在800～850mg/L，對應交聯劑成膠最低濃度為70mg/L～90mg/L，低濃度的Cr3+凝膠體系成膠時間一般在24h～120h之間，成膠后體系粘度會顯著上升，表明Cr3+凝膠體系成膠。

凝膠體系;動態成膠;濃度界限

引言

薩南開發區自2003年以來，共在一類、二類油層不同注聚階段的5個區塊上開展了Cr3+也結合其油層特征，分別量化了Cr3+凝膠體系濃度、段塞大小、候凝時間以及與聚合物段塞的交替參數。為了使Cr3+凝膠驅油技術在應用過程中選井選層原則性更強，參數設計標準化，使之形成一套技術規范，更好地指導現場試驗或推廣應用，所以需要優選出Cr3+凝膠體系成膠最低濃度界限，在提高采收率的同時又能達到節省化學劑降低開發成本的目的。

一、實驗條件

(一)實驗材料及設備

聚合物為大慶油田生產的中分(1300×104)，有效含量88%。交聯劑為大慶油田采油二廠提供型號為HD-4、HD-5和HD-6型交聯劑，有效含量2.5%。實驗用水為大慶油田采油二廠2#配制站和大慶油田采油二廠南三東注入站污水。實驗鉻微凝膠體系黏度通過美國LVDV-Ⅱ+PRO布氏黏度計進行測試，測試溫度為油藏溫度45℃。 動態成膠性能通過常規驅替實驗設備進行測試，該裝置包括恒速恒壓泵、巖心夾持器、500ml活塞容器、25目不銹鋼篩網等。

(二)實驗方法

恒速法，速度0.5ml/min。

以表1-1實驗結果為基礎，每次聚合物濃度上調100mg/L，或者交聯劑濃度上調10mg/L，體系均經過預剪切(剪切速率)，流經循環剪切模擬裝置后，檢測粘度出口粘度。

檢測90天粘度(0、2、4、6、12、24、72、120、168、360、720、1440、2160)小時動態條件下使鉻微凝膠體系通過5層互成45°角的25目篩網，實驗方案見下表。

表1 動態實驗濃度基礎表

二、實驗結果及分析

(一)中分聚合物-HD-4型交聯劑

當交聯劑濃度為70mg/L，聚合物濃度為500和700mg/L時，體系粘度上升到1000mpa·s以上，但是未能保持穩定，最后粘度急劇下降到10mpa·s以下，雖然聚合物濃度為700mg/L時，粘度峰值達到過4000mpa·s以上，粘度保持穩定超過30天，但是在60天的監測點粘度下降到1000mpa·s以下，不符合現場要求，所以中分聚合物，HD-4型交聯劑的最低成膠濃度界限為P800mg/L+Cr70mg/L。

(二)中分聚合物-HD-5型交聯劑

交聯劑濃度從70mg/L遞增到80mg/L，聚合物濃度從550遞增到850mg/L,當聚合物濃度小于850mg/L，交聯劑濃度小于70mg/L時，體系粘度經過三天的候凝粘度顯著上升，在5天時達到峰值3000mpa·s左右。但是隨著候凝時間的增加，凝膠體系粘度不能保持穩定，脫水破膠，在15天后下降到1000mpa·s以下，所以850mg/L+Cr80mg/L為恒速條件下，25目篩網，中分聚合物HD-5型交聯劑的最低成膠濃度界限。

(三)中分聚合物-HD-6型交聯劑

當聚合物濃度小于等于850mg/L，交聯劑濃度上升到80mg/L時，體系粘度只是有短時間的上升，粘度也能達到2000mpa·s左右，但是由于聚合物濃度過低，體系粘度并不能保持穩定很長時間，在360小時以后脫水破膠顯著下降到200mpa·s左右，只有當聚合物濃度達到850mg/L，交聯劑濃度為90mg/L時，粘度能在1000mpa·s以上穩定超過60天，認為此時的濃度為體系成膠的最低濃度界限。

25目篩網動態成膠臨界濃度實驗結果如下表所示。

表2 25目篩網動態成膠臨界濃度實驗結果

三、小結

1.HD-4、HD-5、HD-6三種交聯劑在實際實驗中表現出的交聯效果有所不同，HD-4型交聯劑交聯效果最好，成膠濃度界限也最低，HD-6的交聯效果不如其它兩種，所以此類型交聯劑的最低成膠濃度界限是三種交聯劑中最高的，HD-5型交聯劑的交聯效果介于兩者之間，通過優選交聯劑型號，根據鉻凝膠體系的成膠時間、成膠強度不同，交聯劑延遲成膠的情況下，可使鉻凝膠體系近可能注入到地層深部去成膠，以進一步擴大鉻凝膠體系的波及體積。

2.鉻凝膠體系中聚合物濃度和交聯劑的濃度，其體系的成膠時間和成膠強度不一樣，鉻凝膠體系中聚合物、交聯劑濃度相對高可做為調剖劑;鉻凝膠體系中聚合物、交聯劑濃度相對低可用做驅油劑。

3.根據交聯劑和聚合物濃度的不同，體系成膠也稍有差別，配方濃度高一些的鉻微凝膠體系在24小時左右粘度就有顯著上升，體系濃度稍低一些的也在120小時左右成膠，可根據現場需要通過配方濃度控制成膠時間和成膠強度。

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劉婷(1990-)，女，東北石油大學，研究生，方向：提高油氣采收率理論與技術。