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聚合物微球调剖剂流变性实验研究聚合物微球调剖剂是一种用于油田开发的特殊聚合物材料，它具有良好的流变性能，可以提高油田采油的效率。
本文就聚合物微球调剖剂的流变性进行实验研究，探讨其对油井渗透能力和流体输送性能的影响。
我们选择了一种常用的聚乙烯醇（PVA）微球作为研究对象。
实验中，我们将一定量的PVA微球加入到不同浓度的盐溶液中，然后进行剧烈搅拌，以模拟油井中的流体运动过程。
通过测量不同浓度的盐溶液中的黏度和流体输送性能，我们可以了解PVA微球在不同条件下的流变性能。
实验结果显示，PVA微球的流变性能与盐溶液浓度和搅拌时间有关。
在较低的盐溶液浓度下，PVA微球具有较低的黏度和较好的流体输送性能。
随着盐溶液浓度的增加，PVA微球的黏度逐渐增加，流体输送性能逐渐下降。
这是因为盐溶液浓度的增加会导致PVA微球之间的相互作用增强，形成网状结构，从而导致黏度的升高。
搅拌时间也对PVA微球的流变性能有一定影响。
初始时，PVA微球在盐溶液中均匀分散，流体输送性能较好。
随着搅拌时间的增加，PVA微球之间的相互作用增强，流动性能下降。
实验结果还显示，PVA微球的流变性能还与微球的粒径有关。
PVA微球的粒径较大时，其表面积较小，与盐溶液的相互作用较弱，流体输送性能较好。
而当PVA微球的粒径较小时，其表面积较大，与盐溶液的相互作用较强，流体输送性能较差。
聚合物微球调剖剂的流变性能受到多个因素的影响，包括盐溶液浓度、搅拌时间和微球的粒径。
在实际应用中，需要根据不同的油田条件和需求，选择合适的聚合物微球调剖剂，并调整其流变性能，以达到最佳的油井采油效果。
第２８卷第６期张增丽，等：聚合物微球调驱研究文章编号：１００１－３８７３（２００７）０６－０７４９－０３收稿日期：２００６－１２－２１修订日期：２００７－０３－２８作者简介：张增丽（１９８４－），女，山东临沂人，在读硕士研究生，油气田开发，（Ｔｅｌ）０５４６－８３９１１５５（Ｅ－ｍａｉｌ）ｚｅｎｇｌｉｕｐｃ＠１６３．ｃｏｍ．聚合物微球调驱研究张增丽，雷光伦，刘兆年，徐慧，王霞（中国石油大学石油工程学院，山东东营２５７０６１）摘要：亚微米聚合物弹性微球具有在油层孔隙中不断运移、封堵、改变注入水渗流方向的特点，从而能提高注入水波及体积。
介绍了聚合物弹性微球调驱特点，实验研究了在不同矿化度和温度下微球的吸水膨胀规律以及微球在填砂管中的封堵效果。
研究表明，微球具有一定膨胀性，温度越高，矿化度越低，微球膨胀倍数越大；注入微球能显著提高阻力系数，微球含量越高，注入量越大，注入压力越高，后续注水阶段，微球仍能保持较高的残余阻力系数。
关键词：聚合物；波及系数；剖面调整；采收率中图分类号：ＴＥ３５７．４３文献标识码：Ａ调剖是目前应用较多的一种提高采收率的方法，主要有无机颗粒堵剂调剖、预交联体膨堵剂调剖、交联聚合物凝胶调剖等［１］。
目前的颗粒型调剖剂，由于其粒径较大，往往只在水井附近油层起到封堵作用，水会很快绕流再次进入高渗层；交联聚合物凝胶，当后继注入水突破凝胶层后，其对水的阻力会大幅降低，使有效期变短。
这些调剖方法，主要是改善了注水井附近渗流状况，提高了注水井附近的波及体积，而注水井附近剩余油饱和度小，因此提高采收率程度不大。
水驱或聚合物驱后的油田，需要阻力系数更大，提高波及能力更强的提高采收率新技术。
１聚合物弹性微球调驱技术１．１微球外观形态聚合物弹性微球是粒径在０．２￣２０μｍ的活性聚合物凝胶球体。
采用显微镜照相技术对微球的外观形态进行直接观察（图１），由图１可以看出，微球粒度比较均匀，球度高，在溶液中分散性、悬浮性好。
聚合物弹性微球乳液调驱实验研究张霞林;周晓君【摘要】针对大多数油田存在非均质性严重、调剖效果不理想的状况,中科院理化所研制了一种暂命名为"聚合物弹性微球乳液"的新型调剖驱油剂.对这种新型用剂进行了3种岩心实验模拟研究:人造短岩心实验表明,在多孔介质中这种新型乳液具有良好的封堵性能和稳定性;人造长岩心实验表明,该调驱剂在多孔介质中呈现出良好的黏弹性和拉伸性,能够起到深部调剖作用;三管并联短岩心非均质实验表明,这种新型乳液不仅能显著地降低高渗通道的分流量,具有良好的调剖效果,还具有较好的驱油效率.对新型乳液不同浓度对驱油效率的影响也进行了研究,表明聚合物弹性微球乳液是一种具有潜力的调剖驱油剂.【期刊名称】《石油钻采工艺》【年(卷),期】2008(030)005【总页数】4页(P89-92)【关键词】聚合物;弹性微球乳液;岩心实验;深部调剖;驱油效率【作者】张霞林;周晓君【作者单位】中国石油勘探开发研究院,北京,100083;中国石油大学石油工程学院,山东东营,257061【正文语种】中文【中图分类】TE357.46聚合物弹性微球用剂（简称PW乳液），化学成分为水解交联聚丙烯酰胺、交联剂、工业白油和表面活性剂以及一些其他的添加剂。
采用反相微乳液的光聚合方法制备，先通过某种聚合制得微乳液种子，然后使单体溶胀，经紫外光射线照射，光引发剂分解产生自由基引发单体聚合，产生聚合反应，最终制得这种较高固相含量的PW乳液。
制备过程中的共聚物单体主要起耐温抗盐及利于微球在水中分散的作用，交联剂使微球在水溶液中形成类球形弹性体。
这种聚合物微球用剂可以吸水膨胀，通过控制微球的组成和结构可以使其具有不同的吸水膨胀速度和膨胀体积。
它是一种介于聚合物和预交联凝胶颗粒之间的新型调驱剂，微球粒径在200 nm～20 µm，它在水中可以溶胀，但在油中不会溶胀。
PW微球乳液在多孔介质里的渗流特性参数，仍使用聚合物溶液的阻力系数和残余阻力系数、突破压力[1]来定义。
ｄｏｉ：１０ ３９６９／ｊ ｉｓｓｎ １００４－２７５Ｘ ２０２０ １１ ０２聚合物微球性能及调驱机理研究姚婷玮（西安石油大学石油工程学院，陕西 西安 ７１００６５）摘 要：聚合物微球具有膨胀性好、耐温耐盐性、抗剪切性以及延迟膨胀等特性，能很好的应用于深部储层调驱技术。
它的初始粒径小，能够随注入液进入地层深部进而水化膨胀至最大体积，对高渗透大孔道产生有效封堵的作用，从而使流体发生微观改向。
随着注入压力的增加，聚合物微球作为一种弹性球体会产生变形，从而继续运移直至下一次封堵，表现出了逐级深部调驱的特性。
关键词：聚合物微球；调驱机理中图分类号：ＴＥ３５７ ４６ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００４－２７５Ｘ（２０２０）１１－００５－０３ＰｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆＰｏｌｙｍｅｒＭｉｃｒｏｓｐｈｅｒｅｓａｎｄＭｅｃｈａｎｉｓｍｏｆＰｒｏｆｉｌｅＣｏｎｔｒｏｌａｎｄＦｌｏｏｄｉｎｇＹａｏＴｉｎｇｗｅｉ（ＳｃｈｏｏｌｏｆＰｅｔｒｏｌｅｕｍＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｘｉ＇ａｎＰｅｔｒｏｌｅｕｍＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，ＳｈａａｎｘｉＸｉ＇ａｎ７１００６５）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｐｏｌｙｍｅｒｍｉｃｒｏｓｐｈｅｒｅｓｈａｖｅｇｏｏｄｅｘｐａｎｓｉｂｉｌｉｔｙ，ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅａｎｄｓａｌｉｎｉｔｙｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ，ｓｈｅａｒｒｅｓｉｓｔａｎｃｅａｎｄｄｅ ｌａｙｅｄｅｘｐａｎｓｉｏｎｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ Ｉｔｃａｎｂｅｗｅｌｌａｐｐｌｉｅｄｔｏｄｅｅｐｒｅｓｅｒｖｏｉｒｐｒｏｆｉｌｅｃｏｎｔｒｏｌａｎｄｆｌｏｏｄｉｎｇｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｔｈｅｉｎｉｔｉａｌｐａｒｔｉ ｃｌｅｓｉｚｅｏｆｐｏｌｙｍｅｒｍｉｃｒｏｓｐｈｅｒｅｓｉｓｓｍａｌｌ Ｉｔｃａｎｅｘｐａｎｄｔｏｔｈｅｍａｘｉｍｕｍｖｏｌｕｍｅｗｉｔｈｔｈｅｉｎｊｅｃｔｉｏｎｆｌｕｉｄｅｎｔｅｒｉｎｇｔｈｅｄｅｅｐｓｔｒａ ｔｕｍ，ｆｏｒｍｉｎｇｅｆｆｅｃｔｉｖｅｐｌｕｇｇｉｎｇｆｏｒｈｉｇｈｐｅｒｍｅａｂｉｌｉｔｙａｎｄｌａｒｇｅｐｏｒｅｃｈａｎｎｅｌｓ，ｍａｋｉｎｇｔｈｅｆｌｕｉｄｍｉｃｒｏ－ｄｉｒｅｃｔｉｏｎｃｈａｎｇｅ Ｗｉｔｈｔｈｅｉｎｃｒｅａｓｅｏｆｉｎｊｅｃｔｉｏｎｐｒｅｓｓｕｒｅ，ｐｏｌｙｍｅｒｍｉｃｒｏｓｐｈｅｒｅｓａｓａｎｅｌａｓｔｉｃｓｐｈｅｒｅｗｉｌｌｄｅｆｏｒｍａｎｄｃｏｎｔｉｎｕｅｔｏｍｉｇｒａｔｅｕｎｔｉｌｔｈｅｎｅｘｔｐｌｕｇｇｉｎｇ，ｓｈｏｗｉｎｇｔｈｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｄｅｅｐｐｒｏｆｉｌｅｃｏｎｔｒｏｌａｎｄｆｌｏｏｄｉｎｇｓｔｅｐｂｙｓｔｅｐＫｅｙｗｏｒｄｓ：ＰｏｌｙｍｅｒＭｉｃｒｏｓｐｈｅｒｅｓ；ＭｅｃｈａｎｉｓｍｏｆＰｒｏｆｉｌｅＣｏｎｔｒｏｌａｎｄＦｌｏｏｄｉｎｇ１ 聚合物微球的性能评价１ １ 聚合物微球的粒径聚合物微球粒径的影响因素有时间、矿化度、温度等。
核磁共振研究聚合物微球调驱微观渗流机理周元龙;姜汉桥;王川;桑国强;刘磊【摘要】The profile control and flooding experiments of polymer microsphere of different grain size are carried out using the artificial cores with different permeability,and the displacement results and displacement mechanisms are studied by NMR. Fluid distributions in the core pores of different size ranges after water flooding,polymer microsphere flooding and subsequent water flooding are analyzed by NMR spectroscopy,and the recovery rates of the core pores of different size ranges after water flooding,polymer microsphere flooding and subsequent water flooding are obtained. It is shown that the remaining oil in the pores of different size ranges can be driven out by polymer microsphere profile control and flooding,but the polymer microsphere of different size is suitable to the cores of different permeability. The microsphere of micrometer size is suitable to high permeability cores,and the microsphere of nanometer size is suitable to low permeability cores.%利用核磁共振研究聚合物微球调驱渗流机理,设计了不同粒径微球的注入实验,从微观角度分析了聚合物微球的驱油效果与驱油机理.对驱替后岩心不同直径孔隙内的流体分布进行了研究,得到了水驱、聚合物微球驱、后续水驱阶段驱出油的孔径范围以及剩余油分布.实验结果表明,聚合物微球调驱能够有效动用岩心中不同孔径中剩余油.不同尺寸聚合物微球对岩心的适应性不同,微米级微球主要适用于高渗岩心,纳米级微球主要适用于低渗岩心.【期刊名称】《西安石油大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2013(028)001【总页数】6页(P70-75)【关键词】聚合物微球调驱;渗流机理;核磁共振【作者】周元龙;姜汉桥;王川;桑国强;刘磊【作者单位】中国石油大学石油工程教育部重点实验室,北京 102249;中国石油大学石油工程教育部重点实验室,北京 102249;中国石油大学石油工程教育部重点实验室,北京 102249;中石油勘探开发研究院,北京 100083;冀东油田陆上作业区采油六区,河北唐山 063200【正文语种】中文【中图分类】TE357.46目前我国大多数水驱开发油田已进入高含水和特高含水开发期，注入水窜流严重，波及效率低［1］.注水井调剖技术可以有效地封堵高渗层，扩大波及体积［2］.聚合物微球调剖技术［3-4］是近年来发展起来的一种新型深部调剖技术，能较好地提高原油采收率.聚合物微球调剖体系具有耐温耐盐能力强、调剖和驱油双重作用的特点［5］.在常规的驱替实验中，只能简单地获得岩心进、出口端流体(油、气、水和调剖剂)的注入量和产出量［6-7］，无法得到岩心内部流体的分布状况.本文应用核磁共振手段，对聚合物微球深部调驱过程进行研究，揭示聚合物微球在多孔介质中的微观渗流规律以及驱替过程中微观剩余油分布规律，为油田开发调整提供指导.1 核磁共振测试原理核磁共振技术是有效认识储层和测试储层流体参数的重要手段之一.目前核磁共振技术在石油工业中的应用主要集中在2个方面［8］:一是核磁共振测井及解释评价，二是低场核磁共振室内岩心分析.后者可以获得更加准确多样的岩石信息，为渗流机制的探讨以及提高采收率的基础研究提供一种有效的辅助方法.核磁共振横向弛豫时间T2与孔隙大小成正比，信号幅度的大小与对应孔隙中的流体量成正比，如图1所示.所以测定横向弛豫时间T2的变化，就可以获得不同大小孔隙中的流体分布.图1 核磁共振横向弛豫时间谱Fig.1 Typical NMR transverse relaxation time spectrum核磁共振机理表明，弛豫时间与孔隙半径成正比［9-11］.因此，将弛豫时间转换成孔隙半径，即式中:r为孔隙半径，μm;T2为核磁共振弛豫时间，ms;C为转换系数，其值取1.71 ms/μm.T2谱转换的孔隙半径分布曲线与常规压汞曲线拟合较好，相关性较高.定义核磁共振横向弛豫时间小于10 ms对应小孔隙，10～50 ms对应中孔隙，大于50 ms对应大孔隙，相应的孔喉半径小于4.3 μm、4.3 ～ 21.5 μm、大于21.5μm.各孔隙区间T2谱幅度和与整个岩心T2谱幅度和的比即为各区间对应的含水饱和度，进而可以计算出各孔隙喉道区间内含油饱和度和采出程度［12］.2 实验方法与步骤2.1 实验材料与设备(1)实验用油.由于油和水都含有氢核，横向弛豫时间T2难以区分，所以实验中使用去氢煤油来代替原油，黏度8 mPa·s.(2)实验用水为模拟大港枣园油田地层水，矿化度9 029 mg/L.(3)化学药剂.SMG聚合物微米级及纳米级微球，微球的原始尺寸用扫描电镜观察，微球的溶胀尺寸用激光衍射仪测定，具体性能指标如表1所示.(4)模型.一维圆形物理模型，采用环氧树脂胶结石英砂经压力机压制而成，岩心参数见表2.表1 聚合物微球参数Tab.1 Parameters of polymer microsphere?表2 岩心参数Tab.2 Permeability and porosity of cores?(5)实验设备有电子天平、平流泵、布氏黏度计、岩心夹持器、SPEC—023核磁共振渗流实验分析仪.分析仪主要测试参数为:磁场主频9.38 MHz，回波时间300μs，等待时间3 000 ms，回波个数1 024，扫描次数64.2.2 实验步骤实验温度为室温20℃，恒定驱替流量(0.3 mL/min)，实验步骤如下:(1)将岩样烘干，称量岩心干重，测量长度及直径，测量岩样的气测渗透率.(2)岩样抽真空饱和地层水，称量湿重，计算孔隙度，用核磁共振测试其饱和水状态的T2谱图.(3)饱和模拟油，建立束缚水，用核磁共振测试其束缚水状态的T2谱图.(4)采用恒定速度进行水驱油至含水98%，记录油水产出量、压力及T2谱图.(5)1号岩心和3号岩心注入SMG微米级微球0.3 PV，2号岩心注入 SMG 纳米级微球0.3 PV，对每块岩心进行核磁共振测量，记录T2谱图.(6)后续水驱至含水98%，核磁共振测量其残余油状态下的T2谱图.图2 1号岩心不同驱替阶段核磁共振图谱Fig.2 NMR spectra of 1#core in different displacement periods3 结果与讨论3.1 第一组岩心核磁共振结果1号岩心为高渗透岩心，核磁共振谱线如图2所示，大部分孔径大于20μm，水驱时8～110μm孔隙内油均减少，但40～110μm孔隙内谱线减少最大，该孔径范围驱出的油最多，对水驱采收率的贡献最大.注入SMG微米级微球时，微球主要进入20μm以上的孔隙，同时启动了8～50μm孔隙中的油，在封堵的同时起到了驱油的作用.后续水驱时，8～110 μm孔隙的油都继续减少，50～70μm孔隙内的油减少最多.1号岩心不同驱替阶段各喉道区间含油饱和度分布如图3所示，在水驱油阶段所有孔隙的含油饱和度降低了26.68%，其中大孔隙中的含油饱和度降低较多.在微米微球驱阶段，所有孔隙的饱和度降低了4.3%，中孔隙中含油饱和度降低较多，微米微球有效驱替了中孔隙中的原油.后续水驱阶段所有孔隙的饱和度降低了14.44%，大孔隙中饱和度降低最多，说明由于微米微球的封堵作用，使得水在大孔隙中的有效波及范围扩大.图3 1号岩心不同驱替阶段各喉道区间含油饱和度Fig.3 Oil saturation of different throat size intervals of 1#core in different displace periods2号岩心为高渗透岩心，核磁共振谱线如图4所示，大部分孔径大于20μm，水驱时8～110μm孔隙内油均减少，40～110μm孔隙内油减少最多，驱油效率高.由纳米微球调驱谱线可以看出，微球主要进入20μm以上的孔隙，同时使部分油进入小于8 μm的孔隙中.后续水驱时，50～80μm孔隙的油都继续减少，同时驱出了进入小于8μm孔隙中的油.图4 2号岩心不同驱替阶段核磁共振图谱Fig.4 NMR spectra of 2#core in different displacement periods如图5所示，在水驱阶段2号岩心中的含油饱和度下降了26.61%，与1号岩心水驱阶段的驱油效率相当;在纳米微球调驱阶段，所有孔隙中的含油饱和度降低了6.81%，后续水驱阶段，所有孔隙中的饱和度只降低了4.22%，说明纳米微球在高渗岩心中的封堵效果不好，与微米微球相比，不能有效扩大波及体积，启动剩余油.图5 2号岩心不同驱替阶段各喉道区间含油饱和度Fig.5 Oil saturation of different throat size intervals of 2#core in different displace periods在微球调驱阶段和后续水驱阶段，微米微球降低饱和度18.74%，纳米微球降低饱和度11.02%.在高渗岩心中，微米微球的驱油效果为纳米微球的1.5倍左右，说明微米微球与高渗岩心的孔喉匹配性较好.3.2 第二组岩心核磁共振结果3号岩心为低渗透岩心，核磁共振谱线如图6所示，岩心孔径主要分布在8～50μm，水驱时大于5μm孔隙内油均减少，15～50μm孔隙内油减少最多，水未波及到5μm以下孔隙.注入SMG微米级微球时，微球主要进入15μm以上的孔隙，微球调驱驱出了20～50μm孔隙内的剩余油.后续水驱时，20～50μm孔隙的油都继续减少，同时启动了部分5μm以下孔隙里的油.图6 3号岩心不同驱替阶段核磁共振图谱Fig.6 NMR spectra of 3#core in different displacement periods3号岩心不同驱替阶段各喉道区间含油饱和度分布如图7所示，在水驱油阶段所有孔隙的含油饱和度降低了18.15%，中孔隙中的含油饱和度降低较多.在微米微球驱阶段，所有孔隙的含油饱和度降低了5.1%，中孔隙中被驱出的油较多，微米微球有效驱替了中孔隙中的原油.后续水驱阶段所有孔隙的饱和度降低了6.59%，中孔隙中饱和度降低最大.在微米微球驱和后续水驱阶段，所有孔隙中的饱和度只降低了11.65%，说明微球在低渗岩心中的调驱效果不好.图7 3号岩心不同驱替阶段各喉道区间含油饱和度Fig.7 Oil saturation of different throat size intervals of 3#core in different displace periods4号岩心为低渗透岩心，核磁共振谱线如图8所示，岩心孔径主要分布在8～50μm，水驱时大于5μm孔隙内油均减少，但孔径20～50μm孔隙内谱线减少最大，该孔径范围驱出的油最多.注入SMG纳米级微球时，微球主要进入10μm以上的孔隙，驱出了10～45μm孔隙内的剩余油.后续水驱时，10～50μm孔隙的油继续减少.图8 4号岩心不同驱替阶段核磁共振图谱Fig.8 NMR spectra of 4#core in different displacement periods如图9所示，在水驱阶段，4号岩心中的含油饱和度下降了17.45%，与3号岩心水驱阶段的驱油效率相当;而在纳米微球调驱阶段，所有孔隙中的含油饱和度降低了9.17%，中孔隙中的饱和度降低较多;后续水驱阶段，所有孔隙中的饱和度降低13.01%，大孔隙中相对饱和度降低26.08%，相对驱油效果最好.与微米微球相比，在微球调驱和后续水驱阶段，纳米微球驱使得岩心饱和度降低了22.19%，是微米微球的两倍左右，说明纳米微球与低渗岩心的孔喉匹配性较好.图9 4号岩心不同驱替阶段各喉道区间含油饱和度Fig.9 Oil saturation of different throat size intervals of 4#core in different displace periods表3 1号岩心在不同状态下各孔隙喉道区间采出程度Tab.3 Recovery percent of different throat size intervals of 1#core in different displacement periods? 3.3 聚合物微球驱替特征分析从不同聚合物微球在不同岩心孔隙区间的绝对采出程度、相对采出程度等方面，对水驱油过程、聚合物微球驱过程、后续水驱过程进行分析，主要特征如下:对于1号和2号高渗岩心，在水驱油状态下，大孔隙中的采出程度最高，分别为28.1%和28.9%，主要是由于大孔隙中含油饱和度较高(图3、5)，驱油效率较高引起的.在微球驱阶段，1号岩心和2号岩心的采出程度分别为5.78%和9.28%(表3、4).这一差异主要是由于在微球驱阶段小孔隙中的采出程度不同引起的，微米微球的采出程度为—1.73%，而纳米微球的采出程度为0.88%;1号岩心中孔隙中的采出程度较高，绝对采出程度和相对采出程度分别为4.63%和20.96%，在2号岩心大孔隙中的采出程度较高，绝对采出程度和相对采出程度分别为6.72%和10.01%.在后续水驱阶段，1号岩心的采出程度为19.4%，大、中、小孔隙中采出程度分别为 14.05%、3.56%、1.79%，2 号岩心的采出程度为5.75%，大、中、小孔隙中采出程度分别为1.43%、1.18%、3.14%.由于纳米微球未能有效封堵较大的孔喉，不能使液流发生改向，未能有效启动大孔隙中的剩余油，从而导致1号岩心比2号岩心的总采出程度高10%左右.对于3#和4#低渗岩心而言，在水驱油状态下，中孔隙中的采出程度最高，分别为14.52%和13.54%(表5、6)，主要是由于中孔隙中含油饱和度(图7、9)较高引起的.在微球驱阶段，3号岩心和4号岩心的采出程度分别为7.31%和12.89%，这一差异主要是由于在微球驱阶段小孔隙中的采出程度不同引起的，微米微球的采出程度为—0.37%，而纳米微球的采出程度为2.10%;中孔隙中的采出程度较高，3号岩心的采出程度和相对采出程度分别为4.83%和8.00%，4号岩心采出程度和相对采出程度分别为8.34%和14.00%.在后续水驱阶段，3号岩心的采出程度为9.32%，大、中、小孔隙中采出程度分别为1.03%、4.70%、3.58%，4 号岩心的采出程度为18.28%，大、中、小孔隙中采出程度分别为4.62%、9.98%、3.68%.总采出程度 3 号岩心比 4号岩心低9%左右，主要是由于微米微球的直径较大，在低渗岩心中易形成堵塞，使得驱油效果不好.表4 2号岩心在不同状态下各孔隙喉道区间采出程度Tab.4 Recovery percent of different throat size intervals of 2#core in different displacement periods? 表5 3号岩心在不同状态下各孔隙喉道区间采出程度Tab.5 Recovery percent of different throat size intervals of 3#core in different displacement periods? 表6 4号岩心在不同状态下各孔隙喉道区间采出程度Tab.6 Recovery percent of different throat size intervals of 4#core in different displacement periods? 同时，从表3和表5中可以看出，无论是高渗岩心还是低渗岩心，在微米微球驱阶段，小孔隙的采出程度都为负数，说明小孔隙中的含油饱和度增加了，而纳米微球驱不存在这一现象.导致这一现象的主要原因是由于微米微球的水动力直径较大(1～80 μm)，使得微米微球在岩心中形成封堵的同时将一部分油挤入到小孔隙中，而纳米微球的水动力学直径较小(0.15～1.00μm)，不会将油挤入小孔隙中.4 结论(1)采用核磁共振手段研究聚合物微球调驱实验，可以得到不同阶段剩余油在不同大小孔隙中的分布规律以及不同孔隙对采出程度的贡献率.(2)在水驱、微球调驱和后续水驱阶段动用了不同孔隙中的油，但总体来说，在每个阶段都是大孔隙中的油动用最多.聚合物微球可以扩大岩心的孔径波及范围，微米微球在岩心中形成封堵的同时将一部分油挤入到小孔隙中.(3)不同尺寸微球对不同渗透率岩心的适应性不同，微米级微球主要适用于高渗岩心，纳米级微球主要适用于低渗岩心.参考文献:［1］熊春明，唐孝芬.国内外堵水调剖技术最新进展及发展趋势［J］.石油勘探与开发，2007，34(1):83-88.XIONG Chun-ming，TANG Xiao-fen.Technologies of water shut-off and profile control:An overview ［J］.Petroleum Exploration and Development，2007，34(1):83-88.［2］白宝君，李宇乡，刘翔鹗.国内外化学堵水调剖技术综述［J］.断块油气田，1998，5(1):1-4.BAI Bao-jun，LI Yu-xiang，LIU Xiang-e.An overview of oil well water plugging＆profile control technologies at home and abroad［J］.Fault-Block oil＆ Gas Field，1998，5(1):1-4.［3］孙焕泉，王涛，肖建洪，等.新型聚合物微球逐级深部调剖技术［J］.油气地质与采收率，2006，13(4):77-79.SUN Huan-quan，WANG Tao，XIAO Jian-hong，et al.Novel technique ofin-depth profile control step by step by polymer microspheres［J］.Petroleum Geology and Recovery Efficency，2006，13(4):77-79. ［4］贾晓飞，雷光伦，李会荣，等.孔喉尺度聚合物弹性微球膨胀性能研究［J］.石油钻探技术，2009，37(6):87-90.JIA Xiao-fei，LEI Guang-lun，LI Hui-rong，et al.A study on water-swelling property of pore-scale elastic polymer microsphere［J］.Petroleum Drilling Techniques，2009，37(6):87-90.［5］雷光伦，郑家朋.孔喉尺度聚合物微球的合成及全程调剖驱油新技术研究［J］.中国石油大学学报:自然科学版，2007，31(1):87-90.LEI Guang-lun，ZHENG posing of porescale polymer microsphere and its application in improving oil recovery by profile control ［J］.Journal of China University of Petroleum:Edition of Natural Science，2007，31(1):87-90.［6］胡志明，郭和坤，熊伟.核磁共振技术采油机理［J］.辽宁工程技术大学学报:自然科学版，2009，28(S1):38-40.HU Zhi-ming，GUO He-kun，XIONG Wei.Oil recovery mechanism using nuclear magnetic resonance technology［J］.Journal of Liaoning Technical University:Natural Science，2009，28(S1):38-40.［7］邓瑞健.核磁共振技术在水驱油实验中的应用［J］.断块油气田，2002，9(4):33-36.Deng Rui-jian.Application of nuclear magnetic resonance imaging technology in water driving oil experiment［J］.Fault-Block Oil＆ Gas Field，2002，9(4):33-36.［8］肖立志.我国核磁共振测井应用中的若干重要问题［J］.测井技术，2007，30(5):401-407.XIAO Li-zhi.Some important issues for NMR logging applications in China ［J］.Well Logging Technology，2007，30(5):401-407.［9］运华云，赵文杰，周灿灿，等.利用 T2分布进行岩石孔隙结构研究［J］.测井技术，2002，26(1):18-21.YUN Hua-yun，ZHAOWen-jie，ZHOU Can-can，et al.Researching rock pore structure with T2 distribution ［J］.Well Logging Technology，2002，26(1):18-21.［10］何雨丹，毛志强，肖立志，等.核磁共振 T2分布评价岩石孔径分布的改进方法［J］.地球物理学报，2005，48(2):737-742.HE Yu-dan，MAO Zhi-qiang，XIAO Li-zhi，et al.An improved method of using NMR T2 distribution to evaluate pore size distribution ［J］.Chinese Journal of Geophysics，2005，48(2):737-742.［11］李海波，朱巨义，郭和坤.核磁共振T2谱换算孔隙半径分布方法研究［J］.波谱学杂志，2008，25(2):273-279.LI Hai-bo，ZHU Ju-yi，GUO He-kun.Methods for calculating pore radius distribution in rock from NMR T2 spectra［J］.Chinese Journal of Magnetic Resonance，2008，25(2):273-279.［12］毛伟，贾红兵，杜朋举.核磁共振技术在油水两相渗流特征研究中的应用［J］.特种油气藏，2011，18(6):103-105.MAO Wei，JIA Hong-bing，DU Peng-ju.Application of NMR in the study of oil/water two phase flow［J］.Special Oil＆ Gas Reservoirs，2011，18(6):103-105.。
聚合物微球调剖剂流变性实验研究1. 引言1.1 背景介绍聚合物微球调剖剂是一种新型的油田调剖剂，在油田开发中具有重要的应用价值。
背景介绍部分将从聚合物微球调剖剂的起源和发展历史、目前的研究现状以及存在的问题和挑战等方面进行详细介绍。
首先，聚合物微球调剖剂起源于传统的聚合物调剖剂，因其特殊的微球形态而得名。
随着油田开发的需求不断增加，传统的聚合物调剖剂已经不能满足复杂油藏中岩石孔隙结构的调剖需求。
因此，聚合物微球调剖剂的研究逐渐兴起，并在实际应用中取得了一定的成效。
其次，目前聚合物微球调剖剂在油田开发中的应用还存在一些问题和挑战。
例如，微球的尺寸和形态对调剖效果的影响尚未完全明确，微球的稳定性和分散性需要进一步改进，以满足不同油藏的需求。
总的来说，聚合物微球调剖剂作为一种新型的油田调剖剂，具有很大的发展潜力和应用前景。
通过深入研究和实验验证，可以更好地了解其流变性能和调剖效果，为油田开发提供更加可靠的技术支持。
1.2 研究意义聚合物微球调剖剂是一种新型的增黏剂，具有较好的流变性能。
研究意义主要表现在以下几个方面：1. 提高油藏调剖效果：聚合物微球调剖剂具有粘度高、稳定性好的特点，可以有效地提高驱油效率，进而提高油藏的采收率。
2. 降低开采成本：通过对聚合物微球调剖剂的流变性进行实验研究，可以优化调剖剂配方，减少用量，降低开采成本。
3. 探索新型油藏调剖技术：聚合物微球调剖剂属于新型的调剖剂，研究其流变性能有助于拓展油藏调剖技术的应用领域，推动油田开发技术的进步。
4. 为环境保护做出贡献：聚合物微球调剖剂具有生物降解性，对环境影响较小。
通过对其流变性的研究，可以更好地利用这种环境友好型调剖剂，为油田环境保护作出贡献。
研究聚合物微球调剖剂的流变性具有重要意义，既有利于提高油藏开采效率，又有助于降低开采成本，同时还可以推动油田开发技术的发展，为环境保护作出积极贡献。
1.3 研究目的我们的研究目的是通过对聚合物微球调剖剂的流变性进行实验研究，探讨其在油藏开发中的应用潜力和优势。
![一种耐温交联聚合物微球调驱剂及其制备方法[发明专利]](https://img.taocdn.com/s1/m/e0c2d4ce58fb770bf68a5573.png)
专利名称：一种耐温交联聚合物微球调驱剂及其制备方法专利类型：发明专利
发明人：林梅钦,赵茜,杨子浩,董朝霞,张娟
申请号：CN201611072527.0
申请日：20161128
公开号：CN106590558A
公开日：
20170426
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明公开了一种耐温交联聚合物微球调驱剂及其制备方法，涉及石油开采技术领域。
本发明提供的耐温交联聚合物微球调驱剂包括交联聚合物微球、水和稳定剂；所述稳定剂和水的质量比为(0～0.1):100，但不为0；所述交联聚合物微球和水的质量体积比为0.3g/L～2g/L。
所述稳定剂为硫脲‑氯化钴稳定剂或乙酸铬。
本发明通过添加稳定剂可以有效提高交联聚合物微球的耐温性能。
本发明的耐温交联聚合物微球调驱剂在120℃下至少可以稳定存在70d。
而且本发明的调驱剂的制备方法简单，操作简便。
申请人：中国石油大学(北京)
地址：102249 北京市昌平区府学路18号中国石油大学
国籍：CN
代理机构：北京纪凯知识产权代理有限公司
代理人：关畅
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聚合物微球调剖剂流变性实验研究
聚合物微球调剖剂是一种常用于提高油田采收率的化学剂，它可以改变地层孔隙结构和油水相互作用性质，从而改善油藏的物理和流体性质，提高原油采收率。
为了更好地了解聚合物微球调剖剂的流变性质，研究人员进行了一系列的实验。
研究人员通过动态扫描流变仪对聚合物微球进行流变性质测试。
实验中，他们将聚合物微球溶解在适量的溶剂中，然后使用流变仪对其进行剪切应力-剪切速率曲线的测试。
通过这一实验，研究人员得到了聚合物微球的黏度、剪切应力和剪切速率之间的关系，从而揭示了聚合物微球的流变特性。
研究人员还进行了聚合物微球的吸水性能实验。
他们将聚合物微球置于不同浓度的盐水溶液中，然后测量其体积变化情况。
实验结果表明，聚合物微球具有很好的吸水性能，可以吸收盐水中的液体，并形成一种水凝胶状态。
研究人员还通过模拟实验研究了聚合物微球在地层中的运动特性。
他们使用透明模拟地层模型，在其中注入聚合物微球溶液，并通过压力差驱动聚合物微球在模型中运动。
通过观察聚合物微球在模型中的运动轨迹和速度，研究人员得到了聚合物微球在地层中的运动规律，为聚合物微球调剖剂的应用提供了理论依据。
聚合物微球调剖剂流变性实验研究可以揭示聚合物微球的流变性质、吸水性能、温度敏感性和运动特性，为聚合物微球调剖剂的合理应用提供了基础研究。
聚合物微球调驱剂的制备及其在多孔介质中的微观渗流规律李欣儒;张雷;张彦明;郑力军【摘要】采用反相微乳液法/乳液法制备了聚合物微球调驱剂,并在微流控芯片中进行了物模实验评价及模拟,分析了聚合物微球调驱剂在岩石孔隙中的输运机理.结果表明:多孔介质的孔隙大于聚合物微球调驱剂直径时,大量微球在微通道中的运移会增加流动阻力及近壁面区域的剪切力;多孔介质的孔隙略大于聚合物微球调驱剂直径时,多个聚合物微球一同进入;在随机生成的多孔介质结构中,微球大颗粒的通过能够导致更大的压力波动,但微球数量越多,滞留情况越严重.【期刊名称】《合成化学》【年(卷),期】2019(027)006【总页数】5页(P461-464,475)【关键词】聚合物微球;调驱剂;制备;渗流规律;微芯片物模【作者】李欣儒;张雷;张彦明;郑力军【作者单位】西安石油大学陕西省油气田特种增产技术重点实验室,陕西西安710065;西安石油大学西部低渗-特低渗油田开发与治理教育部工程研究中心,陕西西安 710065;陕西科技大学材料科学与工程学院,陕西西安 710021;中石油长庆油田分公司第七采油厂,陕西西安 710021;西安石油大学陕西省油气田特种增产技术重点实验室,陕西西安 710065;中石油长庆油田分公司油气工艺研究院,陕西西安710021【正文语种】中文【中图分类】O63;TE39新型颗粒状聚合物，如预交联颗粒凝胶[1]，微凝胶颗粒[2]，聚合物微球[3-4]等，已成为自动提高波及范围和改善剖面的热门驱替剂。
其中聚合物微球颗粒，尤其是最常用的微纳米级凝胶颗粒，相比于传统聚合物溶液和凝胶，转向、调堵性能更好，能够使驱替界面更加均一平衡，从而扩大波及体积并提高采收率。
然而，现阶段对聚合物颗粒在多孔介质中的输运机理尚不清楚，提高采收率成功率较低(约63%)[5]。
Yang等[6-8]认为，微纳尺度凝胶颗粒的调剖堵水效果更好。
鉴于此，本文制备了丙烯酰胺型聚合物微球调驱剂(PCA)，并在微流控芯片中进行了物模实验评价及模拟，分析了聚合物微球调驱剂在岩石孔隙中的输运机理。
1 实验部分1.1 仪器与试剂Y Cheetah型X-射线三维显微镜; Empyrean型X-射线衍射仪；Micro-science JSZ6型体视显微镜；硅基微流控芯片。
甲叉双丙烯酰胺(MBA)， 2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)，丙烯酰胺(AM)等，分析纯；5#白油，Span-60， Tween-40，工业品；其余所用试剂均为分析纯。
1.2 PCA的制备[9-11]在烧杯中加入5#白油60 mL和Span-60 8 g，搅拌使其混合均匀，形成预备油相；在烧杯中加入AM 15 g, AMPS 2 g和水25 mL，搅拌使其溶解；依次加入Tween-40 3 g, 2%MBA 2 mL, 2%过硫酸铵和亚硫酸氢钠溶液1 mL。
将油相移入三口烧瓶中，搅拌下滴加水相，滴毕，高速搅拌10 min；升温至50 ℃，低速搅拌，通入N2，继续反应2 h得PCA。
1.3 性能测试根据文献[7-8]方法进行PCA微芯片物模实验并研究PCA在多孔介质中输运的孔尺度模型。
2 结果与讨论2.1 表征由PCA的电镜图(图1)、粒径分布曲线(图2)和黏度-电位特征曲线(图3)可知，PCA为规则球体，粒径分布于1 500～2 000 nm。
PCA带弱负电，这对其在地层中的深部运移是有利的。
图 1 PCA微观形貌Figure 1 Microscopic morphology of PCASize/nm图 2 PCA的粒径分布Figure 2 Size distribution of PCA样品编号图 3 PCA的黏度-电位特征曲线Figure 3 Viscosity-potential curves of PCA2.2 非均质阵列结构物模实验(1) 微观模型的建立以长庆油田王窑区块储层岩心CT扫描的结构特征为例，通过QSGS两尺度颗粒生成算法，重构了微观模型结构。
微观模型尺寸为8 mm×6 mm，深度为39 μm，孔隙率为44.9%，孔隙直径平均值为39 μm。
硅基微流控芯片刻蚀深度60 μm，大柱直径600 μm，相邻柱纵向间距为120 μm，横向间距为200 μm；小柱直径300 μm，相邻柱纵向间距为60 μm，横向间距为100 μm。
上下层孔隙率之比大致为1/1。
t=68 st=78 s t=88 st=98 s t=102 s 图 4 水驱替过程Figure 4 Water flooding process时间/s图 5 水驱替前后压差和采收率曲线Figure 5 Curves of pressure difference and recovery factor before and after water flooding(2) 水驱替图4为68～102 s时原油在硅基微流控芯片中的流动状况。
由图4可以看出，水相很快突破高渗区域，低渗部分几乎无法运移。
水驱81 s时，低渗区水相开始突破。
此时，由于界面张力消失，硅基微流控芯片中压差锐减(0.113 psi)。
水驱160 s时，压力降至0.265 psi，压力趋于稳定，采收率增加至50%(图5)。
t=73 st=83 s t=93 st=103 st=113 st=123 s t=133 s 图 6 PCA驱替过程Figure 6 PCA displacement process时间/s图 7 PCA驱替前后压差和采收率曲线Figure 7 Curves of pressure difference and recovery factor before and after PCA flooding(3) PCA驱替图6为73～133 s时原油在硅基微流控芯片中的流动状况。
初始阶段由于PCA黏度较高，低渗和高渗区域同步驱替，随后低渗区域滞后高渗区域，在高压和低界面张力的作用下，后半段出现指进现象。
优势通道形成后，油水界面张力消失，PCA 流速加快，黏度降低，压差急剧减小。
图7为PCA驱替过程中压差和采收率的变化曲线，最大压差为0.231 psi，在压力骤然降低的同时，原油采收率增加后趋于稳定，最终采收率可达68%。
(4) PCA乳状液驱替PCA乳状液驱替情况与水驱类似(图略)。
驱替初期，PCA乳状液在高渗区域快速突破，低渗区突破缓慢。
由于乳状液能够降低油水两相的界面张力，后续产生了高渗至低渗区域的指进现象。
突破之后，由于水流速度增加，黏度降低，粘性阻力随之减小，导致压差急剧减小，原油采收率增加。
2.3 PCA在多孔介质中输运的孔尺度模拟(1) 大量PCA小颗粒通过多孔介质大量PCA小颗粒(小颗粒与大喉道比为0.625，小颗粒与小喉道比为1，下同)同时进入非均质的多孔介质中，其运移将会对多孔介质内的压力分布产生影响。
多孔介质区域为225 μm×150 μm，大孔隙直径为8 μm，小孔隙直径为5 μm，颗粒直径为5 μm，共57个颗粒。
小颗粒通过多孔介质时，会提高多孔介质内压，小颗粒完全通过之后，压力会显著降低。
大量小颗粒同时通过时会产生封堵效果，对低渗区域造成堵塞。
(2) 少量PCA小颗粒通过多孔介质选择6、 10、 0个小颗粒通过多孔介质。
在大通道中，小颗粒的运移会影响速度分布，产生非牛顿效应。
在高渗透率多孔介质中运移时，存在多个颗粒共同堵塞单一孔喉的情况。
小颗粒在低渗透率的多孔介质中能够通过堵塞-变形-通过的过程运移。
局部提高颗粒浓度能够有效改善封堵效果，并且不会对低渗油藏造成损伤。
(3) PCA大颗粒通过多孔介质PCA大颗粒同时进入非均质多孔介质中，其运移将会对多孔介质内的压力分布产生影响。
PCA大颗粒越多，封堵效果越好,压力波动大。
尤其是在堵塞-通过情况下，进/出口的压差会急剧变化，产生压力振荡。
颗粒越多，压力振荡幅度越大，压力封堵时间越长。
采用反相微乳液法/乳液法制备了聚合物微球PCA。
PCA为均匀球形，粒径分布于1 500～2 000 nm，可均匀分散在水中，带弱负电，易运移到地层深部。
PCA具有提高黏度和降低界面张力的作用，有利于提高采收率。
基于IB-LBM算法，研究了PCA通过多孔介质的情况。
结果表明，当通道大于PCA直径时，大量PCA 小颗粒在微通道中的运移会增加流动阻力及近壁面区域的剪切力；当多孔介质的孔隙略大于PCA直径时，多个PCA一同进入随机生成的多孔介质中，能够导致更大的压力波动，但随着PCA大颗粒数量的增加，滞留情况越严重。
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