Cr3+凝胶动态循环成胶界限室内评价

刘 婷

(东北石油大学 黑龙江 大庆 163318)

Cr3+凝胶动态循环成胶界限室内评价

刘 婷

(东北石油大学 黑龙江 大庆 163318)

选取中分分子量聚合物，HD-4、HD-5、HD-6型交联剂配制的Cr3+凝胶在经过五层互成45度25目筛网循环装置的条件下分别对Cr3+凝胶体系进行动态成胶浓度界限进行评价。实验表明：聚合物成胶最低浓度在800～850mg/L，对应交联剂成胶最低浓度为70mg/L～90mg/L，低浓度的Cr3+凝胶体系成胶时间一般在24h～120h之间，成胶后体系粘度会显著上升，表明Cr3+凝胶体系成胶。

凝胶体系;动态成胶;浓度界限

引言

萨南开发区自2003年以来，共在一类、二类油层不同注聚阶段的5个区块上开展了Cr3+也结合其油层特征，分别量化了Cr3+凝胶体系浓度、段塞大小、候凝时间以及与聚合物段塞的交替参数。为了使Cr3+凝胶驱油技术在应用过程中选井选层原则性更强，参数设计标准化，使之形成一套技术规范，更好地指导现场试验或推广应用，所以需要优选出Cr3+凝胶体系成胶最低浓度界限，在提高采收率的同时又能达到节省化学剂降低开发成本的目的。

一、实验条件

(一)实验材料及设备

聚合物为大庆油田生产的中分(1300×104)，有效含量88%。交联剂为大庆油田采油二厂提供型号为HD-4、HD-5和HD-6型交联剂，有效含量2.5%。实验用水为大庆油田采油二厂2#配制站和大庆油田采油二厂南三东注入站污水。实验铬微凝胶体系黏度通过美国LVDV-Ⅱ+PRO布氏黏度计进行测试，测试温度为油藏温度45℃。 动态成胶性能通过常规驱替实验设备进行测试，该装置包括恒速恒压泵、岩心夹持器、500ml活塞容器、25目不锈钢筛网等。

(二)实验方法

恒速法，速度0.5ml/min。

以表1-1实验结果为基础，每次聚合物浓度上调100mg/L，或者交联剂浓度上调10mg/L，体系均经过预剪切(剪切速率)，流经循环剪切模拟装置后，检测粘度出口粘度。

检测90天粘度(0、2、4、6、12、24、72、120、168、360、720、1440、2160)小时动态条件下使铬微凝胶体系通过5层互成45°角的25目筛网，实验方案见下表。

表1 动态实验浓度基础表

二、实验结果及分析

(一)中分聚合物-HD-4型交联剂

当交联剂浓度为70mg/L，聚合物浓度为500和700mg/L时，体系粘度上升到1000mpa·s以上，但是未能保持稳定，最后粘度急剧下降到10mpa·s以下，虽然聚合物浓度为700mg/L时，粘度峰值达到过4000mpa·s以上，粘度保持稳定超过30天，但是在60天的监测点粘度下降到1000mpa·s以下，不符合现场要求，所以中分聚合物，HD-4型交联剂的最低成胶浓度界限为P800mg/L+Cr70mg/L。

(二)中分聚合物-HD-5型交联剂

交联剂浓度从70mg/L递增到80mg/L，聚合物浓度从550递增到850mg/L,当聚合物浓度小于850mg/L，交联剂浓度小于70mg/L时，体系粘度经过三天的候凝粘度显著上升，在5天时达到峰值3000mpa·s左右。但是随着候凝时间的增加，凝胶体系粘度不能保持稳定，脱水破胶，在15天后下降到1000mpa·s以下，所以850mg/L+Cr80mg/L为恒速条件下，25目筛网，中分聚合物HD-5型交联剂的最低成胶浓度界限。

(三)中分聚合物-HD-6型交联剂

当聚合物浓度小于等于850mg/L，交联剂浓度上升到80mg/L时，体系粘度只是有短时间的上升，粘度也能达到2000mpa·s左右，但是由于聚合物浓度过低，体系粘度并不能保持稳定很长时间，在360小时以后脱水破胶显著下降到200mpa·s左右，只有当聚合物浓度达到850mg/L，交联剂浓度为90mg/L时，粘度能在1000mpa·s以上稳定超过60天，认为此时的浓度为体系成胶的最低浓度界限。

25目筛网动态成胶临界浓度实验结果如下表所示。

表2 25目筛网动态成胶临界浓度实验结果

三、小结

1.HD-4、HD-5、HD-6三种交联剂在实际实验中表现出的交联效果有所不同，HD-4型交联剂交联效果最好，成胶浓度界限也最低，HD-6的交联效果不如其它两种，所以此类型交联剂的最低成胶浓度界限是三种交联剂中最高的，HD-5型交联剂的交联效果介于两者之间，通过优选交联剂型号，根据铬凝胶体系的成胶时间、成胶强度不同，交联剂延迟成胶的情况下，可使铬凝胶体系近可能注入到地层深部去成胶，以进一步扩大铬凝胶体系的波及体积。

2.铬凝胶体系中聚合物浓度和交联剂的浓度，其体系的成胶时间和成胶强度不一样，铬凝胶体系中聚合物、交联剂浓度相对高可做为调剖剂;铬凝胶体系中聚合物、交联剂浓度相对低可用做驱油剂。

3.根据交联剂和聚合物浓度的不同，体系成胶也稍有差别，配方浓度高一些的铬微凝胶体系在24小时左右粘度就有显著上升，体系浓度稍低一些的也在120小时左右成胶，可根据现场需要通过配方浓度控制成胶时间和成胶强度。

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刘婷(1990-)，女，东北石油大学，研究生，方向：提高油气采收率理论与技术。