抗盐型聚合物油藏适应性及其改进方法基础研究

In recent years, salt-resistant polymer plays a important role in the oilfield practices of stabilizing oil production and controlling water cut. Salt-resistant polymer is a kind of polymer molecular aggregates with regional network structure formed by groups association or cross-linking action, that ensures good viscosity under high salinity solvent water, yet leads to worse adaptability between polymer molecular aggregates and reservoir rock pore throat, and then reducing swept volume and productive effect of polymer solution. Directed by macromolecular chemistry, colloid chemistry and petroleum reservoir engineering, by means of chemical analysis, instrumental analysis and physics simulation, with polymer solution viscosity, molecular clew dimensions, aggregate morphology, rheology, viscoelasticity, resistance coefficient and residual resistance coefficient as technical indicators, assessed medium high permeability reservoir and high salinity solvent water, current situation of reservoir adaptability of present salt-resistant polymer solution was investigated, and then worked out a method of adjusting polymer molecular clew dimensions and probed into the adaptability mechanism and evaluation method between the level of polymer association or cross-linking action(polymer molecular thread size and its distribution) and reservoir geological characteristics(heterogeneity and average permeability), which provided a new idea to develop a new type of salt-resistant polymer product.

近年来，抗盐聚合物在油田“稳油控水”实践中发挥着重要作用。抗盐聚合物是通过特殊基团间缔合或交联作用来获取具有“区域性”网状结构特征的聚合物分子聚集体，这促使聚合物在高矿化度溶剂水条件下仍具有良好增黏性，但这也可能引起聚合物分子聚集体与储层岩石孔喉匹配关系变差，进而降低聚合物溶液波及体积和增油效果。本课题拟以高分子化学、物理化学和油藏工程等为理论指导，以化学分析、仪器检测和物理模拟为技术手段，以聚合物溶液黏度、聚合物分子线团尺寸、聚集体形态、流变性、黏弹性、阻力系数系数和残余阻力系数等为评价指标，以高矿化度溶剂水和中高渗透油藏为研究对象，考察现有抗盐聚合物溶液油藏适应性现状，建立抗盐聚合物分子线团尺寸调节方法，探索抗盐聚合物缔合或交联程度（聚合物分子线团尺寸及其分布）与油藏地质特征（非均质性和平均渗透率）适应性原理和评价方法，为新型抗盐聚合物产品开发提供技术思路。

近年来，抗盐聚合物通过改变聚合物分子聚集态即将现有聚合物线性支链型聚集态转变为区域网状型聚集态，从而具有了较好的增黏性以及抗盐性。但这种聚合物分子聚集态的改变在增加聚合物溶液视黏度的同时，也导致聚合物分子线团尺寸与油藏多孔介质孔隙尺寸间适应性变差，引起聚合物溶液注入过程中剪切作用加剧甚至注入困难。本课题以现代油藏工程、高分子材料和物理化学理论为指导，以仪器分析、化学分析和物理模拟等为技术手段，以抗盐型聚合物为研究对象，开展了调节剂和抗盐聚合物筛选，调节剂对抗盐聚合物溶液黏度、分子线团尺寸Dh、分子聚集态、流变性、黏弹性、界面特性、流动特性、传输运移能力、驱油效率和驱油效果等性能影响研究，并对其提高采收率机理进行分析和探讨。结果表明，调节剂可以改变抗盐聚合物溶液黏度，其中β-环糊精调节黏度效果明显。随β-环糊精浓度增加，抗盐聚合物溶液黏度、流变性和黏弹性、界面特性和聚合物分子线团尺寸呈现减小态势，其原因在于β-环糊精可以对疏水基团形成包裹或屏蔽作用，造成聚合物分子聚集体支链变细和形成松散分枝状结构。在聚合物浓度为1000mg/L条件下，当β-环糊精浓度为0%、0.002%、0.005%、0.01%和0.065%时， “DΦ/Dh”范围仍在8～12之间。 “β-环糊精/抗盐聚合物”体系驱岩心出口液体视黏度、粘均分子量和分子聚集体尺寸等参数检测表明，可以依据注入压力变化趋势来评价聚合物溶液与岩心孔喉间适应性，该评价方法不仅能够客观反映聚合物分子线团与岩心孔喉间匹配关系，而且操作简单。通过添加β-环糊精可以调节抗盐聚合物缔合程度，进而改善聚合物溶液与非均质储层间的适应性，最终达到提高聚合物增油效果目的。抗盐聚合物溶液与非均质油藏适应性受β-环糊精浓度和储层非均质性共同影响。当抗盐聚合物溶液与储层间适应性较好时，聚合物驱增油效果较好。反之，聚合物驱增油效果较差。

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