纳米聚合物微球在裂缝型碳酸盐岩储层油/水选择性封堵性能评价（英文）

论文摘要

目的:对聚合物微球(PM)在碳酸盐岩基质岩心与裂缝型岩心中封堵效果和油/水选择性进行综合评价。创新点:1.制作裂缝型碳酸盐岩模型并进行等效缝宽度计算;2.显微评价PM的水化膨胀特性;3.进行聚合物微球深层封堵性能评价;4.进行聚合物微球油/水选择性封堵评估。方法:采用纳米级聚合物微球溶液,并以哈萨克斯坦北特鲁瓦裂缝型碳酸盐岩油藏储层温度(54°C)和碳酸盐岩天然裂缝尺寸(0.02～0.03 mm)为实验条件;通过碳酸盐岩裂缝型岩心模型制作、PM基本性能测试、岩心流动实验以及扫描式电子显微镜(SEM)和能谱分析仪(EDS)等微观手段,对PM在碳酸盐岩基质岩心与裂缝型岩心中封堵效果和油/水选择性进行综合评价。结论:1. PM在水中具有良好的分散性和溶胀能力,3 d溶胀率高达300%以上,且对高矿化度盐水具有较强的耐受性。2.PM在基质岩心和裂缝型岩心均具有较好的深部封堵效果;30cm长岩心模型封堵实验表明,封堵后的分段压降均匀分布,岩心基质和裂缝型岩心封堵后的残余阻力系数介于3.29～5.88,封堵率介于69.58%～83.01%,且残余阻力系数越大,封堵率越高;PM在岩心中水化膨胀后可形成有效封堵,且平均封堵率高达70%以上。3.PM封堵的油/水选择系数Rw/o均小于1.0且接近于0,说明PM具有较强的油/水选择性封堵效果;这主要是因为油/水与PM作用机理不同;PM遇水后溶胀且表面粘性增加而粘连在碳酸盐岩壁面,并且不同微球之间相互团聚形成较大体积的颗粒,因此增加了对注入水的封堵效果;PM在煤油中则性能稳定,不产生溶胀和粘连效果,因此对反向注入煤油具有较低的封堵效果。4. SEM成像结果分析认为,PM在岩心喉道或天然微裂缝中的封堵机理主要包括三个方面:(1)PM单体在岩石颗粒表面吸附,降低喉道的尺寸,同时多个单颗粒小球增大了层内比表面积、降低了层内渗透率;(2)PM溶胀后在小尺寸孔道形成了机械捕集;(3)多个PM单体颗粒团聚成网状结构堵塞了大孔道。EDS元素分析技术进一步验证了其作用机理。

论文目录

• 1 Introduction
• 2 Experimental
•   2.1 Experimental material
•   2.2 Experimental equipment
•   2.3 Experimental procedure
•     2.3.1 Preparation of fractured core samples
•     2.3.2 Equivalent width calculation of fractured cores
•     2.3.3 Demulsification and extraction of PM solution
•     2.3.4 Measurement of microsphere particle size and hydration expansion rate
•     2.3.5 Core flow experiment
•     2.3.6 Observations of microscopic morphology
• 3 Results and discussion
•   3.1 PM hydration expansion test
•   3.2 PM core flow test
•   3.3 PM plugging performance evaluation
•   3.4 PM oil/water selective plugging performance
•   3.5 Interior changes in core before and after PM plugging
• 4 Conclusions

文章来源

类型: 期刊论文

作者: Jie WANG,Fu-jian ZHOU,Jun-jian LI,Kai YANG,Lu-feng ZHANG,Fan FAN

关键词: 纳米聚合物微球,裂缝型岩心,封堵率,水选择性,封堵机理

来源: Journal of Zhejiang University-Science A（Applied Physics & Engineering） 2019年09期

年度: 2019

分类: 工程科技Ⅱ辑,工程科技Ⅰ辑

专业: 石油天然气工业

单位: State Key Laboratory of Petroleum Resource and Prospecting, China University of Petroleum,Beijing,The Unconventional Natural Gas Institute, China University of Petroleum,Beijing

基金: supported by the Foundation of State Key Laboratory of Petroleum Resources and Prospecting,China University of Petroleum at Beijing(No.PRP,indep-4-1314),the Science Foundations of China University of Petroleum at Beijing(No.462014YJRC015),the National Science and Technology Major Project of China(No.2015ZX05051003)

分类号: TE39

页码: 714-726

总页数: 13

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