【正文】 完井方式對(duì)聚合物黏度的影響 [J]． 石油天然氣學(xué)報(bào) ， 2020， 29(4): 108110． [11]陳明強(qiáng)，孫志強(qiáng)，王江順 ， 等 ． 配注過程中聚合物溶液的黏度損失分析 [J]． 西安石油大學(xué)學(xué)報(bào) ， 2020， 22(3): 6063． [12]謝峰 ， 皇海權(quán) 感謝我的母校西 南石油大學(xué)，走出校園之后，我將以身為一個(gè)西南石油大學(xué)人而自豪，時(shí)刻想著回報(bào)母校對(duì)我的恩情。 感謝老師課題組的研究生徐豪飛師兄、覃孝平師兄、文光華師兄、李翠霞師姐、秦川師姐等在畢業(yè)設(shè)計(jì)中對(duì)我的幫助。他嚴(yán)以律己、寬以待人的高尚品格、務(wù)實(shí)求真的工作作風(fēng)永遠(yuǎn)是我學(xué)習(xí)的榜樣。 研究溫度、礦化度等條件對(duì)樹枝聚合物溶液建立殘 余阻力系數(shù)能力的影響。 經(jīng)過射孔孔眼模型剪切和吳茵攪拌器剪切 后的 樹枝聚合物溶液 ， 建立的殘余阻力系數(shù)較高； 與相同條件下的 HPAM 相比， 樹枝聚合物溶液的殘余阻力系數(shù)下降 幅度更小 ；從殘余阻力系數(shù)的降低幅度可知，樹枝聚合物的抗剪切能力也好于 HPAM。西南石油大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 30 5 結(jié)論及建議 論文主要通過剪切前后樹枝聚合物溶液的流變性及建立的殘余阻力系數(shù)研究樹枝聚合物的抗剪切性能，得出以下結(jié)論及建議。從上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果知，未經(jīng)剪切前，樹枝聚合物在低滲透和高滲透巖心中的殘余阻力系數(shù)分別為 和 ，經(jīng)射孔孔眼剪切后的樹枝聚合物在低滲透和高滲透巖心中的殘余阻力系數(shù)分別為 和 ，將剪切前與剪切后的樹枝聚合物的殘余阻力系數(shù)比較可知，剪切對(duì)樹枝聚合物影響很小，其殘余阻力 系數(shù)基本沒有受到影響。 表 45 樹枝聚合物未剪 與 HPAM 聚合物未剪相關(guān)系數(shù)與結(jié)果表 填砂管管號(hào) (V=3ml/min)水測時(shí)壓力（ MPa） 滲透率（ D） 孔隙體積（ ml） 聚驅(qū)壓力（ MPa） 后水壓力（ MPa） 阻力系數(shù) 殘余阻力系數(shù) 7 號(hào)（ HPAM） 43 8 號(hào)（樹枝） 41 由表 45 知，雖然 5 號(hào)和 6 號(hào)管滲透率接近，孔隙體積和孔隙度也相差無幾，但樹樹枝聚合物抗剪切性能研究 29 枝聚合物比 HPAM 聚合物聚驅(qū)和后水時(shí)壓力高了不少，經(jīng)計(jì) 算，樹枝聚合物比 HPAM聚合物的阻力系數(shù)和殘余阻力系數(shù)高。 經(jīng)剪切后 HPAM 與樹枝聚合物在高滲透巖心中的殘阻實(shí)驗(yàn) 利用一維填砂模型分別對(duì)射孔孔眼剪切后的樹枝聚合物和 HPAM 聚合物的阻力系數(shù)和殘余阻力系數(shù)進(jìn)行研究，得其注入性能和降低滲透率的性能。具體圖標(biāo)參數(shù)如下： 020 3 6 9 12 15注入P V入口壓力（MPa）樹枝聚合物炮眼剪后H P A M 聚合物炮眼剪后 圖 44 樹枝聚合物與 HPAM 炮眼剪切后注入壓力曲線圖 西南石油大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 28 由圖 44 知，兩管滲透率接近，但注聚和后水時(shí)壓力，樹枝聚合物比 HPAM 高許多，由此知，樹枝聚合物比 HPAM 注入性差。 表 43 樹枝聚合物未剪與 HPAM 聚合物未剪相關(guān)系數(shù)與結(jié)果表 填砂管管號(hào) (V=3ml/min)水測時(shí)壓力（ MPa） 滲透率（ D） 孔隙體積（ ml） 聚驅(qū)壓力（ MPa） 后水壓力（ MPa） 阻力系數(shù) 殘余阻力系數(shù) 3 號(hào)（樹枝） 40 4 號(hào)（ HPAM） 42 由表 43 知，雖然 3 號(hào)和 4 號(hào)管滲透率接近，孔隙體積和孔隙度也相差無幾，但 樹枝聚合物比 HPAM 聚合物聚驅(qū)和后水時(shí)壓力高了不少，經(jīng)計(jì)算，樹枝聚合物比 HPAM聚合物的阻力系數(shù)和殘余阻力系數(shù)高。 未剪切 HPAM 與樹枝聚合物在高滲透巖心中的殘阻實(shí)驗(yàn) 利用一維填砂模型分別對(duì)未剪切的樹枝聚合物和 HPAM 聚合物的阻力系數(shù)和殘余阻力系數(shù)進(jìn)行研究，得其注入性能和降低滲透率的性能。具體圖標(biāo)參數(shù)如下： 西南石油大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 26 00 3 6 9 12 15注入P V入口壓力（MPa）H P A M 聚合物未剪樹枝聚合物未剪 圖 42 未剪的樹枝聚合物與 HPAM 聚合物注入壓力曲線圖 由圖 42 知，兩管滲透率接近，但注聚和后水時(shí)壓力，樹枝聚合物比 HPAM 高許多，由此知，樹枝聚合物比 HPAM 注入性差。計(jì)算阻力系數(shù)和殘余阻力系數(shù)。倒換閥門，準(zhǔn)備進(jìn)行后續(xù)水驅(qū)。 以 1mL/min 注入經(jīng)過 “射孔孔眼模擬段 ”剪切后的聚合物溶液，驅(qū)替填砂模型。d））通過 “射孔孔眼模擬段 ”，模擬注入過程中 “射孔孔眼 ”對(duì)聚合物溶液的剪切作用，收集產(chǎn)出液。 ④ “一維填砂模型 ”流動(dòng)實(shí)驗(yàn)步驟如下： 水測：新疆水以 3mL/min 注 入速度驅(qū)替填砂模型，測定填砂模型水驅(qū)穩(wěn)定壓力，計(jì)算其滲透率；通過 “稱重法 ”測取填砂模型的孔隙體積，計(jì)算其孔隙度。然后將預(yù)處理后的石英砂烘干、按目數(shù)為（ 40~60）、（ 60~80）、（ 80~100）、（ 100~120）分篩備用。具體步驟如下： ① 模擬地層水（ 新疆水 ）和聚合物溶液的準(zhǔn)備 先按 表 41 的 配方配制實(shí)驗(yàn)用新疆水，采用 微孔濾膜過濾除去微粒物質(zhì)，樹枝聚合物抗剪切性能研究 25 所有實(shí)驗(yàn)用水應(yīng)在實(shí)驗(yàn)前放置 1d 以上； 在 45℃ 水浴中，用過濾后的新疆水配 制 5000mg/L 聚合物母液，將其稀釋至目標(biāo)液濃度，并測定 70℃ 條件下幾種聚合物溶液的粘度。 溫度： 65℃ 水質(zhì)：新疆 油田百口泉 21 井區(qū) 水質(zhì)見表 41 表 41 新疆油田 百口泉 21 井區(qū) 水質(zhì)配方 組成 NaCl Na2SO4 NaHCO3 Na 2CO3 CaCl2 MgCl2 實(shí)驗(yàn)條件 儀器： 微量泵：無脈沖高速高壓微量泵，最高注入壓力 50MPa，單泵最小排量 ，單泵最大排量 107mL/min，美國產(chǎn)； 中間容器：帶活塞中間容器 3 個(gè)，最大容量 3000mL；最大 工作壓力 16MPa，江蘇海安石油科研儀器廠； 恒溫箱： SG831 型雙聯(lián)自控恒溫箱； 壓力傳感器：量程 0~、 0~ 和 0~ 各 2 支，精度 %FS； 集液裝置： BS100A 自動(dòng)部分收集器，上海滬西分析儀器廠有限公司。 RF=（ Kw/μw） /（ KP/μP） 即 鹽水流度 比上 聚合物流度 ； RRF=Kbw/Kaw即水測滲透率比后續(xù)水驅(qū)滲透率。在低速剪切條件下能夠保持粘度變化不大，有利聚合物溶液注入地層之后其溶液粘度的穩(wěn)定，同時(shí)也能起到較好的流度控制能力。 另外， 樹枝聚合物溶液特殊的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，在樹枝聚合物的支鏈上含有大量疏水基團(tuán)，因而在濃度較低的時(shí)候也能夠表現(xiàn)出一部分疏水締合聚合物溶 液的特征。 （ 2）隨著聚合物溶液的濃度增加，樹枝聚合物分子之間有更多的機(jī)會(huì)相互接觸，因此更有利于分子之間發(fā)生相互作用，增加聚合物溶液的粘度。當(dāng)剪切速率增強(qiáng)時(shí)，線性大分子鏈的構(gòu)象被迫發(fā)生改變，但是由于受布朗運(yùn)動(dòng)的影響，被改變的構(gòu)象還會(huì)部分恢復(fù)或者全部恢復(fù)，所以導(dǎo)致長鏈大分子偏離原來的平衡構(gòu)象，大分子間相對(duì)流動(dòng)阻力減小，溶液宏觀粘度下降，表現(xiàn)出剪切稀釋性。 證明樹枝聚合物 比 HPAM 相對(duì)于這種方式更抗剪切。 110100100010000 1 10 100 1000Gp(1/s)η()樹枝5 0 0 吳茵HPAM500吳 茵 a) 500mg/LHPAM 與樹枝聚合物的流變曲線樹枝聚合物抗剪切性能研究 21 110100100010000 1 10 100 1000Gp(1/s)η()樹枝1 0 0 0 吳茵HPAM1000吳 茵 b) 1000mg/LHPAM 與樹枝聚合物的流變曲線 110100100010000 1 10 100 1000Gp(1/s)η()樹枝2 0 0 0 吳茵HPAM2020吳 茵 c) 2020mg/LHPAM 與樹枝聚合物的流變曲線 西南石油大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 22 110100100010000 1 10 100 1000Gp(1/s)η()樹枝3 0 0 0 吳茵HPAM3000吳 茵 d) 3000mg/LHPAM 與樹枝聚合物的流變曲線 圖 38 吳茵攪拌器對(duì)不同濃度 HPAM 與樹枝聚合物剪切后流變曲線 由圖 38 知： （ 1）隨著 濃度的增加，樹枝聚合物和 HPAM 的初始粘度均有所增加； （ 2）對(duì)于吳茵這種剪切方式，隨著濃度的增加，隨著剪切速率的增大， HPAM 的粘度降低幅度在逐漸增大，而樹枝聚合物的卻在減小， 在樹枝聚合物的支鏈上含有大量疏水基團(tuán)，因而在濃度較低的時(shí)候也能夠表現(xiàn)出一部分疏水締合聚合物溶液的特征。樹枝聚合物溶液在高剪切速率下表現(xiàn)出的較高的粘度，表現(xiàn)出優(yōu)越于 HPAM 良好的抗剪切能力。所以，當(dāng) HPAM 溶液在地層中滲流時(shí)，在高剪切速率下表現(xiàn)出的較低溶液粘度，不能很好的達(dá)到流度控制的目的。 HPAM 采用 HAAKE RS600 流變儀（雙筒；轉(zhuǎn)子： DG41Ti； 65℃ ）對(duì)經(jīng)過炮眼剪切 、吳茵剪切、和未經(jīng)剪切的 HPAM 進(jìn)行測定，所得流變曲線如下 西南石油大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 14 a） 500mg/LHPAM 聚合物的流變曲線 b） 1000mg/LHPAM 聚合物的流變曲線 110100100010000 1 10 100 1000G（1/s）η()HPAM2020炮 眼HPAM2020未 剪HPAM2020吳 茵 c） 2020mg/LHPAM 聚合物的流變曲線 樹枝聚合物抗剪切性能研究 15 110100100010000 1 10 100 1000G(1/s)η()HPAM3000炮 眼HPAM3000未 剪HPAM3000吳 茵 d） 3000mg/LHPAM 聚合物的流變曲線 110100100010000 1 10 100 1000G（1/ s）η()HPAM4000炮 眼HPAM4000未 剪HPAM4000吳 茵 e） 4000mg/LHPAM 聚合物的流變曲線 圖 35 不同濃度的 HPAM 聚合物剪切前后的流變曲線 由圖 35 得出： HPAM 溶液的粘度隨著剪切速率的增加而顯著降低，這可能是因?yàn)?HPAM 為線性聚丙烯酰胺類聚合物，聚合物分子在溶液中處 于蜷曲的無規(guī)則線團(tuán)狀。在低剪切速率下，聚合物溶液可以保持較高的穩(wěn)定粘度，有利于提高聚合物溶液的流度控制能力，增大波及體積，提高原油采收率。 樹枝聚合物抗剪切性能研究 11 表 34 樹枝聚合物和 HPAM 不同剪切方式后的粘度 濃度 mg/L 剪切方式 500 1000 2020 3000 4000 樹枝聚合物 粘度（ ） 未剪 吳茵 炮眼