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纳米降压增注技术简介.pdf

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郑州东申石化科技有限公司 ZhengzhouDongshenPetro-chemicalTechnologyCo.,Ltd. NPS-W型水基纳米聚硅乳液的制备及增注性能研究 一、研究背景： 随着我国经济的高速发展，对能源的需求急剧增长。石油作为一种不可替代 的基础能源，在国民经济中的重要战略地位日显突出。与此同时,我国油气后备 资源严重不足，出于战略安全考虑，加强采油新技术的开发，在现有油气资源储 量的基础上提高采收率是主要的科技攻关方向之一。 就我国近期探明储量和累积探明未动用储量而言，低渗透储量所占比例高达 65%～70%。低渗透油藏岩石埋藏致密，孔隙喉道细小,孔隙度小（5%〜20%）, 渗透性很差[渗透率（0.3〜15）×10-3μm2]，水驱开发是低渗透油田的主要开 采方式。然而，低渗透油藏地层导压能力弱，低渗油井存在注水注入压力高、注 水量小、注采不平衡等问题，从而造成渗流阻力大，注水井的能量难以扩散，注 水压力上升快，导致注水量快速降低，油井产量迅速递减。 目前，酸化是油田普遍采用的一种效果相对较好的注水井增注处理方法。但 其用于渗透率很低的油田时存在施工效果差,有效期短，施工成本很高等问题。 如何解决低渗透油田降压增注的技术问题，提高低渗透油藏采收率已成为当前重 要的研究课题。 2000年，俄罗斯工程技术人员将一种称为泡雷西尔的减阻增注材料引入市 场，并在中国与胜利油田东胜公司合作用于12口油井，有效率75%。。据介绍， 该产品是一种采用专门工艺生产的航空硅，是利用γ射线激活的添加剂进行化学 改性的物质；颗粒粒径约为5〜100nm，粒径分布较宽。我国很多研究人员对其 机理和增注效果进行了探索。现场增注结果表明，泡雷西尔增注选井条件苛刻， 适用范围窄（渗透率达30×10-3μm2以上），且价格昂贵，很难在油田进行广泛 使用。 2002年-2005年河南大学开发了NPS-1和NPS-Z系列聚硅纳米微粒，粒径 电话（Tel）：400-0969-802地址（Add）：郑州市紫荆山路16号邮编（P.C）：450003 传真（Fax）：0371-60173580邮箱（E-mail）：zzdongshen@hotmail.com网址：http://www.zzdongshen.cn 郑州东申石化科技有限公司 ZhengzhouDongshenPetro-chemicalTechnologyCo.,Ltd. 10〜20nm，表面带有强吸附、超疏水性官能团。在胜利油田、江苏油田、大庆 油田及新疆油田用于100余口油井，有效率达95%以上，平均有效期大于8个月 （一般6-24个月），增注效果显著。其中NPS-Z纳米聚硅材料不但适用于低渗透 油田，还在超低渗透油田取得了现场实验初步成功。 但是，以上纳米聚硅产品均为强亲油疏水材料，在下井过程中需要用柴油带 入。由于携带剂用量大，每口井需消耗柴油数十吨，成本高，并且存在运输、储 存、使用等方面的安全问题，成为目前推广应用纳米聚硅增注剂的亟待打破的瓶 颈。 为了替代有机分散携带剂，解决其规模应用推广所面临的成本昂贵的瓶颈， 2007年工程中心与胜利油田通亚石油技术有限公司合作用混苯和水的混合体系 作为携带剂，用NPS-Z在30余口不同水质的注水井中进行增注实验，减阻效果 良好。但混苯等有机溶剂毒性较大，施工过程不环保，并且易对油层造成二次污 染。因此2008年工程中心开发了以纯水为携带剂的纳米聚硅材料NPS-W，可以 以微乳液状态分散于水中。现场初步试验结果表明：增注效果良好。同时，由于 采用水为携带剂，大大降低了施工成本。 二、水基纳米聚硅乳液的性能研究 1分散性及稳定性 用去离子水作参比，在722型可见分光光度计上测定水基纳米聚硅乳液的透 光率，有效含量为2.0‰～4.0‰的水基纳米聚硅乳液的透光率大于90％，显示纳 米聚硅在水中的分散性良好。将所制得的水基纳米聚硅溶液在室温下静置30天 后，仍然保持透明、无沉淀，显示其稳定性较高。预期其可以满足下井要求（纳 米聚硅浓度为2.0‰~3‰）。 2.增注性能 所制备的水基纳米聚硅乳液的模拟岩芯驱替试验结果如图1和图2所示。其 中图1示出了用复配表面活性剂溶液处理后水的流速变化曲线，图2示出了用所 电话（Tel）：400-0969-802地址（Add）：郑州市紫荆山路16号邮编（P.C）：450003 传真（Fax）：0371-60173580邮箱（E-mail）：zzdongshen@hotmail.com网址：http://www.zzdongshen.cn 郑州东申石化科技有限公司 ZhengzhouDongshenPe