共聚物改善層間非均質(zhì)性的模擬測試方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及石油開采的技術領域，更具體地說，本發(fā)明涉及一種共聚物改善層間非均質(zhì)性的模擬測試方法。
【背景技術】
[0002]油藏非均質(zhì)性是由沉積、成巖及構(gòu)造作用共同造成的。在油田開發(fā)初期，多為天然能量開采，儲層非均質(zhì)性對油田開發(fā)的影響表現(xiàn)不明顯。但在注水開發(fā)中后期，出現(xiàn)了開發(fā)中的平面、層內(nèi)和層間矛盾。對于一般陸相沉積油藏，含油層系多，油藏宏觀非均質(zhì)性強，導致水驅(qū)開發(fā)效果差別較大，尤其是對于非均質(zhì)性比較強的復雜斷塊油藏。非均質(zhì)油藏一般存在層間矛盾突出、水驅(qū)采收率低以及動用程度低的特點，油田在注水開發(fā)過程中，儲層層間非均質(zhì)性會造成層間干擾，嚴重影響到水驅(qū)波及體積及原油采收率，從而嚴重影響到油田的整體開發(fā)效果。層間非均質(zhì)性會導致注入水沿高滲透層突進。滲透率的差異是小層之間非均質(zhì)性的主要表現(xiàn)，滲透率大小可能相差幾倍、幾十倍，有的可能高達幾百倍。因此，注入水會首先沿高滲透層竄流，這種現(xiàn)象在籠統(tǒng)注水時經(jīng)常發(fā)生。注入水迅速進入油井，使得油井含水迅速上升，甚至嚴重水淹。然而，低滲透油層的波及程度卻非常低，在地層中存在大量的剩余油未被采出。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了解決現(xiàn)有技術中存在的上述技術問題，本發(fā)明的目的在于提供一種共聚物改善層間非均質(zhì)性的模擬測試方法。
[0004]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了以下技術方案:
[0005]—種共聚物改善層間非均質(zhì)性的模擬測試方法，所述模擬測試方法使用的裝置包括恒溫箱，設置在恒溫箱內(nèi)的二維非均質(zhì)模型，能夠向所述二維非均質(zhì)模型注入鹽水以及共聚物溶液的容器，檢測注入壓力的壓力采集系統(tǒng)，以及用于從所述二維非均質(zhì)模型滲出液的集液器；其特征在于:所述模擬測試方法包括以下步驟:
[0006](4)用鹽水配置共聚物母液，并且使得所述共聚物母液中共聚物的濃度為2000mg/L ；
[0007](5)利用石英砂填充二維非均質(zhì)模型填砂區(qū)；
[0008](6)以5mL/min流速飽和水，測定非均質(zhì)模型飽和水時的穩(wěn)定壓力，計算滲透率；通過排水集氣法測取非均質(zhì)模型的孔隙體積，計算孔隙度；并記錄非均質(zhì)模型各出口的出液量；以5mL/min的流速注入共聚物溶液，記錄非均質(zhì)模型各出口的出液量；當注入量達到0.5PV時停止注入，倒換閥門，開始后續(xù)水驅(qū)；以5mL/min的流速進行后續(xù)水驅(qū)，直至注入壓力趨于平穩(wěn)，記錄非均質(zhì)模型各出口的出液量。
[0009]其中，將所述二維非均質(zhì)模型填砂區(qū)域等分為上中下三層，分別用120?160目、80?100目以及20?60目的石英砂充填，得到低、中、高滲透層。
[0010]其中，所述石英砂采用15wt%的鹽酸洗滌，并進行水洗和烘干。
[0011]其中，所述恒溫箱維持其內(nèi)溫度為70.(TC。
[0012]其中，所述共聚物由包括以下步驟的方法制備得到:(1)將改性納米S12功能單體、丙烯酰胺以及丙烯酸混合，并調(diào)節(jié)PH值至7.4，加入蒸餾水配成單體總質(zhì)量濃度為25.7%的水溶液，所述單體中丙烯酰胺與丙烯酸的質(zhì)量比為3.35，改性納米Si(V*能單體的含量為0.5wt% ;加入引發(fā)劑，通氮氣保護，在溫度為40.4°C條件下反應；反應產(chǎn)物經(jīng)洗滌、粉碎、干燥后即可得到所述共聚物；其中引發(fā)劑的質(zhì)量為所述單體總質(zhì)量的0.20wt%,且所述引發(fā)劑為過硫酸銨和亞硫酸氫鈉的混合物，二者的摩爾比為1:1。
[0013]其中，所述改性納米Si02#能單體采用包括以下步驟的方法制備得到:⑴利用納米S1jP 3-氨丙基三乙氧基硅烷在80?100 °C的無水甲苯溶液中，反應12h得到氨基改性的納米S12,并通過控制3-氨丙基三乙氧基硅烷的添加量來控制納米S12表面氨基的含量；(2)利用過量的順丁烯二酸酐與氨基改性的納米S12反應得到具有碳碳雙鍵的改性納米Si02#能單體；其包括以下操作:①在N，N- 二甲基甲酰胺溶液中加入順丁烯二酸酐，攪拌溶解完全得到混合溶液；②在氨基改性的納米S12中加入N，N- 二甲基甲酰胺攪拌均勻得到分散液；③然后將操作②得到的分散液滴加到操作①得到的混合溶液中，然后在70?80°C攪拌反應完全，得到的反應產(chǎn)物經(jīng)過洗滌、過濾、干燥后得到具有碳碳雙鍵的改性納米S12功能單體。
[0014]其中，所述氨基改性的納米3102表面氨基摩爾量是改性前納米S12表面羥基摩爾量的28%和36%。
【附圖說明】
[0015]圖1實施例1制備的共聚物polymer I和共聚物polymer 2的紅外光譜圖。
[0016]圖2為實施例2中應用的二維非均質(zhì)模型實驗裝置。
[0017]圖3為實施例2的非均質(zhì)模型實驗流程圖。
[0018]圖4為實施例2中的注入壓力曲線。
[0019]圖5為實施例2中非均質(zhì)模型高滲透區(qū)的出液量變化情況。
[0020]圖6為實施例2中非均質(zhì)模型中滲透區(qū)的出液量變化情況。
[0021]圖7為實施例2中非均質(zhì)模型低滲透區(qū)的出液量變化情況。
【具體實施方式】
[0022]為了使本發(fā)明的目的、技術方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本發(fā)明進行進一步的詳細說明。所描述的具體實施例僅僅用于闡述本發(fā)明的技術方案，并不用于限定發(fā)明的保護范圍。
[0023]實施例1改性納米S12-AA-AM共聚物的制備
[0024]改性納米Si02#能單體的制備
[0025]在本實施例中，改性納米Si02#能單體采用包括以下步驟的方法制備得到:(I)利用納米S1jP 3-氨丙基三乙氧基硅烷(KH540)在80°C的無水甲苯溶液中，反應12h得到氨基改性的納米S12，并通過控制3-氨丙基三乙氧基硅烷的添加量來控制納米5丨02表面氨基的含量；(2)利用過量的順丁烯二酸酐與氨基改性的納米S12反應得到具有碳碳雙鍵的改性納米S12功能單體。在步驟(2)包括以下操作:①在N，N-二甲基甲酰胺溶液中加入順丁烯二酸酐，攪拌溶解完全得到混合溶液；②在氨基改性的納米S12中加入N，N- 二甲基甲酰胺攪拌均勻得到分散液；③將操作②得到的分散液滴加到操作①得到的混合溶液中，然后在70°C攪拌反應完全，得到的反應產(chǎn)物經(jīng)過洗滌、過濾、干燥后可得接枝有具有碳碳雙鍵的改性納米Si02。其中，在步驟(2)中可以利用鹽酸-乙醇非水滴定法判定氨基改性的納米S12表面的氨基是否反應完全。在步驟(I)的反應之前采用格氏試劑滴定法測定納米3102表面羥基數(shù)量，并在反應之后用鹽酸-乙醇非水滴定法測定納米S12表面氨基的含量。通過實施例1可以制備得到不同改性程度的納米Si02#能單體(可以利用氨基改性的納米S12表面氨基的摩爾量占改性前納米S12表面羥基的摩爾量的百分比來表示)。
[0026]在三口燒瓶中加入改性納米Si02#能單體、丙烯酰胺(AM)以及丙烯酸(AA)J氫氧化鈉調(diào)節(jié)PH值，加入蒸餾水配單體水溶液；加入引發(fā)劑(過硫酸銨和亞硫酸氫鈉的摩爾比為1: 1)，通氮氣保護，反應6h;反應產(chǎn)物經(jīng)乙醇洗滌、粉碎、烘干可得改性納米S12-AA-AM共聚物。合成條件為:單體總質(zhì)量濃度為25.7%，丙烯酰胺與丙烯酸的質(zhì)量比為3.35，引發(fā)劑加量為單體總質(zhì)量的0.20 %，溫度為40.40C，pH為7.4，改性納米S12加量為總單體質(zhì)量的0.5%，納米S12的改性程度為28%和36%合成得到共聚物polymer I和共聚物polymer 2。共聚物polymer I和共聚物polymer 2的紅外光譜圖如圖1所示，N-H伸縮振動吸收峰位于3402.3cm S-CH 2伸縮振動吸收峰位于2943.1cm Sc = O伸縮振動吸收峰位于1668.92cm ^-NH彎曲振動吸收峰(面內(nèi))吸收峰位于1558.9cm SC-N伸縮振動吸收峰位于1396.4cm S-NH彎曲振動吸收峰(面外)吸收峰位于650.3cm SS1 2的特征吸收峰位于1116.2cm 1和780.4cm 1O表明得到了改性納米S12-AA-AM三元共聚物。
[0027]實施例2模擬測試方法
[0028]研究條件
[0029](I)溫度:70.00C ；
[0030](2)水質(zhì):鹽水；
[0031](3)注入流速:飽和水、注共聚物溶液以及后續(xù)水驅(qū)時的流速為5mL/min ;
[0032](4)所用共聚物:改性納米S12-AA-AM共聚物(共聚物1、共聚物2)，HPAM(AA_AM共聚物)；
[0033](5)共聚物溶液的濃度:2000mg/L ;
[0034](6)實驗儀器:
[0035]微量栗:HBS-2000/20Bl型，雙缸連續(xù)高壓恒速恒壓栗，最高工作壓力為20MPa，最小排量為0.01mL/min，最大排量為50.00mL/min，江蘇省海安縣