共聚物改善层间非均质性的模拟测试方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及石油开采的技术领域，更具体地说，本发明涉及一种共聚物改善层间非均质性的模拟测试方法。
【背景技术】
[0002]油藏非均质性是由沉积、成岩及构造作用共同造成的。在油田开发初期，多为天然能量开采，储层非均质性对油田开发的影响表现不明显。但在注水开发中后期，出现了开发中的平面、层内和层间矛盾。对于一般陆相沉积油藏，含油层系多，油藏宏观非均质性强，导致水驱开发效果差别较大，尤其是对于非均质性比较强的复杂断块油藏。非均质油藏一般存在层间矛盾突出、水驱采收率低以及动用程度低的特点，油田在注水开发过程中，储层层间非均质性会造成层间干扰，严重影响到水驱波及体积及原油采收率，从而严重影响到油田的整体开发效果。层间非均质性会导致注入水沿高渗透层突进。渗透率的差异是小层之间非均质性的主要表现，渗透率大小可能相差几倍、几十倍，有的可能高达几百倍。因此，注入水会首先沿高渗透层窜流，这种现象在笼统注水时经常发生。注入水迅速进入油井，使得油井含水迅速上升，甚至严重水淹。然而，低渗透油层的波及程度却非常低，在地层中存在大量的剩余油未被采出。
【发明内容】
[0003]为了解决现有技术中存在的上述技术问题，本发明的目的在于提供一种共聚物改善层间非均质性的模拟测试方法。
[0004]为了实现上述目的，本发明采用了以下技术方案:
[0005]—种共聚物改善层间非均质性的模拟测试方法，所述模拟测试方法使用的装置包括恒温箱，设置在恒温箱内的二维非均质模型，能够向所述二维非均质模型注入盐水以及共聚物溶液的容器，检测注入压力的压力采集系统，以及用于从所述二维非均质模型渗出液的集液器；其特征在于:所述模拟测试方法包括以下步骤:
[0006](4)用盐水配置共聚物母液，并且使得所述共聚物母液中共聚物的浓度为2000mg/L ；
[0007](5)利用石英砂填充二维非均质模型填砂区；
[0008](6)以5mL/min流速饱和水，测定非均质模型饱和水时的稳定压力，计算渗透率；通过排水集气法测取非均质模型的孔隙体积，计算孔隙度；并记录非均质模型各出口的出液量；以5mL/min的流速注入共聚物溶液，记录非均质模型各出口的出液量；当注入量达到0.5PV时停止注入，倒换阀门，开始后续水驱；以5mL/min的流速进行后续水驱，直至注入压力趋于平稳，记录非均质模型各出口的出液量。
[0009]其中，将所述二维非均质模型填砂区域等分为上中下三层，分别用120?160目、80?100目以及20?60目的石英砂充填，得到低、中、高渗透层。
[0010]其中，所述石英砂采用15wt%的盐酸洗涤，并进行水洗和烘干。
[0011]其中，所述恒温箱维持其内温度为70.(TC。
[0012]其中，所述共聚物由包括以下步骤的方法制备得到:(1)将改性纳米S12功能单体、丙烯酰胺以及丙烯酸混合，并调节PH值至7.4，加入蒸馏水配成单体总质量浓度为25.7%的水溶液，所述单体中丙烯酰胺与丙烯酸的质量比为3.35，改性纳米Si(V*能单体的含量为0.5wt% ;加入引发剂，通氮气保护，在温度为40.4°C条件下反应；反应产物经洗涤、粉碎、干燥后即可得到所述共聚物；其中引发剂的质量为所述单体总质量的0.20wt%,且所述引发剂为过硫酸铵和亚硫酸氢钠的混合物，二者的摩尔比为1:1。
[0013]其中，所述改性纳米Si02#能单体采用包括以下步骤的方法制备得到:⑴利用纳米S1jP 3-氨丙基三乙氧基硅烷在80?100 °C的无水甲苯溶液中，反应12h得到氨基改性的纳米S12,并通过控制3-氨丙基三乙氧基硅烷的添加量来控制纳米S12表面氨基的含量；(2)利用过量的顺丁烯二酸酐与氨基改性的纳米S12反应得到具有碳碳双键的改性纳米Si02#能单体；其包括以下操作:①在N，N- 二甲基甲酰胺溶液中加入顺丁烯二酸酐，搅拌溶解完全得到混合溶液；②在氨基改性的纳米S12中加入N，N- 二甲基甲酰胺搅拌均匀得到分散液；③然后将操作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搅拌反应完全，得到的反应产物经过洗涤、过滤、干燥后得到具有碳碳双键的改性纳米S12功能单体。
[0014]其中，所述氨基改性的纳米3102表面氨基摩尔量是改性前纳米S12表面羟基摩尔量的28%和36%。
【附图说明】
[0015]图1实施例1制备的共聚物polymer I和共聚物polymer 2的红外光谱图。
[0016]图2为实施例2中应用的二维非均质模型实验装置。
[0017]图3为实施例2的非均质模型实验流程图。
[0018]图4为实施例2中的注入压力曲线。
[0019]图5为实施例2中非均质模型高渗透区的出液量变化情况。
[0020]图6为实施例2中非均质模型中渗透区的出液量变化情况。
[0021]图7为实施例2中非均质模型低渗透区的出液量变化情况。
【具体实施方式】
[0022]为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步的详细说明。所描述的具体实施例仅仅用于阐述本发明的技术方案，并不用于限定发明的保护范围。
[0023]实施例1改性纳米S12-AA-AM共聚物的制备
[0024]改性纳米Si02#能单体的制备
[0025]在本实施例中，改性纳米Si02#能单体采用包括以下步骤的方法制备得到:(I)利用纳米S1jP 3-氨丙基三乙氧基硅烷(KH540)在80°C的无水甲苯溶液中，反应12h得到氨基改性的纳米S12，并通过控制3-氨丙基三乙氧基硅烷的添加量来控制纳米5丨02表面氨基的含量；(2)利用过量的顺丁烯二酸酐与氨基改性的纳米S12反应得到具有碳碳双键的改性纳米S12功能单体。在步骤(2)包括以下操作:①在N，N-二甲基甲酰胺溶液中加入顺丁烯二酸酐，搅拌溶解完全得到混合溶液；②在氨基改性的纳米S12中加入N，N- 二甲基甲酰胺搅拌均匀得到分散液；③将操作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搅拌反应完全，得到的反应产物经过洗涤、过滤、干燥后可得接枝有具有碳碳双键的改性纳米Si02。其中，在步骤(2)中可以利用盐酸-乙醇非水滴定法判定氨基改性的纳米S12表面的氨基是否反应完全。在步骤(I)的反应之前采用格氏试剂滴定法测定纳米3102表面羟基数量，并在反应之后用盐酸-乙醇非水滴定法测定纳米S12表面氨基的含量。通过实施例1可以制备得到不同改性程度的纳米Si02#能单体(可以利用氨基改性的纳米S12表面氨基的摩尔量占改性前纳米S12表面羟基的摩尔量的百分比来表示)。
[0026]在三口烧瓶中加入改性纳米Si02#能单体、丙烯酰胺(AM)以及丙烯酸(AA)J氢氧化钠调节PH值，加入蒸馏水配单体水溶液；加入引发剂(过硫酸铵和亚硫酸氢钠的摩尔比为1: 1)，通氮气保护，反应6h;反应产物经乙醇洗涤、粉碎、烘干可得改性纳米S12-AA-AM共聚物。合成条件为:单体总质量浓度为25.7%，丙烯酰胺与丙烯酸的质量比为3.35，引发剂加量为单体总质量的0.20 %，温度为40.40C，pH为7.4，改性纳米S12加量为总单体质量的0.5%，纳米S12的改性程度为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的红外光谱图如图1所示，N-H伸缩振动吸收峰位于3402.3cm S-CH 2伸缩振动吸收峰位于2943.1cm Sc = O伸缩振动吸收峰位于1668.92cm ^-NH弯曲振动吸收峰(面内)吸收峰位于1558.9cm SC-N伸缩振动吸收峰位于1396.4cm S-NH弯曲振动吸收峰(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表明得到了改性纳米S12-AA-AM三元共聚物。
[0027]实施例2模拟测试方法
[0028]研究条件
[0029](I)温度:70.00C ；
[0030](2)水质:盐水；
[0031](3)注入流速:饱和水、注共聚物溶液以及后续水驱时的流速为5mL/min ;
[0032](4)所用共聚物:改性纳米S12-AA-AM共聚物(共聚物1、共聚物2)，HPAM(AA_AM共聚物)；
[0033](5)共聚物溶液的浓度:2000mg/L ;
[0034](6)实验仪器:
[0035]微量栗:HBS-2000/20Bl型，双缸连续高压恒速恒压栗，最高工作压力为20MPa，最小排量为0.01mL/min，最大排量为50.00mL/min，江苏省海安县