De Chinese offshore-olievelden zijn voor hun ontwikkeling voornamelijk afhankelijk van waterinjectie. De meeste van de belangrijkste oliereservoirs zijn in een 'dubbel hoog stadium' beland, gekenmerkt door een hoog watergehalte en een hoge mate van herstel. Als gevolg van factoren zoals de sterke heterogeniteit van de reservoirs en de hoge viscositeit van ruwe olie, gecombineerd met generieke zandbeheersing en agressieve productie- en injectiemethoden, wordt de heterogeniteit van de reservoirs verder verergerd tijdens de ontwikkeling van waterinjectie. De ontwikkeling van het kanaliseren van water breidt zich ook geleidelijk uit, wat leidt tot een snelle toename van het waterverlies en een afname van het herstelpercentage, waarbij de extractieprestaties geleidelijk verslechteren. Er is een groeiende vraag naar effectieve beheersmaatregelen voor hoge watergehalten.
Profielcontroletechnologie is een kerntechnologie voor het verbeteren van het herstel in offshore-olievelden. Momenteel omvatten de profielcontrolesystemen die in offshore-olievelden worden gebruikt voornamelijk systemen op basis van gel-, deeltjes- en olie-, die op grote schaal zijn toegepast in hoog-water- olievelden in de Bohai Zee, waarbij bepaalde effecten zijn bereikt bij het verhogen van de olieproductie en het verminderen van water. Onder hen zijn op deeltjes-gebaseerde systemen, voornamelijk polymeermicrosferen, vooral geschikt voor offshore-reservoirs met middel-lage en lage permeabiliteit. Hun verstoppingssterkte wordt sterk beïnvloed door de concentratie, waardoor het bereik van de reservoirs waarin ze kunnen worden gebruikt, wordt beperkt. Polymeergels zijn momenteel het meest gebruikte en breed toepasbare offshore profielcontrolesysteem in binnen- en buitenland. Polymeergels worden echter gemakkelijk beïnvloed door ongunstige factoren zoals wandadsorptie en afschuiving in de buurt van de boorput, waardoor het moeilijk wordt ze diep in het reservoir te transporteren om de controle over het diepe profiel te verbeteren. Ze zijn niet geschikt voor reservoirs met hoge-permeabiliteit, sterke watergeleiding en sterke injectie-productieomstandigheden. Veel onderzoekers hebben voornamelijk gewerkt aan het chemisch modificeren van polymeren door het introduceren van grote zijgroepen, stijve zijgroepen of hitte{17}} en zout-monomeren om te voldoen aan de vereisten voor zoutbestendigheid, schuifweerstand en verbeterde thermische stabiliteit. Ze worden echter over het algemeen geconfronteerd met problemen zoals een hoge concentratie van het hoofdmiddel, een lange oplostijd en aanzienlijk hogere kosten.
Om verknoping te vertragen en diepgaande profielcontrole te bereiken met olieveldgels met een hoog waterniveau{1}, controleren onderzoekers bovendien vooral de geleringssnelheid met methoden zoals micro-inkapseling van verknopingen- of emulsiecoating van verknopingsmiddelen-. Deze methoden hebben echter een korte houdbaarheid en hoge transportkosten, wat niet bevorderlijk is voor activiteiten ter plaatse in offshore olievelden. Om deze problemen aan te pakken, werd een gecoat profielcontrolesysteem met langzame afgifte ontwikkeld met behulp van omgekeerde emulsiepolymerisatie. Afbreekbare verknopingsmonomeren en functionele monomeren werden ingekapseld en gepolymeriseerd in de kernlaag van polymeermicrobolletjes, terwijl het organische verknopingsmiddel werd gemodificeerd op de polymeeromhullingslaag. Het profielcontrolesysteem wordt in de formatie geïnjecteerd in de vorm van polymeermicrobolletjes; onder vormingsomstandigheden ondergaat de gelfase in de polymeermicrosferen fasescheiding als gevolg van volume-expansie, waarbij lineaire polymeren vrijkomen en secundaire zelf-verknoping ondergaan om een gelnetwerkstructuur te vormen. Het verdikkings- en afgifteproces van het systeem werd systematisch gekarakteriseerd met behulp van microscopie, transmissie-elektronenmicroscopie (TEM), kernspinresonantiespectroscopie (NMR) en Fourier-transformatie-infraroodspectroscopie (FTIR). Er zijn kernsimulatie-experimenten uitgevoerd om de injectieprestaties en het plugvermogen in het doelblok te evalueren, met als doel een theoretische basis en praktische basis te bieden voor pilottests op locatie.
1. Voorbereiding van gecoat gecontroleerd-vrijgave- en profiel-afstelsysteem
Voeg eerst de witte olie en de emulgatoren Tween-80 en Span-80 toe aan een drie-kolf, verwarm en roer om de oliefase te vormen; roer en meng de monomeren AM en AA gelijkmatig, neutraliseer met NaOH tot een pH van 7–8 om waterige fase 1 te vormen; voeg waterige fase 1 druppelsgewijs toe aan de oliefase en emulgeer snel, laat N2 gedurende 30 minuten door, voeg dan langzaam V-50 toe en reageer gedurende 1,5 uur bij 60 graden om de binnenste kernlaag van het verdikkende polymeer te vormen; roer en meng de monomeren AM, AA en PEGDA gelijkmatig, neutraliseer met NaOH tot een pH van 7-8 om waterige fase 2 te vormen, voeg waterige fase 2 druppelsgewijs toe aan de oliefase en emulgeer snel, laat N2 gedurende 30 minuten door, voeg dan langzaam V-50 toe en reageer gedurende 2 uur bij 60 graden om de verknoopte buitenste schillaag te vormen; Voeg ten slotte de organische crosslinker SZ toe, waardoor deze gedeeltelijk kan polymeriseren met de amidegroepen op de buitenste schil van de microbolletjes, waardoor uiteindelijk het gecoate profileringssysteem met gecontroleerde afgifte wordt gevormd.
2. Conclusie
Met behulp van omgekeerde emulsiepolymerisatie polymeriseren de monomeren AM en AA om de kernlaag van polymeermicrosferen te vormen. Het verknopingsmiddel PEGDA en de functionele monomeren AM en AA bedekken vervolgens de kern om de buitenste schillaag van polymeermicrobolletjes te vormen. Een organische crosslinker SZ wordt vervolgens op de polymeeromhullingslaag gemodificeerd om een gecoat controlesysteem voor het profiel voor langdurige afgifte te verkrijgen. Het systeem met 40% AA-gehalte heeft de optimale viscositeit; door de hoeveelheid verknopingsmiddel PEGDA (0,005%–0,300%) aan te passen, kan een controleerbare afgifteperiode van 1–7 dagen worden bereikt voor het profielcontrolesysteem.
Met de stijging van de temperatuur en de mineralisatie vertoont de afgiftesnelheid van de verdikkingscomponenten een stijgende trend; Ondertussen is een toename van de afschuifsnelheid bevorderlijk voor systeemaggregatie, waardoor de viscositeit van het systeem toeneemt, maar het heeft weinig effect op het vrijkomen van de verdikkingscomponenten. Rekening houdend met zowel de gelatietijd als de post{1}}viscositeit na de gelering, vertoont 2% crosslinker SZ met hoge- activiteit het optimale effect.
De polymeermicrosferen in dit profielcontrolesysteem hebben een initiële gemiddelde deeltjesgrootte van 0,9 μm, zwellen op en geven viscositeit-verhogende componenten vrij binnen 1-7 dagen, vormen een stabiele netwerkstructuur in 14 dagen en kunnen de structurele integriteit binnen 30 dagen behouden. Tijdens de injectiefase is de weerstandsfactor van dit profielcontrolesysteem gelijk<5. After injecting 0.5 PV and aging, a gradient blockage is formed: the residual resistance factors at the injection end, middle, and deep section reach 18, 8, and 5, respectively, demonstrating good deep profile control capability.
