Các mỏ dầu ngoài khơi của Trung Quốc chủ yếu dựa vào việc bơm nước để phát triển. Hầu hết các bể chứa dầu chính đã bước vào 'giai đoạn cao gấp đôi' được đặc trưng bởi hàm lượng nước cao và mức độ thu hồi cao. Do các yếu tố như tính không đồng nhất của vỉa chứa mạnh và độ nhớt của dầu thô cao, kết hợp với việc kiểm soát cát chung cũng như các phương pháp sản xuất và phun tích cực, tính không đồng nhất của các vỉa chứa càng trở nên trầm trọng hơn trong quá trình phát triển phun nước. Sự phát triển của kênh dẫn nước cũng dần mở rộng, dẫn đến lượng nước cắt tăng nhanh và tốc độ thu hồi giảm, hiệu suất khai thác ngày càng kém đi. Nhu cầu ngày càng tăng về các biện pháp quản lý hiệu quả đối với hàm lượng nước cao.
Công nghệ kiểm soát hồ sơ là công nghệ cốt lõi để tăng cường khả năng phục hồi ở các mỏ dầu ngoài khơi. Hiện tại, hệ thống kiểm soát biên dạng được sử dụng ở các mỏ dầu ngoài khơi chủ yếu bao gồm các hệ thống dịch chuyển dựa trên gel{1}}, hạt{2}}và dầu{3}}, đã được áp dụng rộng rãi ở các mỏ dầu cắt-nước-cao ở Biển Bột Hải, đạt được những hiệu quả nhất định trong việc tăng sản lượng dầu và giảm lượng nước. Trong số đó, các hệ thống dựa trên hạt-, chủ yếu là vi cầu polymer, hầu hết thích hợp cho các hồ chứa ngoài khơi có độ thấm trung bình-thấp và thấp. Độ bền bịt kín của chúng bị ảnh hưởng rất nhiều bởi nồng độ, làm hạn chế phạm vi các bể chứa mà chúng có thể được sử dụng. Gel polymer hiện là hệ thống kiểm soát hồ sơ ngoài khơi được sử dụng thường xuyên và áp dụng rộng rãi nhất trong nước và quốc tế. Tuy nhiên, gel polymer dễ bị ảnh hưởng bởi các yếu tố bất lợi như sự hấp phụ của thành và lực cắt gần giếng, khiến việc vận chuyển chúng vào sâu trong bể chứa để cải thiện khả năng kiểm soát mặt cắt sâu trở nên khó khăn. Chúng không phù hợp với các hồ chứa có khả năng thấm cao{14}}với khả năng dẫn nước khắc nghiệt và điều kiện sản xuất{15}bơm mạnh. Nhiều nhà nghiên cứu chủ yếu nghiên cứu các polyme biến đổi về mặt hóa học bằng cách đưa vào các nhóm bên lớn, nhóm bên cứng hoặc các monome chịu nhiệt{17}} và muối{18}}để đạt được các yêu cầu về khả năng kháng muối, chống cắt và cải thiện độ ổn định nhiệt. Tuy nhiên, nhìn chung chúng gặp phải những khó khăn như nồng độ tác nhân chính cao, thời gian hòa tan lâu và chi phí tăng đáng kể.
Ngoài ra, để trì hoãn-liên kết chéo và đạt được khả năng kiểm soát biên dạng sâu bằng gel mỏ dầu-có hàm lượng nước cao, các nhà nghiên cứu chủ yếu kiểm soát tốc độ tạo gel bằng các phương pháp như đóng gói vi mô của các liên kết chéo-hoặc lớp phủ nhũ tương của các liên kết chéo-. Tuy nhiên, những phương pháp này có thời hạn sử dụng ngắn và chi phí vận chuyển cao, không có lợi cho-hoạt động tại chỗ ở các mỏ dầu ngoài khơi. Để giải quyết những vấn đề này, một hệ thống kiểm soát cấu hình giải phóng chậm,{7}}được phủ đã được chuẩn bị bằng cách sử dụng phương pháp trùng hợp nhũ tương nghịch đảo. Các monome liên kết chéo-có thể phân hủy và các monome chức năng được bao bọc và polyme hóa trong lớp lõi của các vi cầu polyme, trong khi tác nhân liên kết ngang{10}}hữu cơ đã được sửa đổi trên lớp vỏ polymer. Hệ thống kiểm soát biên dạng được đưa vào hệ tầng dưới dạng vi cầu polyme; trong điều kiện hình thành, pha gel trong các vi cầu polyme trải qua quá trình phân tách pha do giãn nở thể tích, giải phóng các polyme tuyến tính và trải qua quá trình tự liên kết ngang thứ cấp để tạo thành cấu trúc mạng gel. Quá trình làm đặc và giải phóng của hệ thống được mô tả một cách có hệ thống bằng cách sử dụng kính hiển vi, kính hiển vi điện tử truyền qua (TEM), quang phổ cộng hưởng từ hạt nhân (NMR) và quang phổ hồng ngoại biến đổi Fourier (FTIR). Các thử nghiệm mô phỏng cốt lõi đã được tiến hành để đánh giá hiệu suất chèn và khả năng cắm của nó trong khối mục tiêu, nhằm cung cấp nền tảng lý thuyết và cơ sở thực tế cho các thử nghiệm thí điểm tại chỗ.
1. Chuẩn bị hệ thống điều chỉnh-Bản phát hành và cấu hình{2}}được điều khiển bằng lớp phủ
Đầu tiên, thêm dầu trắng và chất nhũ hóa Tween{2}}80 và Span{21}}80 vào bình ba{22} cổ cổ, đun nóng và khuấy đều để tạo thành pha dầu; khuấy trộn đều các monome AM và AA, trung hòa bằng NaOH đến pH 7–8 tạo thành pha nước 1; thêm từng giọt dung dịch nước 1 vào pha dầu và nhũ hóa nhanh, cho N2 vào trong 30 phút, sau đó thêm từ từ V-50 và phản ứng ở 60 độ trong 1,5 giờ để tạo thành lớp lõi bên trong của polyme đặc; khuấy trộn đều các monome AM, AA, PEGDA, trung hòa bằng NaOH đến pH 7–8 tạo thành pha nước 2, thêm từng giọt nước pha 2 vào pha dầu và nhũ hóa nhanh, cho N2 vào trong 30 phút, sau đó thêm từ từ V-50 vào và phản ứng ở 60 độ trong 2 giờ tạo thành lớp vỏ ngoài liên kết ngang; cuối cùng, thêm chất liên kết ngang hữu cơ SZ, cho phép nó trùng hợp một phần với các nhóm amit trên lớp vỏ ngoài vi cầu, cuối cùng tạo thành hệ thống định hình giải phóng có kiểm soát được phủ.
2. Kết luận
Sử dụng phương pháp trùng hợp nhũ tương nghịch, các monome AM và AA trùng hợp để tạo thành lớp lõi của các vi cầu polymer. Tác nhân liên kết ngang PEGDA và các monome chức năng AM và AA sau đó phủ lên lõi để tạo thành lớp vỏ bên ngoài gồm các vi cầu polyme. Sau đó, chất liên kết ngang hữu cơ SZ được biến đổi trên lớp vỏ polyme để thu được hệ thống kiểm soát cấu hình giải phóng bền vững-được phủ. Hệ thống có hàm lượng AA 40% có độ nhớt tối ưu; bằng cách điều chỉnh lượng tác nhân liên kết ngang PEGDA (0,005%–0,300%), có thể đạt được thời gian giải phóng có thể kiểm soát được là 1–7 ngày đối với hệ thống kiểm soát hồ sơ.
Với sự gia tăng nhiệt độ và khoáng hóa, tốc độ giải phóng các thành phần làm đặc có xu hướng tăng lên; trong khi đó, việc tăng tốc độ cắt có lợi cho sự kết tụ của hệ thống, do đó làm tăng độ nhớt của hệ thống, nhưng nó ít ảnh hưởng đến việc giải phóng các thành phần làm đặc. Xem xét cả thời gian tạo gel và độ nhớt sau{1}}gel hóa, liên kết ngang hoạt động-cao 2% SZ thể hiện hiệu quả tối ưu.
Các vi hạt polymer trong hệ thống kiểm soát cấu hình này có kích thước hạt trung bình ban đầu là 0,9 μm, phồng lên và giải phóng các thành phần có độ nhớt-tăng trong vòng 1–7 ngày, hình thành cấu trúc mạng ổn định trong 14 ngày và có thể duy trì tính toàn vẹn cấu trúc trong vòng 30 ngày. Trong giai đoạn phun, hệ số kháng của hệ thống kiểm soát biên dạng này là<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.
