三维裂缝中聚合物冻胶运移形态及成胶封堵机制

作     者：尚校森 董长银 皇凡生 熊春明 魏发林 SHANG Xiaosen;DONG Changyin;HUANG Fansheng;XIONG Chunming;WEI Falin

作者机构：中国石油大学(华东)石油工程学院山东青岛266580 中国石油勘探开发研究院北京100083 

出 版 物：《中国石油大学学报（自然科学版）》 (Journal of China University of Petroleum(Edition of Natural Science))

年 卷 期：2021年第45卷第3期

页      面：171-178页

核心收录：

学科分类：0820[工学-石油与天然气工程] 08[工学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 080502[工学-材料学] 082002[工学-油气田开发工程] 

基　　金：国家自然科学基金面上项目(52074331) 山东省自然科学基金青年基金项目(ZR2020QE107) 中国石油大学(华东)自主创新科研计划项目(18CX02163A) 

主　　题：聚合物冻胶 三维裂缝 运移形态 不均衡滤失 封堵机制 

摘      要：利用三维裂缝岩心模型,研究聚合物冻胶溶液在裂缝中的运移及分布形态、堵剂组分不均衡滤失形态和成胶后封堵强度,探究裂缝中冻胶堵剂的运移分布和成胶规律。结果表明聚合物冻胶溶液在三维裂缝中的运移形态可以分为裂缝流、滤失流和基质流,冻胶成胶后存在3种分布形态,即裂缝中的冻胶团、裂缝壁面的冻胶层和基质孔喉中的分散冻胶块;滤失流的存在导致冻胶溶液在裂缝中运移时存在明显的组分滤失现象,由于聚合物与交联剂分子间的相对分子质量差异,冻胶组分间存在不均衡滤失扩散,其中聚合物分子滤失量很少,交联剂离子滤失量显著;交联剂滤失后会显著降低冻胶的成胶强度,进而影响对裂缝的封堵效果;当交联剂离子归一化质量浓度低于临界浓度时,冻胶成胶后强度低,不能对三维裂缝实现有效封堵;与地面预交联方式相比,采用就地交联方式时聚合物冻胶溶液成胶后形成的冻胶层可使冻胶与裂缝壁面形成较好胶结,可显著提高对裂缝的封堵效果。