耐温抗盐水膨体调剖堵水剂的合成及性能评价

水膨体是近年来中外广泛研究应用的一种调剖堵水剂，但由于陆上油田注水开发地层的复杂性，对其性能的要求也越来越高。室内以丙烯酰胺和2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸单体为原料，N，N’-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂，甲醛合次硫酸氢钠-过硫酸铵为引发剂，采用溶液聚合法合成了耐温抗盐水膨体调剖堵水剂。研究了单体组成比例、单体质量分数质量分数、交联剂和引发剂用量等因素对产物性能的影响，确定了合适的丙烯酰胺和2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸单体的物质的量比为9：1。合成水膨体的室内性能评价结果表明，该水膨体具有较高的耐温抗盐性，且在90℃条件下，其岩心突破压力梯度大于0．31MPa／cm，放置7d后堵水率大于99．8％，经30倍孔隙体积水冲刷后，堵水率大于97％，说明新合成的水膨体具有良好的调剖堵水性能。     

耐温抗盐调堵剂研究与应用进展

探讨了高温高盐油藏对堵剂性能的要求以及常规堵剂耐温抗盐堵剂改性的途径,综述了近年来国内对耐温抗盐堵剂的室内研究进展和矿场应用情况,包括聚合物凝胶、体膨颗粒、盐沉析技术、聚合物微球等适合高温高盐油藏的调堵技术,并指出了在堵剂的研究与应用中存在的一些问题。表1参42     

回注水适配耐温抗盐弱凝胶调剖体系

常规弱凝胶体系的耐温抗盐效果较差,采用高矿化度回注水配制存在成胶强度低、稳定性差的问题。基于耐温抗盐聚合物(TSRP)与酚醛树脂交联剂制得适配于高矿化度回注水的耐温抗盐弱凝胶体系,通过红外光谱、扫描电镜、动态光散射仪分析了弱凝胶体系的耐温机理。结果表明,弱凝胶体系成胶性能受聚合物加量、聚交比和热稳定剂硫脲加量的影响较大。弱凝胶优化后的配方为2 g/L聚合物、聚交比1∶1、400 mg/L硫脲。采用矿化度约为38 g/L的回注水配制弱凝胶,成胶时间为63 h,弱凝胶在90 ℃、7.34 s^-1下的黏度为1760 mPa·s。该凝胶在90 ℃高温老化 90 d 后仍保持稳定。聚合物凝胶的高温稳定性与两方面有关。一方面,TSRP 分子链上 N-乙烯基吡络烷酮的环状基团可提高聚合物分子链的刚性,有效抑制聚合物链的热降解作用;另一方面,TSRP交联后形成刚性网络结构,部分抑制了聚合物链在高矿化度下的卷曲作用,凝胶不易发生脱水收缩。     

高温低渗油藏用耐温抗盐调驱体系的研究与应用

中原油田文东、文南属于深层低渗、异常高温、高压复杂断块油藏。针对该油藏研发的耐温抗盐凝胶体系,以含有五元环结构和强亲水基团-SO3M的共聚物PSLF-1200为主剂,以酚醛树脂和有机铬的复合物为交联剂,外加两种功能性添加剂。对各个组分及用量进行了实验筛选,得到了凝胶驱油体系配方:2000 mg/L PSLF-1200+500 mg/L稳定剂MT-I+1000 mg/L调节剂JN+2000 mg/L复合交联剂。形成的凝胶体系在温度110℃,矿化度20×104mg/L下,黏度达6.1 Pa.s以上,转速120 r/min下剪切60 min后凝胶黏度保持率在90%以上,具有较好的抗剪切性。110℃下长期热稳定达90天以上。人造岩心封堵实验显示该凝胶体系可使岩心渗透率降低80%,最高可提高采收率13%。采用该凝胶体系在中原油田实施30井组,冀东油田实施52井组,工艺成功率100%,措施有效率85%,取得了较好的经济效益。     

耐温耐盐聚合物微球性能评价

为获得悬浮性好、 耐温耐盐性能优良的调剖堵水用聚合物微球, 以丙烯酰胺为聚合单体、 偶氮二异丁腈为引发剂、 二乙烯基苯为交联剂、 脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠为乳化剂合成了具有三层结构的纳米/微米聚合物微球DCA, 评价了微球的耐温性、 悬浮性、 膨胀性及调剖堵水效果。结果表明, DCA微球粒径为0.1数 30 μm, 外壳有纳米孔隙, 微球耐温高达 300℃, 可在 115℃放置 90 d。DCA在模拟地层水中静置 28 h的沉降速度为 0.005 mL/min,悬浮性较好。DCA微球膨胀率随着温度的升高而升高, 在 115℃浸泡 24 h的最大膨胀率为 13.83%; 对三层非均质岩心调剖堵水后含水率降低 5%, 采收率增幅为 7%。矿场试验结果表明, 经微球段塞调剖后产液量和综合含水率降低、 日增油效果明显。DCA微球适用于高温高盐油藏的深部调剖堵水。图10表3参20     

耐温耐盐深部调剖体系研究

采用非离子聚合物与酚醛树脂制备了一种耐温耐盐的深部调剖剂,并考察了深部调剖剂的成冻性能。根据成冻强度级别的划分,定性地测定了成冻时间,用突破真空度法定量地测定了成冻强度,并绘制出成冻时间和成冻强度等值图。评价了聚合物与交联剂的质量分数、温度、pH值、矿化度及剪切速率对成冻性能的影响,也评价了油井的封堵性能,并分析了注入时机对采收率的影响。结果表明：交联体系成冻时间在1～18d可调,成冻后强度高,具有很好的耐温耐盐性;pH值适用范围广,抗剪切性强,封堵性能好。在注入相同量的调剖剂时,注入时机越早,提高采收率增值也就越大。     

低渗透裂缝型油藏深部调剖体系研制

针对裂缝型油藏剖面上的尖峰状吸水比较普遍、注入水平面上单向突进、地层能量低、注采调控难度大等问题,提出了"堵调驱"相结合的治理思路,在中高渗透层段,主砂体带方向,采用强度适中的调剖体系.利用相对分子质量较低、增黏性好、整体推进能力强、溶液的可逆超分子空间网络结构和可逆的物理"交联"特性的耐温耐盐聚合物GRF-5作为调剖体系的主剂,按照40～60 ℃、矿化度10 000 mg/L左右的具体油藏条件,通过对交联剂、助剂的筛选,研制出成胶强度14 000～80 000 mPa·s、地面成胶时间2～12 d、满足大剂量注入要求的2个调剖配方和5个封堵配方组成的深部调剖体系.并进行了深部调剖体系的抗剪切性和长期稳定性评价,为该类油藏的调剖治理奠定了基础.     

LD抗高温高盐凝胶型颗粒调驱调剖剂的应用研究

针对高温、高盐油藏地层条件,开发研制出LD抗高温、高盐凝胶型颗粒调驱调剖剂（简称调驱剂）.该调驱剂的应用,解决了目前油田应用的无机及有机复合颗粒型调驱调剖剂伤害油层,或有机调剖调驱剂在高温、高矿化度油藏条件下成胶难以控制的弊端.室内和现场试验表明：该调驱剂在地层中具有形可变、可驱动、可向油层深部运移的特性,起到驱油和深部调剖的双重作用.该调驱剂于2004年在中原油田采油三厂现场使用15井次,都取得了较好的增油效果.     

一种新型堵水调剖凝胶体系

本文介绍了一种降低或堵塞水在注水井和生产井中的渗透率而又不会对地面环境造成伤害的新型堵剂。该堵剂的作用原理是：将低浓度单体水溶液分段注入地层，然后单体在井温环境下生成聚合物凝胶，堵塞孔隙空间和通道，从而限制了水的流动。单体在井温环境下所生成聚合物凝胶的相对溶解性直接由注入地层的单体的浓度控制。该凝胶体系（简称EFS）不用金属作为交联刘，胶凝时间可延长。对生态环境无伤害，具有无毒、耐酸的特点。本文所介绍的EFS凝胶体系能解决以下问题。①生产井中的水锥进问题；②高渗透率夹层问题；③井间通道大问题；④层外注水问题。     

耐温凝胶体系的研制及性能评价

为了满足稠油油藏调堵需求,以魔芋粉为主剂、乙酸铬为交联剂、木质素磺酸钠为延缓交联剂、亚硫酸钠为除氧剂、部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)为增强剂,制备了一种的配方为200 g蒸馏水+0.5%HPAM+0.6%魔芋粉+0.7%乙酸铬+0.4%木质素磺酸钠+0.25%亚硫酸钠的魔芋粉凝胶体系,并考察了该凝胶体系的耐温性、抗盐性、长期稳定性和封堵性能。研究结果表明:在剪切速率为10 s-1时,120℃时的魔芋粉凝胶体系的凝胶黏度为9744.77mPa·s,温度升至150℃时凝胶黏度仍保持在4352.36 mPa·s;当矿化度达到1.4 g/L时凝胶黏度高达10000 mPa·s左右;在85℃条件下持续加热10 d后,凝胶黏度由3023.5 mPa·s降为2350.7 mPa·s,说明该凝胶体系具有良好的耐温、抗盐、以及长期稳定性能。封堵实验结果显示:向渗透率为4.1763μm2的填砂管岩心中注入0.5 PV的魔芋粉凝胶体系,封堵率高达98.35%,突破压力高达5.860 MPa,说明该凝胶体系的封堵性能很好,有望应用于稠油油藏调堵作业。表6参9     

LD抗高温高盐凝胶型颗粒调驱调剖剂的应用研究

针对高温、高盐油藏地层条件,开发研制出LD抗高温、高盐凝胶型颗粒调驱调剖剂(简称调驱剂).考察该调驱剂的调驱调剖剂机理、调驱调剖性能评价、现场应用工艺技术.室内和现场试验结果表明,该调驱剂在地层中具有形可变、可驱动、可向油层深部运移的特性,起到驱油和深部调剖的双重作用.该调驱剂在中原油田采油三厂文、卫、马油田现场使用15井次,都取得了较好的增油效果.     

凝胶颗粒调剖剂评价及矿场应用

为了挖掘文南油田储层剩余油潜力,开展了深部调剖技术。对自制的一种抗高温耐盐凝胶颗粒调剖剂首先进行了室内静态评价和动态模拟实验,结果表明,固相含量3.0%、粒径范围0.04～0.30 mm的颗粒堵剂能适应文南油田深度调剖的需要。矿场实践表明,该调剖技术能起到明显增油降水效果,文33-28井压力由调驱前初期的13 MPa上升至34 MPa,对应油井含水率由95%下降至75%。     

一种耐温抗盐堵剂的组成及性能研究

将聚合物/酚醛冻胶和聚合物/铬冻胶结合在一起,用共聚原料苯酚+乌洛托品代替酚醛树脂,制成了耐温抗盐的冻胶堵剂。选用非水解聚丙烯酰胺(PAM)为主剂,分别确定两种交联剂的最佳加量,确定堵剂的基本配方(g/L)为:PAM8～10+乌洛托品1～4+苯酚1～3+有机铬1～10(折合Cr3+0.05～0.5)。用不同矿化度的水配制、加入增强剂的该体系,在110℃下密闭放置90天,室温粘度分别为>8Pa·s(清水),～6Pa·s(TSD=1×105mg/L),～9.5Pa·s(2×105mg/L),～7Pa·s(3×105mg/L),分别为初始值(5天测定值)的70%,68%,62%,60%。图3参2。     

堵水调剖类水基凝胶力学性能研究

在Ｂｏｈｌｉｎ仪器公司的ＣＳ－５０型流变仪上，采用应力扫描、应力振荡、恒应力时间扫描等方式，测定并研究了３类４种水基冻胶堵水调剖剂凝胶的应力－应变关系、弹性性能、线性粘弹性能、屈服及屈服后流、瞬时粘度、蠕变及回复，得到了一些力学特性值、讨论了凝胶的力学性能特点。     

一种耐温抗盐的交联聚合物调驱体系

题示可用于高温高盐油藏的调驱体系由聚合物HPAMAX-73、含Cr3 ≥4.5g/dL的羧酸铬交联剂XL-Ⅲ及添加剂组成。通过组分用量筛选确定AX-73用量为1700mg/L,XL-Ⅲ用量为42mg/L,配液用水为含钙镁离子1512mg/L、矿化度8.0×104mg/L的盐水。该体系在80℃静置3天生成的弱凝胶,粘度η*(80℃,0.422Hz)超过200mPa.s,为1700mg/LAX-73溶液粘度ηp(80℃,7s-1)的17倍多。该体系在10~80℃范围的交联速度随温度升高而增大,在45~80℃范围成胶时间小于10小时。矿化度在4.0×104~8.0×104mg/L范围时,生成的弱凝胶粘度随矿化度减小而增大。在储层油砂存在下由于一部分聚合物和交联剂被吸附,该体系生成的弱凝胶的粘度有所下降。该体系在80℃反应3天生成的弱凝胶经受1~5min剪切后,粘度下降48.0%~68.8%,在80℃静置时粘度逐渐恢复,180小时后恢复率为84.2%~72.3%。在80℃、氮气保持下生成的弱凝胶,在相同条件下老化90天后,粘度保持率高达73.0%,保留的粘度值为150mPa.s。图3表5参1。     

耐温抗盐交联聚合物深部调驱体系的研究与应用

阐述了耐温抗盐交联聚合物深部调驱体系的研究方法,确定了深部调驱体系最佳配方:水解聚丙烯酰胺HPAM浓度为2 000 mg/L,有机铬一酚醛树脂复合交联剂JL浓度为1 000mg/L,稳定剂浓度为600 mg/L.室内实验表明,该交联聚合物体系具有良好的耐温抗盐性、抗剪切性、黏弹性、热稳定性,而且耐冲刷能力较强,具有较好...     

新型两性聚合物堵水调剖剂研究

两性聚合物由于分子链上同时含有阴离子基团和阳离子基团,因此水化能力强,配伍性好,遇水分子链伸展滞水,遇油收缩,在地层岩石表面吸附能力强,具有较强选择性,耐水长期冲刷。国外自80年代开发以来,广泛用作油水比控制剂处理生产井,取得增油降水[1]的效果。     

LD抗高温高盐凝胶型颗粒调驱调剖剂的应用研究

针对高温、高盐油藏地层条件,开发研制出LD抗高温、高盐凝胶型颗粒调驱调剖剂(简称调驱剂)。该调驱剂的应用,解决了目前油田应用的无机及有机复合颗粒型调驱调剖剂伤害油层,或有机调剖调驱剂在高温、高矿化度油藏条件下成胶难以控制的弊端。室内和现场试验表明:该调驱剂在地层中具有形可变、可驱动、可向油层深部运移的特性,起到驱油和深部调剖的双重作用。该调驱剂于2004年在中原油田采油三厂现场使用15井次,都取得了较好的增油效果。     

耐温耐盐聚合物弱凝胶体系制备及性能评价

针对长期水驱后造成非均质性越发严重的高温高矿化度老油田,以华北油田为研究对象,以丙烯酰胺和丙 烯酸为主要反应单体,并引入了耐温耐盐单体NVP、疏水功能单体,通过共聚反应合成了具有疏水功能聚合物, 并与酚醛树脂交联剂发生交联反应制备了耐温耐盐弱凝胶体系,研究了弱凝胶的耐温耐盐、注入性、封堵性能及 液流转向能力。研究结果表明,当聚合物质量浓度为2000 mg/L、聚交比为1∶1.5、助剂过硫酸胺质量浓度为 2000 mg/L,在油藏温度为120 ℃、注入水矿化度为40 300.86 mg/L的条件下,所形成的弱凝胶具有良好的耐温耐 盐性能,成胶强度大于1000 mPa·s,且90 d 后的黏度平均保留率达80%以上,且90 d 后弱凝胶的微观网络骨架明 显、稳定性良好。岩心流动实验结果表明,弱凝胶体系的注入性良好,在不同渗透率级差下,弱凝胶封堵后,液流 转向效果明显,低渗层分流率增幅最高达48.33%,吸水剖面改善能力良好。通过对不同渗透率的填砂管进行封 堵,填砂管各测压点依次起压,弱凝胶运移能力良好且封堵率均达85%以上。     

耐温抗盐水平井封堵体系研究与应用

针对中原油田高温、 高盐和水平井中 80%是筛管完井的特点, 研发了以渗透率调节剂 RPM（阳离子三元聚合物） 为主剂的耐温抗盐水平井封堵体系 （5000 mg/L渗透率调节剂 RPM+6000 mg/L交联剂 PFR+300 mg/L稳定剂 JN）, 考察了该体系的耐温、 耐盐、 热稳定性及封堵性能。结果表明, 该体系耐温可达 90℃, 耐盐可达 25×10⁴mg/L （其中 Ca²⁺、 Mg²⁺浓度 5000 mg/L）, 凝胶强度在 5×10⁴ mPa·s以上, 长期热稳定性可达 90 d以上。该体系具有较好的选择性堵水性能, 封堵填砂管后水相渗透率降低 89%, 而油相渗透率仅降低 17%, 可直接用于水平井堵水, 尤其可以解决管外无法封隔的割缝筛管和裸眼方式完井的水平井堵水问题。图 10表 5参 14