冻胶对裂缝性油藏的封堵效果实验研究

为研究冻胶在裂缝性油藏中的封堵效果,通过室内可视化裂缝模型,开展冻胶对裂缝封堵强度评价,观察冻胶在裂缝中的失效特征,评价冻胶与预交联颗粒复合时的封堵效果.室内实验表明:在裂缝中单独使用冻胶的封堵效果优于使用冻胶和预交联颗粒组合的封堵效果,只有当预交联颗粒通过布满裂缝降低裂缝宽度,使用冻胶和预交联颗粒组合的封堵效果才优于...     

红河油田直通型裂缝高强度封堵剂调剖技术

为了解决天然裂缝发育类油藏注水开发过程中水线推进速度快、易出现水窜、水驱效果差等问题,红河油田先后开展了冻胶封堵、"冻胶+颗粒"封堵调剖技术研究及现场试验,但由于冻胶体系自身材料力学性能的影响,整体效果不理想.优选了一套单体聚合类高强度封堵剂体系,该体系具有黏度大、成胶时间短、强度高、触变性能好的特点,65?℃条件下成...     

海上油田酚醛树脂冻胶调剖性能评价

适用于海上油田的酚醛树脂冻胶是由聚合物HPAM和酚醛树脂交联剂YG103交联形成的。通过室内实验,评价了聚合物、交联剂质量分数和剪切程度对酚醛树脂冻胶成冻时间和冻胶强度的影响,并绘制了成冻时间及强度等值图。结果表明,随着聚合物、交联剂质量分数的增加,酚醛树脂冻胶成冻时间缩短,冻胶强度增大,成冻时间在5～14d内可调;随着剪切强度的增加,其成冻时间延长,冻胶强度变弱。稳定性实验结果表明,此类冻胶的稳定性较好,强度保留率均大于90%,并且剪切对稳定性影响不大。物理模拟实验结果表明,随着聚合物、交联剂质量分数的增加,该冻胶的封堵能力增强,且封堵率均在90%以上。单管实验结果表明,酚醛树脂冻胶的注入性能较好,能实现在线注入;且该冻胶有很好的耐冲刷性能,成冻后水驱为10倍孔隙体积时,封堵率仍保持在94%以上。     

不压井作业封堵用高强度冻胶体系的室内性能评价

为满足不压井作业对冻胶新材料的性能要求,以丙烯酰胺、甲基丙烯酸钠、耐高温胺类单体、过硫酸铵、聚合物LAH、交联剂MENPLE和增韧剂CAL等为原料制备了一种黏弹性冻胶,研究了引发剂和模拟油加量、无机盐、温度对胶液成胶时间和冻胶强度的影响,用高温高压稠化仪模拟地层条件对冻胶性能进行了室内评价。实验结果表明,在pH为7~13、反应温度为40~130℃的条件下可形成强度高达30 N的黏弹性聚合物冻胶体,承压能力达2 MPa/8 m;通过改变引发剂的加量可以调节胶液的成胶时间和冻胶强度;该冻胶稳定性好,具有较强的抗浸污能力,在模拟油加量高达20%或二价金属离子(Ca~(2+)或Mg~(2+))为15×10~4mg/L的条件下,依然具有良好的成胶性能。     

稠油火驱油藏封堵气窜用腐殖酸钠冻胶的研制

以腐殖酸钠为成胶剂制备冻胶,评价了高温、高压并伴有烟道气存在的条件下腐殖酸钠冻胶的稳定性,通过流变实验分析了冻胶强度在高温热处理中的变化规律,通过物理模拟测试评价了冻胶的封堵能力,借助Cryo-SEM观察了冻胶的形态,探讨了腐殖酸钠冻胶用于火驱封堵气窜的可行性。实验结果表明,以腐殖酸钠为成胶剂,通过优选催化剂调控成胶时间,可以形成适应120,150,180℃等不同温度条件的耐温冻胶,成胶时间10～75 h可调,冻胶经热处理90 d后脱水率低于20%。该冻胶在高温、高压及存在O₂和CO₂的条件下仍具有较好的稳定性。使用10%(w)腐殖酸钠、1.2%(w)水溶性酚醛树脂形成的冻胶在0.94μm²的填砂管中的突破压力梯度可达3.95 MPa/m,表现出较强的封堵能力。     

高温裂缝性油藏凝胶封堵剂的性能评价

目的 针对高温裂缝性油藏钻井过程井漏失严重的问题,利用有机碱式铬交联凝胶封堵剂进行封堵油藏漏失。方法 采用黏度测试、高温老化、稠度测试以及模拟堵漏实验等方法,评价了凝胶封堵剂的流变性能、热稳定性、稠化性、岩心封堵后突破压力梯度及封堵性。结果 以AM/AANa二元共聚物为凝胶封堵剂基液,有机碱式铬OACrC-1作为交联剂,乳酸为缓凝剂的凝胶封堵剂成胶前的表观黏度较低,稠度小于110 mPa·s,且稠化过渡期较短,表现出直角稠化性,且在120℃下具有良好的热稳定性;凝胶封堵剂注入效果在实验范围内随缝宽的增加变好,岩心突破压力梯度及封堵性表明凝胶封堵剂对缝宽不同的岩心均具有较好的封堵性能,封堵率可达85.9%及以上。结论 该凝胶封堵剂在高温裂缝性油藏具有良好的封堵性,耐温能力达到120℃,在钻井过程中封堵漏失层具有重要的应用价值和指导意义。     

红河油田致密裂缝性油藏水平井分段压裂设计优化

红河油田长8油层组属典型的致密裂缝性油藏,储层基质渗透率低、裂缝发育、非均质性强,水平井钻遇储层物性变化大,要求压裂设计具有差异性和针对性。首先根据实际压裂井,进行压裂改造效果影响因素分析,确定了压裂改造效果的主要影响因素,得出裂缝发育程度是压后产量的主控因素;其次利用油藏数值模拟方法,优化了基质区、裂缝发育区的压裂施工参数,并针对红河油田长8油层组的储层类型,结合三维地震,建立了三维压裂设计思路,针对不同的储层类型形成了不同的压裂设计方法,提高了压裂设计的针对性和有效性,通过现场试验取得了显著的改造效果,对后续红河油田长8油层组及类似油藏的水平井分段压裂改造具有重要的指导意义。     

锆冻胶分散体调驱剂的制备与性能评价

为减弱地面剪切和吸附与稀释作用等因素对冻胶成冻性能的影响,将已成冻的锆本体冻胶经胶体磨的机械剪切制得锆冻胶分散体,室内研究了本体冻胶强度、剪切时间和剪切间距对锆冻胶分散体黏度和粒径的影响,考察了锆冻胶分散体的封堵调剖性能。结果表明,通过调整聚合物和有机锆交联剂的加量,可以调节锆本体冻胶体系的成冻时间和成冻强度,随着聚合物和交联剂加量的增大,交联越快,强度越大;锆冻胶分散体为粒径5.66数224.87μm的颗粒,黏度在1.8数41.0 m Pa·s内可调;随着本体冻胶强度和剪切间距的增大,锆冻胶分散体黏度和粒径增大;剪切时间越长,锆冻胶分散体黏度越低,粒径越小;驱油实验结果表明,随岩心渗透率增加,冻胶分散体对岩心的封堵率降低,锆冻胶分散体能有效调整渗流剖面,采收率增幅为46%。     

冻胶分散调剖体系注入封堵性能研究

当海上油田开发进入中后期,由于单井注水量大,容易引起高渗透层岩石结构破坏,造成突进现象。因此需要一种调剖/调驱手段达到增产降水的效果。针对面向海上油田开发的冻胶分散调剖体系,以注入压力、含水率为评价指标,开展了注入性、封堵性、传输运移三个方面的实验研究。结果表明冻胶分散调剖体系具有较好的封堵性能,在20 000 mg/L浓度下可以有效的提高中高渗储层的压力,有效增产8%～15%。同时该体系具备较好的传输运移能力,有利于地层深度调驱。     

用于非均质性油藏封堵的复合凝胶组成优选与性能评价

针对渤海QHD32-6油田储层非均质性加剧,低效和无效循环现象严重的问题,以该油田储层岩石和流体为模拟对象,用聚合硫酸铝铁、丙烯酰胺、尿素、引发剂过硫酸铵、交联剂N,N'-亚甲基双丙烯酰胺配制了复合凝胶,对各组分加量进行了优化,研究了剪切、地层水稀释、黏土矿物、原油、酸液、老化时间对复合凝胶成胶效果的影响。结果表明,复合凝胶各组分对凝胶成胶时间的影响从大到小依次为:丙烯酰胺尿素聚合硫酸铝铁引发剂过硫酸铵交联剂N,N'-亚甲基双丙烯酰胺。复合凝胶适宜的配方组成为:3.4%数5.0%丙烯酰胺、1.0%数3.0%聚合硫酸铝铁、0.4%数0.8%尿素、0.04%数0.08%引发剂和0.01%数0.10%交联剂。复合凝胶初始黏度较低,成胶黏度较高,表现出良好的注入性和潜在的封堵能力。复合凝胶具有良好的抗稀释性、抗剪切性、耐油性、稳定性和快速解堵性,适合于非均质性较强油田的调剖封堵作业。图3表8参19     

水玻璃凝胶堵剂的制备及在注水开发油藏中的应用

针对冀东油田中深层注水开发油藏存在注入水沿平面单向突进、吸水剖面差异大、注采调控难度大等问题,用水玻璃、网络保水剂和延迟活化剂制备了水玻璃凝胶堵剂,分析了水玻璃凝胶堵剂的成胶原理,研究了该堵剂的注入性与封堵性能,并在冀东油田开展了现场应用。结果表明,由水玻璃、延迟活化剂和网络保水剂(质量比为5∶1∶0.2)制备的水玻璃凝胶堵剂注入性和封堵性良好,对中渗和低渗填砂管的封堵率分别为93.5%和97.3%;堵剂选择性较好,优先进入高渗透层进行封堵,堵剂突破后低渗储层的分流率由29.8%增至85.2%,高渗储层的分流率由70.2%降至14.8%。包裹硅酸凝胶、硅酸盐沉淀的大分子交联网状结构提高了水凝胶的成胶强度。水玻璃凝胶堵剂在冀东油田现场应用6口井,增油降水效果明显,平均单井注水启动压力上升4.67 MPa,吸水剖面得到改善,注入水波及体积增加,对应8口油井见效,累计增油4314 t。     

适用于缝洞型油藏的自修复预交联凝胶的制备与性能评价

为了解决高温高矿化度塔河油田缝洞型碳酸盐油藏的高含水率问题,研发出一种耐高温（140 ℃）和耐超高 矿化度（240 g/L）的自修复预交联凝胶（SPG）,可直接使用高矿化度水将改性HPAM、六亚甲基四胺、邻苯二酚和 硫脲等溶解,加入无机物CCH提高稳定性。考察了SPG的流变性能、微观结构及对裂缝岩心封堵效果。研究结 果表明,该凝胶体系的三维网状结构更饱满紧密,脱水周期延长;凝胶初始黏度为77.1 mPa·s,成胶后强度可达 H—I 级,30 d 内脱水率仅为5%,对裂缝岩心的封堵率在90%以上。SPG体系具有良好的注入性、抗剪切性和抗 冲蚀性,在裂缝发育充分的缝洞型碳酸盐岩储层中具有应用潜力。     

无机地质聚合物凝胶堵剂的性能评价

针对胶结疏松易形成大孔道的高温高矿化度油田,以渤海油藏储层和流体为研究对象,用增黏剂蒙脱土、交联剂氢氧化钠、缓凝剂柠檬酸和主剂粉煤灰等制得无机地质聚合物凝胶堵剂,研究了堵剂的成胶速度及影响因素、耐温耐盐性能、封堵效果、液流转向效果以及封堵后的调驱效果。结果表明,随着主剂与交联剂浓度和温度的增加,无机地质聚合物凝胶成胶速度增大。配液水矿化度对无机地质聚合物凝胶成胶效果基本无影响,配液水中较高浓度的碳酸根和碳酸氢根会延长聚合物胶液的交联时间。当岩心水测渗透率大于18800×10^-3μm²时,无机地质聚合物凝胶对岩心的封堵率随渗透率的增加而增大,且封堵率均大于90%。无机地质聚合物凝胶的耐冲刷能力和液流转向效果较好,可对高渗透层大孔道有效封堵,提高低渗岩心分流率。对于大孔道或特高渗透条带,封堵长度越大,增油降水效果越好。无机地质聚合物凝胶的封堵效果好于常规的聚合物凝胶和淀粉胶,可用于高温高矿化度油田大孔道的封堵。图5表5参19     

预交联凝胶微球堵漏剂的性能评价

为解决裂缝性地层的漏失问题, 以丙烯酰胺为单体、 过硫酸钾为引发剂、 JL-2为化学交联剂、 锂皂石为物理交联剂、 SP-80为分散剂、 航空煤油为油相, 采用反相悬浮法制备了一种耐剪切的预交联凝胶微球堵漏剂 WQ-5,利用激光粒度分析仪评价 WQ-5吸水前后的粒径分布, 并研究了堵漏剂 WQ-5的吸水膨胀性能的影响因素和耐剪切性能, 采用高温高压失水仪砂床实验评价了 WQ-5的堵漏承压性能。结果表明： 制备出的预交联凝胶微球堵漏剂 WQ-5 为球形颗粒, 初始平均粒径为 184.5 μm, 在 20℃、 1%NaCl 水溶液中膨胀 24 h 后的粒径为 450.5μm;WQ-5的膨胀倍数与温度、 矿化度和 pH值有关, 温度越高、 矿化度越小、 pH值越大, 预交联凝胶微球的膨胀倍数越高; 该堵漏剂具有良好的堵漏承压性能。图8参12     

棉浆黑液-酚醛复合凝胶堵剂的制备与性能评价

为有效利用棉浆黑液、减少环境污染,以碱法棉浆黑液、苯酚、甲醛和聚丙烯酰胺为原料,通过水热法制备了黑液-酚醛复合凝胶,通过红外光谱、热重分析和扫描电镜对凝胶结构进行了表征,研究了苯酚加量对凝胶的影响,评价了凝胶的耐盐性、耐酸碱腐蚀性和封堵效果。结果表明,黑液-酚醛复合凝胶网络致密紧凑,热分解温度为200℃。苯酚加量为2%～4%的凝胶的成胶时间为24～14 h,含水率为72%～75%,吸水倍数为3.60%～3.92%。该凝胶具有黏度低、易泵入的优点,且具有良好的耐盐、耐酸碱性能。凝胶的封堵效果良好,对人工模拟岩心的封堵率大于99%。利用棉短绒黑液制备油田堵剂,不仅可以改善黑液污染,还可降低稠油开采成本。图4表3参13     

一种两性离子聚合物凝胶微球的制备与封堵性能

针对油基钻井液封堵性不足的难题,以N,N-二甲基丙烯酰胺（DAM）、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸（AMPS）和二烯丙基二甲基氯化铵（DMDAAC）为单体,以N,N-亚甲基双丙烯酰胺（MBA）为交联剂,采用悬浮聚合法合成了一种两性离子聚合物凝胶微球。采用核磁共振氢谱对凝胶微球进行了分子结构表征,并考察了单体投料比、交联剂加量、乳化剂加量等对凝胶微球粒径与封堵性能的影响规律,最终将单体投料比优选为DAM∶AMPS∶DMDAAC=7∶1∶2,MBA加量优选为单体总质量的0.2%,乳化剂加量优选为单体总质量的3%,得到的凝胶微球平均粒径在22 μm左右。在油基钻井液中评价了微球的封堵性能,结果表明,凝胶微球在油基钻井液中的适应性良好,能够在高温下封堵尺寸为5～150 μm范围内的漏缝,效果优于氧化沥青与细目碳酸钙,是一种高性能的微米级封堵剂,具有较好的现场应用潜力。      

高稳定性壳聚糖凝胶堵剂的制备与成胶性能评价

聚丙烯酰胺类凝胶堵剂在油田调剖堵水、井筒堵漏、修井暂堵等领域应用广泛,但其耐温、抗盐、抗剪切性能不足,在高温高盐油藏条件下难以实现高强度封堵并维持稳定。针对以上问题,以壳聚糖（CTS）、N,N’-亚甲基双丙烯酰胺（MBA）为原料制备了一种有机交联壳聚糖凝胶堵剂,研究了原料加量、pH值、温度、矿化度、剪切作用等对凝胶成胶性能的影响。结果表明,CTS与交联剂MBA可通过迈克加成反应形成共价键交联;交联后的凝胶强度及成胶时间随CTS与MBA浓度上升分别增加和降低;矿化度的增加可降低交联反应的活化能,促进交联反应的进行,使成胶时间缩短、凝胶强度增加;pH值会影响CTS的质子化程度,当pH值低于4.2时,胶凝强度急剧降低。CTS-MBA凝胶体系的抗剪切性能较好,凝胶基液在6000 r/min剪切速率下剪切30 min后的成胶强度仅降低2.4%。在120℃及矿化度为30 g/L的条件下,2.0%CTS和0.6%MBA组成的凝胶体系在老化90 d后仍可维持性能的稳定。CTS-MBA凝胶的耐温、抗盐、抗剪切性能和热稳定性好于聚丙烯酰胺类凝胶,同时降低了药剂成本。     

低渗透油藏水凝胶调驱剂的制备及封堵性能评价

为了提升低渗透油藏调驱剂的注入性和封堵性,开发了一种水凝胶体系,以成胶强度为指标优选了水凝胶配方及制备条件,并评价了其封堵性能和调驱性能。优化的水凝胶配方如下：丙烯酸用量为20 g/L、丙烯酰胺用量为5 g/L、过硫酸铵用量为0.07 g/L、改性淀粉用量为5 g/L、交联剂N,N-亚甲基双丙烯酰胺用量为0.08 g/L,最佳合成条件为中和度75%、反应温度9℃,所生成水凝胶的成胶强度为35～37 Pa·s。通过机械剪切、烘干得到微米级粒径的水凝胶调驱剂。封堵实验表明,质量浓度为0.1～0.7 g/L的水凝胶调驱剂对渗透率为1600×10^-3～1900×10^-3μm²的填砂管的封堵率在92%以上,随着水凝胶质量浓度的增大,阻力系数增大,注入压力爬升较快,但残余阻力系数和封堵率变化较小。水凝胶作为驱油剂使用建议采用低浓度注入,在水驱基础上可提高采收率10%左右。低浓度微颗粒水凝胶调驱剂可有效解决低渗透油藏调驱注入性和封堵性的矛盾。综合考虑注入性、封堵性和驱油性能,推荐水凝胶水溶液现场应用的质量浓度为0.1～0.3 g/L。     

液体酚型抗氧剂的制备及性能评定

以2，6-二叔丁基苯酚和丙烯酸酯为主要原料制备出一种液体酚型抗氧剂新产品羟基苯基丙酸酯化合物(LA0)。对制备的LAO的结构、组成及理化性能特别是抗氧化性能进行了分析评定。结果表明：LAO具有油溶性好、使用方便、特别是高温抗氧化能力强等优点，质量达到国外同类优质产品水平，并具有良好的环保性。