新型聚合物复合纳米微球调剖驱油剂研究

针对大庆油田某区块油井含水率高、水窜现象严重、水驱开发效果差等特点,采用分散聚合法研制了一种新型聚合物复合纳米微球调剖驱油剂NWQ⁃2,并在室内评价了其粒径分布、吸水膨胀性能、耐温抗盐性能、黏弹性能、调剖封堵性能以及驱油性能。结果表明,复合纳米微球NWQ⁃2的平均粒径为512.6 nm,且粒径分布均匀,在蒸馏水中20 h的吸水膨胀倍数可以达到10倍以上,在高温（120 ℃）高矿化度水（75 200 mg/L）中20 h的吸水膨胀倍数仍能达到8倍以上,说明NWQ⁃2具有良好的吸水膨胀性能和耐温抗盐性能;复合纳米微球NWQ⁃2吸水膨胀后具有良好的黏弹性能,对不同渗透率的岩心均具有良好的调剖封堵效果,能使大孔道得到有效封堵,增大注入压力,使后续注入流体更多的进入微小孔道;非均质岩心中注入0.5 PV复合纳米微球NWQ⁃2后,能显著提高岩心水驱后的采收率,增幅可达20%以上,具有良好的驱油效果。     

盐质量浓度对交联聚丙烯酰胺微球性能的影响

采用核孔膜过滤、填充砂管、流变、动态光散射(DLS)及显微镜研究了盐质量浓度对交联聚丙烯酰胺微球的形态、大小及封堵特性的影响。结果表明,不同盐质量浓度下微球对核孔膜均能形成有效封堵;填充砂管实验结果表明,盐质量浓度对聚合物微球的封堵强度影响相对较小,而且对微球在填充砂管中的深入性能基本未造成影响。随剪切速率增加,微球分散体系的黏度有所增大,呈现出轻微的胀流性质,且盐质量浓度对交联聚合物微球流变性的影响不大。随着盐质量浓度增加,显微镜下观察到的微球的立体感更强,微球的粒径变小,但变化幅度较小。     

耐温耐盐深部调驱剂的制备及注入参数优化研究

针对海塔油田某高温高盐油藏断块水淹水窜现象严重的问题,研制了一种耐温耐盐的聚合物纳米微球PM-1体系,利用激光粒度分析仪和扫描电子显微镜评价了PM-1的微观形貌、粒径分布及吸水膨胀性能,最后借助岩心流动实验优选出了适用于试验区油藏的聚合物纳米微球调驱体系的最佳注入参数。结果表明,合成的聚合物纳米微球PM-1初始平均粒径为405.87nm,具有很好的膨胀性能,在90℃的模拟地层水中,聚合物纳米微球吸水24h后的膨胀倍数为35.52,优选出聚合物纳米微球PM-1体系最佳的注入参数为:聚合物纳米微球PM-1质量浓度为2 000mg/L,注入体积为0.20PV,注入速度为0.3mL/min,注入方式为两段塞注入(0.1PV微球PM-1+0.1PV水+0.1PV微球PM-1)。     

高温高矿化度油藏调驱用纳米微球HP-2体系的研究

针对弱凝胶体系在高温高矿化度油藏调驱效果差的问题,研制了一种耐温耐盐的聚合物纳米微球HP-2体系,利用激光粒度分析仪和光学显微镜评价了HP-2的微观形貌和粒径分布,并以膨胀倍数为评价指标研究了HP-2的吸水膨胀曲线,分别利用均质岩心和非均质岩心评价了聚合物纳米微球HP-2的封堵、耐冲刷以及调驱性能。结果表明,平均粒径为407.2nm的聚合物纳米微球HP-2为圆球度很高的球形颗粒,在高温(90℃)高矿化度(97 686mg/L)油藏的吸水膨胀倍数为34.1g/g。三层非均质岩心调驱实验结果表明,聚合物纳米微球HP-2体系可在水驱采收率基础上提高采收率幅度达17.3%。该聚合物纳米微球HP-2体系在高温高矿化度油藏应用前景广阔。     

新型微球调驱剂与L区块的适应性研究

为探究纳微米微球调驱剂与葡北油田L区块的适应性,在纳微米微球深部调驱机理的基础上,开展了纳微米微球室内性能评价实验。结果表明,纳微米微球在油田回注污水中具有较好的分散性,其水化膨胀后的粒径中值满足对L区块地层的封堵要求。当纳微米微球质量浓度为2000mg/L时,水化膨胀效果最好,其水化膨胀30d后的膨胀倍率达到5.7。纳微米微球调驱实验使最终采收率提高了10%,说明纳微米微球可以对非均质地层中的高渗层进行封堵。     

高盐油藏聚合物驱室内实验评价

合适的抗盐聚合物性能指标是高盐油藏提高采收率的重要物质基础。针对八面河油田储层地层水矿化度高、原油粘度高等条件,通过聚合物室内评价实验,研究了聚合物的增粘性、抗盐性、稳定性,以及聚合物的驱油效率。结果表明,面1区沙三上油藏合适聚合物溶液粘度为16mPa.s～24mPa.s,评价的KYPAM-6聚合物具有增粘性好、抗盐性强,在加入稳定剂SC后体系的稳定性得到改善。     

页岩长水平段水基钻井液封堵剂优选

由于页岩气地层微裂缝(微—纳米级)发育,长水平段页岩地层钻进时,要求钻井液具有良好的封堵效果,而目前使用的钻井液封堵剂主要针对致密砂岩、碳酸盐、泥岩等地层中的大孔隙(毫—微米级)。因此,页岩封堵效果评价及封堵剂优选又是一门新的课题。研究采用孔、缝为微—纳米级的超低孔超低渗地层"模拟岩心"评价微纳米封堵材料的封堵效果,发现其可以有效地封堵页岩发育的微裂缝,有效地控制钻井液滤液进入地层,其封堵效果与加量、粒径分布有着密切的联系。     

微米级交联聚合物微球对核孔膜的封堵作用

采用核孔膜过滤实验,研究了微米级交联聚合物微球的封堵性能。结果表明,矿化度对SMG-μm 微球的封堵效果有很大影响,随着NaCl的质量浓度增大,封堵效果越好;在压力和微球质量浓度相同时,不同核孔膜孔径的过滤时间有很大差异;SMG-μm 微球在较低压力下的封堵效果优于高压力的封堵效果;实验发现,质量浓度对过滤时间的影响比较复杂,没有明显的规律可循。     

低渗透油藏聚合物微球驱适应性分析及油藏筛选

聚合物微球是油田广泛应用的一种能够提高水驱采收率的深部调剖剂,为了更好地进行效果分析和调整,针对A油田区块油藏地质与开发特征以及聚合物微球驱后生产动态表现进行了归类分析,考察其油藏适应性及见效特征。主要从地质因素、微球匹配因素、工程因素3个方面对聚合物微球驱适应性进行了分析,结果表明含水率为30%~50%的孔隙裂缝型井组是主要挖潜对象,进行措施方案设计时应考虑微球与油藏孔隙吼道半径和地层水矿化度的匹配关系,段塞用剂的质量浓度和体积需要实验室专门评价。基于低渗透油藏聚合物微球适应性分析建立了油藏筛选标准,地层水矿化度、油藏渗透率、油层厚度等主要地质开发指标给出了具体的筛选指标界限,为待选区块发挥聚合物微球驱最大效果提供了保证。     

新型耐温聚合物微球的封堵特性研究

采用扫描电子显微镜、激光粒度仪和微孔滤膜过滤实验研究了一种双交联结构新型耐温聚合物微球的形态、溶胀性能、耐温性能及封堵性能。结果表明,微球原始形态为表面较为光滑的圆球形,粒径主要分布在200~300 nm,微球在矿化度10 000 mg/L的水溶液中140 ℃下溶胀30 d后约溶胀了5倍。随着溶胀时间、溶胀温度和微球浓度的增加,微球对微孔滤膜的封堵能力逐渐增强,140 ℃下溶胀30 d的微球封堵效果最强;随着滤膜孔径的增大,微球封堵效果减弱。微球在140 ℃下溶胀30 d后依然具有良好的封堵性能,说明微球具有良好的耐温性。     

聚合物包裹纳米颗粒封堵剂的制备及其封堵性能

页岩水化和分散导致井壁失稳一直是油气钻井工程中的难题,通过纳米封堵剂物理封堵页岩中的孔隙和微裂缝,是提高页岩地层稳定性最好的方法。采用硅烷偶联剂KH560对高浓度的硅溶胶进行改性处理,运用无皂乳液聚合原理,在改性SiO₂粒子表面接枝丙烯酸（AA）和苯乙烯（St）单体,成功研制出一种聚合物包裹纳米颗粒的新型弹性承压封堵剂。通过Zeta电位及粒度分析仪和透射电子显微镜证明所制备的STA?1封堵剂粒径中值为45.3 nm。以中压滤失量为评价指标得到最佳合成条件：反应温度为60 ℃,反应时间为3.0 h,m（St）/m（AA）=3∶2,分散搅拌时间为10.0 min,单体质量分数为6.67%,引发剂质量分数为0.40%。最后,利用岩心驱替实验模拟页岩考察STA?1的实际封堵效果。结果表明,质量分数为1.00%的STA?1对渗透率小于2 000 mD的填砂管表现出良好的堵水能力,封堵率大于85%。     

大剂量深部调驱技术在小集“双高”油田的应用

针对小集油田官979断块"双高"开发阶段地质及剩余油分布特点,研究了耐高温的连续凝胶及SMG微球凝胶的基本物理化学特性。结果表明,实验所优选的HPAM与交联剂KN所形成的凝胶在113℃下可以长期稳定,黏度基本保持不变,达到100 000mPa·s,且在渗透率为3.0μm2的岩心中的残余阻力系数可以达到20以上,具有很好的封堵性能。SMG微球在120℃下可以稳定存在,且高温溶胀后粒径明显变大,可以对高渗管产生封堵,使后续注入液转向低渗层,从而提高采收率。将优选出的适用于高温油藏的KN高温连续凝胶及SMG微球凝胶开展大剂量深部调驱试验,并对层系、井网、注入体积、段塞结构等进行研究优化,结合现场及时的优化调整,整个断块实施大剂量深部调驱后注水指标和开发效果都得到了明显改善,截止到2013年6月,14口调驱受益油井,见效13口,纯增油9 500t。     

多重介质聚合物微球调驱机理研究及应用

安塞油田自2016年起开展聚合物微球调驱工作,先后经历先导试验、扩大试验和规模推广三个阶段,实施区域转未实施区域阶段递减率可降低5%左右,整体效果明显,但在不同储层条件下的适应性及应用效果具有较大差异,为研究聚合物微球在多重介质条件下的作用机理,开展了60组不同粒径聚合物微球在不同介质条件下的驱替试验,应用实验数据与现场矿场应用结合的方法系统总结微球调驱机理（渗流机理、改变流向机理）,微球粒径与储层微裂缝、孔喉匹配关系,为后期施工参数优化提供依据。     

抗盐聚合物驱污水回注对油层的伤害研究

采用14种不同水质污水进行了室内流动性实验,利用岩心的渗透率损失率将各污水回注的伤害程度划分为低、中等、高。结果表明,影响岩心渗透率损失程度的因素排序为：悬浮物质量浓度>油质量浓度>抗盐聚合物质量浓度>普通聚合物质量浓度。残余抗盐聚合物质量浓度较高的污水具有更强的堵塞能力。针对空气渗透率为200 mD的岩心,低伤害程度回注的要求下,当悬浮物和油的质量浓度均为10 mg/L时,抗盐聚合物驱污水需控制聚合物质量浓度在200 mg/L以下,而普通聚合物驱污水需控制聚合物质量浓度在300 mg/L以下。研究结果对抗盐聚合物驱污水回注水质处理指标和油层保护具有积极作用。     

杏南油田注聚井堵塞原因及解堵剂配方研究

针对杏南油田注聚井堵塞情况日益严重、注入压力升高及注聚效果变差的现状,采用杏南油田某区 块聚合物及水样,进行了模拟现场注聚和堵塞的室内实验,得出了注聚井堵塞原因。结果表明,聚合物及机械杂质 是造成储层孔隙堵塞的主要因素,且储层渗透率越低堵塞情况越严重。针对堵塞原因进行了解堵剂配方的室内实 验研究,最终确定出A、B和C3种药剂组合而成的多元降解剂,在优化每种药剂的质量分数、注入排量和注入顺序 的基础上,该解堵剂配方可使储层解堵率达到102.41%~124.77%。     

油基体系下天然气水合物浆液流动实验研究

在多相流管输体系下,水合物浆液在流动过程中会遇到崎岖不平的地形地貌,此时采用倾斜管道显得尤为重要。因此,研究了天然气水合物浆液在倾斜管内的流动特性对堵塞管路的影响。在低温高压可视水合物实验环路上,开展了油基体系下油＋天然气的水合物堵管实验,探究了初始压力、初始流量等因素对天然气水合物浆液流动和堵管时间的影响。同时,利用实时在线颗粒测试仪,对水合物生成、流动及堵管过程中水合物颗粒的微观变化进行了分析。结果表明,随着初始压力增大,天然气水合物的诱导时间、生成时间和浆液流动时间均缩短,天然气水合物堵管趋势增大;随着初始流量增大,天然气水合物的诱导时间、生成时间和浆液流动时间均延长,天然气水合物堵管趋势减小。对水合物生成至堵管的过程以及堵塞机理进行了分析。对油基体系下天然气水合物堵塞管路的研究结果表明,在油基体系下可以通过减小初始压力、增大初始流量来有效地减小天然气水合物堵塞管路的概率。研究结果可为维持和保证天然气水合物在管道中的安全流动提供理论参考及依据。     

稠油油藏蒸汽泡沫驱渗流机理

针对吞吐开采后期稠油油藏压力大幅下降、注汽汽窜等问题,研究了集洗油、调剖、降粘三效合一的高温复合驱油体系。采用FCY泡沫剂作为三效合一的高温复合驱油体系的发泡剂,利用稳态法测定了泡沫的封堵效果,通过渗流实验考察了渗流速度对封堵压差的影响及泡沫作用下气体渗流机理,并根据渗流机理实验结果,建立了阻力因子泡沫渗流模型。模型的计算结果与实验结果具有较好的一致性,模型在描述泡沫剪切变稀特性的同时,还考察了临界含水饱和度、毛管数指数等各参数对气体渗流的影响,为稠油油藏蒸汽泡沫驱提供了理论支持。     

地下生成沉淀堵水技术在低渗透油井中的应用

低渗透油井堵水是目前低渗透油藏注水开发中面临的重要难题。针对低渗透油层中存在因基质渗透率差异造成地下水在纵向或平面内推进不均、而高粘度及颗粒类堵剂又难以进入低渗透油层产生有效封堵等问题,研发两性低粘地下生成沉淀堵剂,进行性能评价,应用效果较好。实践表明地下生成沉淀堵水技术的应用成功地为低渗透油藏的堵水作业提供了新的思路和方法。