高温酸化杂化胶凝剂的研制与性能评价

酸化是油气增产作业中的重要措施,但在高温强酸环境中,常规酸化胶凝剂的功能基团作用有限,且加量大,残酸不易处理,抗高温能力不足。针对以上问题,以丙烯酰胺(AM)、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)、疏水单体和烯基聚倍半硅氧烷分子纳米粒子为原料,利用疏水缔合作用和纳米粒子强化作用,采用乳液聚合方法制备了胶凝酸用抗高温杂化胶凝剂。考察了疏水单体和纳米粒子加量对胶凝剂表观黏度的影响,采用傅里叶变换红外光谱仪和同步热分析仪对胶凝剂的结构进行了表征,并对其酸溶时间、抗高温性能、缓速性能和残酸黏度进行了综合评价。结果表明,最佳合成条件为：疏水单体的物质的量分数为0.75%,烯基聚倍半硅氧烷的质量分数为1.0%。该杂化胶凝剂加量低,易溶于酸液,具有较好的缓速性能,增黏效果突出。在170 s^-1的剪切速率下,将2.0%的胶凝剂溶于20%的盐酸中,常温下酸液的表观黏度可达到51 mPa·s,在180℃下胶凝酸液的表观黏度仍高于15 m Pa·s,具有良好的抗温性能。利用过氧化氢和过硫酸铵复合破胶后,胶凝酸液的残酸黏度仅为4.5mPa·s,便于返排。该胶凝剂可应用于抗高温的胶凝酸...     

胶凝酸与交联酸一体化耐高温缓速酸研究

胶凝酸和交联酸是高温碳酸盐岩酸压常用的缓速酸体系,该体系存在耐温能力不足、配伍差等问题,同时现场交联酸和胶凝酸为不同酸液体系,存在配制使用流程繁琐的问题。为解决上述问题,优化形成了一体化酸液体系,交联酸基液可作为胶凝酸使用,加入交联剂作为交联酸使用。交联酸配方为:20%盐酸+1%稠化剂SRAP-2+2.5%高温缓蚀剂主剂SRAI-1+0.5%增效剂+1%酸压用铁离子稳定剂SRAF-1+1%酸压用破乳剂SRAD-1+1%交联剂SRAC-2A和延迟交联剂SRAC-2B（2:12）。胶凝酸在160℃、170 s-1下,恒温剪切120 min后黏度为20 mPa·s。交联酸体系交联时间为93 s,具有良好的延迟交联特性;在160℃、170 s-1下恒温剪切90 min后黏度为55 mPa·s,一体化酸液体系室温可放置10 d以上,在140℃动态腐蚀速率为46.1021 g/（m2·h）。研究结果表明,该体系可满足高温储层对缓速酸的要求,实现酸液体系一体化,方便现场施工,具有较好的发展前景。      

180℃酸化用胶凝酸体系研究与现场应用

深井、超深井日益增多,储层埋藏深、温度高,对酸液体系的性能也提出了更高的要求。常规胶凝酸体系一般耐温150℃以下,缓速能力有限,不能形成较长且具有一定支撑能力的酸蚀裂缝。通过大量室内实验,自主合成具有增黏、耐温等性能良好的180℃酸化用胶凝剂,加量少,耐温性能好。与其配伍使用缓蚀剂、破乳助排剂、铁稳定剂,研制出180℃酸化用胶凝酸体系。该体系在180℃,170 s-1下剪切60 min后酸液黏度仍能保持在20 m Pa·s以上;并具有较好的缓蚀性、铁离子稳定性等特点,达到了超高温深井酸压施工要求。目前国内已施工多口井,最高井温168℃,施工成功率100%,具有良好的增产效果。     

高温酸化胶凝剂YJN-1的研究

阴离子单体AMPS、阳离子单体H-DMDAAC及AM在水溶液中进行氧化还原体系引发的共聚合，得到液体产物，即高温酸液胶凝荆YJN-1。将共聚产物用乙醇多次沉淀，得到了粉末状三元共聚物，用红外光谱确认了共聚物结构。在搅拌下（1701／s），YJN-1在20％盐酸中的溶解时间为20-25分钟。20％盐酸的黏度随YJN-1加量的增大而增大。YJN-1加量1％的20％盐酸，30℃时黏度（1701／s）为87．2mPa·S，150℃时降至37．5mPa·s，在30℃、1701／s剪切120分钟后黏度仅下降7．8％，在90℃、面容比1：4条件下与石灰石反应40分钟后，乏酸中盐酸质量分数为儿．9％，高于国内常用CT1-9胶凝酸（5．3％），反应60分钟后乏酸质量分数在6％左右。YJN-1与各种酸液添加荆配伍。讨论了YJN-1在盐酸中的增黏、耐温、缓速机理。图6参6。     

酸化用酸液胶凝剂LY-1的性能

采用水溶液聚合的方法合成了酸化用酸液胶凝剂LY-1,并对其性能进行了评价。结果表明,LY-1具有良好的酸溶性、稳定性、抗盐性和缓速性。其在酸液中的溶解时间为75min;当胶凝剂在酸液中的质量分数大于1.5%时,胶凝酸黏度大于40.0mPa·s;随着温度升高,胶凝酸黏度降低,但在90℃时仍可达到30.2mPa·s;经过120min的剪切后,胶凝酸黏度仅下降4.0mPa·s;添加胶凝剂的体系持续反应80min后,残酸质量分数仍大于11%。     

新型无固相压裂液配方筛选及性能评价

针对吉林油田低孔、低渗的特点，开发了适合中等井温的新型无固相压裂液体系。通过室内实验，确定了适用于65℃井温的最佳配方；稠化剂KTU-43加量4．0g／L，无水碳酸钠加量1．41g／L，NaCl加量3．0g／L，交联剂JU-1加量1．4g／L，破胶剂过硫酸铵加量0．75g／L，活性助排剂加量0．2％。并对其进行了性能评价，结果表明，该压裂液体系具有较好的流变性、抗剪切性和携砂性，破胶后无残渣，易返排，可避免二次伤害。     

高温碳酸盐岩酸化用胶凝酸体系研究

深井、超深井日益增多,常规的酸液体系缓速能力有限,不能形成较长且具有一定支撑能力的酸蚀裂缝,而伴随油田开发技术的深入,对酸液体系的性能也提出了更高的要求。通过自主合成具有增黏、耐温、抗盐等性能良好的胶凝酸分子,并合理筛选与其配伍的缓蚀剂、铁离子稳定剂、助排剂,研制出高温碳酸盐岩酸化用胶凝酸体系,体系配方为:20%HCl+0.6%胶凝剂+4%BZGCY-S-HS缓蚀剂+2%BZGCY-S-03助排剂+2%BZGCY-S-04铁离子稳定剂(配方中百分数为质量分数,下同)。该体系达到了高温碳酸盐岩储层的酸压施工要求。     

聚丙烯酰胺／有机铬聚合物凝胶体系的制备与评价

以聚丙烯酰胺（PAM）为原料，有机铬为交联剂，制备了PAM／有机铬聚合物凝胶体系。考察了交联剂三氯化铬与醋酸钠质量比及加量、聚丙烯酰胺加量、温度及稳定刺加量对聚合物凝胶体系性能的影响。确定了PAM／有机铬聚合物凝胶体系最佳配方：交联剂加量为3．0％-4．0％，其中三氯化铬与醋酸钠质量比为l：3．5，PAM加量为0．2％-0．3％，稳定剂加量为0．1％-0．2％，甲醛加量为0．2％。性能评价表明，该凝胶体系可适用较宽的温度范围，具有较好的耐温抗盐性，及对不同裂缝性地层的良好封堵能力，具有较好的实际应用价值。     

ZND特种凝胶成胶强度影响因素的研究

以ZND固体干粉和交联剂制备了ZND特种凝胶体系,确定了最佳交联剂配方：0．04％间苯二酚＋1．0％苯酚＋1．0％六次甲基四胺＋0．1％硫脲;确定了ZND特种凝胶最佳制备条件：ZND固体干粉加量1．5％,成胶温度125℃,成胶时间14h。在此条件下,ZND特种凝胶体系具有较好的成胶强度和抗盐性,在弱酸和弱碱性环境中具有稳定的成胶性能,这对现场应用工艺的优化具有一定指导作用。     

阳离子型酸液胶凝剂P（DMC-AM）的合成及性质研究

以碳酸盐岩油藏的高温深井酸化增产为切入点，从提高胶凝酸液体系抗温抗盐性、溶解性以及减少地层伤害等实际应用性能出发，采用阳离子单体甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵（DMC）、丙烯酰胺（AM）为原料合成了阳离子型酸液胶凝剂P（DMC-AM）。实验表明，胶凝剂P（DMC-AM）具有较好的耐盐性，在酸液中具有较好的抗温耐水解性能，与常规胶凝酸相比，能明显延缓酸岩反应速度。     

高温高黏胶凝酸PDA合成及性能评价

以碳酸岩油藏的高温、深井的酸化增产为切入点,从提高胶凝酸液体系抗温性、配伍性和溶解性以及减少地层伤害等实际应用性能出发,采用阳离子单体甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DMC)、丙烯酰胺(AM)为原料,合成了新型酸液胶凝剂PDA。室内实验表明新型胶凝剂PDA具有良好的热稳定性和剪切稳定性,缓速性能好,将通常酸液体系中聚合物胶凝剂含量从2.5%降到1.0%,大大减少了聚合物的用量,从而减小了酸化过程中聚合物残渣对储层造成的潜在伤害,具有较好的开发前景。     

VY－101酸液稠化剂及稠化酸的研究

根据深度酸化的需要，研制出了ＶＹ１０１阳离子型高分子稠化剂，并提出了以ＶＹ１０１为稠化剂的稠化酸液配方。本文考察了ＶＹ１０１稠化剂及稠化酸液的综合性能，结果表明，ＶＹ１０１在盐酸中溶解性好，具有很好的增粘性、热稳定性和抗剪切性，有一定的防止粘土膨胀的作用，与常用的酸液添加剂配伍性好；由ＶＹ１０１配成的稠化酸与岩石的反应速度慢，泵送阻力小，是一种性能良好的深度酸化工作液。     

高温高粘胶凝酸体系合成及性能评价

为了适应富台油田和渤深6井区深层、高温碳酸盐岩油藏酸化压裂改造的需要,通过反相乳液聚合反应合成了一种新型的YLG-1高分子共聚物,将该共聚物溶解到盐酸中,可以形成一种新型的耐高温胶凝酸体系。室内实验表明,该胶凝酸体系在质量分数为25%的盐酸中,当温度达到170℃时,其粘度值仍大于25mPa·s。利用YLG-1胶凝剂配制的胶凝酸体系,可以有效地提高酸液的粘度,降低胶凝酸岩与碳酸盐岩岩心的反应速度,提高酸刻蚀裂缝的穿透深度。在富台油田和渤深6井区碳酸盐岩油藏的酸化压裂中取得了较好的应用效果。     

BD－861调剖剂的研究

ＢＤ－８６１调剖剂是以ＡＭ单体为成胶剂、其它化学药品为添加剂组成的水溶液，在地层温度条件下聚合成为冻胶型堵剂。适用于砂岩油层注水井调剖，也可用于油井堵水。该文介绍堵剂的性能及其影响因素和现场试验结果。     

KF—1型胶凝酸的配制及实验室研究

采用逆向乳液聚合新工艺研制了一种酸液胶凝剂ＫＦ－１。用ＫＦ－１配制了ＫＦ－１型胶酸,按能源部部颁标准中关于试验方法及指标的标准有其溶解分散性、流变性、缓速性以及缓蚀性进行了初步的实验室评价。结果表明,这种胶凝酸的综合性能均符合部颁标准要求,是一种新型的深度酸化工作液。     

利912块白云岩油藏酸压酸液体系试验研究

利津油田利912块白云岩储层属薄层裂缝型层状油藏,油藏埋藏深、压力高、非均质性强,针对这一特点,采用"稠化酸酸压+裂缝闭合酸化工艺"对其进行开发。通过盐酸酸化试验确定20%盐酸作为基础酸液,通过试验筛选1.5%的EL-10为缓蚀剂,2%的EL-4和KCY-03为黏土稳定剂,0.5%的EL-19为破乳剂,0.5%的EL-11为助排添加剂,5%的EL-22为稠化降阻剂。确定的降阻稠化酸和闭合酸在常温下和95℃下配伍性良好,表面张力和界面张力低、降阻性能良好、防膨效果明显,能够适应利912区块白云岩油藏的开发要求。     

宝浪油田煤层封堵剂配方及其性能

研制了以水溶性热固树脂、耐温聚合物、超微粉体颗粒增强剂及延迟剂组成的煤层封堵剂,并对封堵剂性能进行评价。结果表明,该封堵剂初始粘度低,流动性能好,成胶时间可调;可渗入煤层孔缝与煤层胶结性能好,固化后具有吸水微膨胀性能,能压实软煤层;煤层封堵剂耐高温、高压和高矿化度,耐腐蚀性能强,具有较高的成胶强度和封堵能力,封堵率达99．6％以上。     

一种新型耐高温碳酸盐岩酸压胶凝酸及其应用

酸压改造是高效开发碳酸盐岩储层油气资源的关键措施,酸压工作液的性能及其与储层的适用性是成功增产的前提。针对现有酸液不能很好满足深层高温储层酸压改造需求的难题,优选研发了一种新型耐高温碳酸盐岩酸压胶凝酸体系,对其进行了综合性能评价和现场试验。性能评价和现场试验结果表明:新型胶凝酸使用的胶凝剂（0.8%）降阻率达68.5%;180℃下缓蚀剂和新型胶凝酸对N80试片的缓蚀率达96.70%和98.03%;新型胶凝酸在180℃和170 s-1连续剪切70 min后黏度保持在23.0 mPa·s;在180℃下老化4 h后,胶凝酸保持均相,未出现沉淀、残渣、分层等现象。新型胶凝酸的酸岩反应速率约为现场在用常规胶凝酸的一半。这些性质有利于降低施工难度和风险,实现深穿透储层,形成更长的酸蚀裂缝,实现深度改造和有效提产。新型胶凝酸在高温碳酸盐岩酸压现场试验中获得了初步成功。该新型胶凝酸能够满足180℃碳酸盐岩酸压改造需求,将进一步推广应用。      

磁化田菁胶压裂液研究

磁化处理可使压裂液的一些性质发生改变。本文考察了磁化条件对田菁胶压裂液性能的影响，介绍了用磁化压裂液进行现场压裂试验的结果。磁化压裂液具有良好的性能，磁化压裂液的田菁胶含量可低于不磁化压裂液。