预交联体膨颗粒合成技术研究进展

综述了预交联水膨凝胶颗粒类深部调剖剂的研究进展。从初始粒径、吸水膨胀速率、抗温抗盐性能及封堵与运移能力等的调控方面,介绍了预交联颗粒的应用性能与其结构之间的联系。对常规水膨颗粒类深部调剖剂存在的问题进行了分析,对预交联体膨颗粒类深部调剖剂的材料制备提出了建议。     

预交联凝胶调剖剂的合成及评价

采用一次投料法合成用作预交联凝胶调剖剂的淀粉-丙烯酰胺接枝共聚物，简化了生产工艺，降低了生产成本；并考察了淀粉、交联剂及添加剂用量对共聚物产品吸水膨胀倍数、弹性及强度的影响。该调剖剂吸水膨胀倍数在20～60之间可调，吸水膨胀后强度大，粘弹性好。调剖驱油实验结果表明，该调剖剂效果良好。     

抗140℃高温预交联凝胶的制备与性能评价

针对当前预交联凝胶抗温性能差的问题,本文研制了一种抗高温预交联聚合物凝胶,通过室内实验测定了该产品的吸水膨胀性能、抗温性能以及强度和韧性。实验结果表明,制备的预交联凝胶在140℃的淡水中吸水膨胀倍数为12.30倍,高温吸水膨胀后结构完整,具有橡胶的高弹性、韧性和强度;在海水中高温饱和吸水后其膨胀倍数为7.02倍,吸水膨...     

预交联凝胶颗粒堵水调剖剂的研究进展

预交联凝胶颗粒在油田堵水调剖中应用广泛.介绍了预交联颗粒堵水调剖剂的种类、调剖机理和性能评价方法.对预交联颗粒堵水调剖剂的合成研究现状进行了综述.分析了该类调剖剂在深部调剖应用时存在的问题,提出了改进建议和研究方向.     

预交联凝胶颗粒的吸水膨胀性能评价及应用

以膨胀倍数为主要考察指标评价了一种预交联凝胶颗粒的膨胀性能。结果表明,颗粒粒径越小,温度越高,膨胀速率越快。粒径和温度主要影响凝胶颗粒的膨胀速率,对最终膨胀倍数没有显著影响,颗粒自身分子结构是影响膨胀性能的关键。由于高价盐离子对负离子的强中和屏蔽作用,Ca2+比Na+对颗粒吸水膨胀的制约性更强。在80℃、水矿化度3.1×104mg/L条件下,颗粒浸泡80 d,膨胀倍数保留率98%以上,且柔顺性、韧性和粘弹性均保持较好。预交联颗粒在白于山长4+5裂缝性油藏现场应用14口井,调剖后,注水压力平均上升2.8 MPa,地层裂缝带得到了有效封堵,水驱剖面得到了调整,注水开发状况变好。     

预交联凝胶颗粒膨胀性能的影响因素

预交联凝胶颗粒深部调驱技术是近几年针对高含水油田水淹、水窜严重的复杂问题而发展起来的一项深部调驱新技术。利用称量法研究了调驱用预交联凝胶颗粒(PPG)的膨胀性能,分析了PPG的制备条件及外部环境因素对PPG膨胀性能的影响。实验结果表明,随着主剂、交联剂质量分数增大以及引发剂质量分数的减小,PPG的膨胀倍数逐渐降低;表面活性剂的加入、离子含量的增大均会降低PPG的膨胀倍数,温度、pH值的增大则使其膨胀倍数增大。     

耐温抗盐预交联颗粒调剖剂的研制与性能评价

针对常规预交联颗粒调剖剂存在的耐温抗盐性能较差的问题,合成了耐温抗盐预交联颗粒调刮剂,确定了其最佳原料配方:有机单体用量100-150 g,抗温材料用量70-100 g,结构增强剂用量5-10 g。并进行了中试放大试验,评价了调剖剂中试产品的热稳定性、抗盐性、膨胀速率、强度、韧性等,同时挂于文13-298油井尾管处进行了现场评价。结果表明,耐温抗盐预交联颗粒调剖剂用文三联注入水配制,于135℃下老化60 d,膨胀倍数达8-12,并保持较好的韧性、强度、抗盐性及热稳定性,可以满足文东、文南等区块温度为120℃以上、矿化度为22×104mg/L以上油藏的调剖要求。     

预交联颗粒调剖技术研究与应用

预交联体膨颗粒是一种油田用新型深度调剖堵水剂。从预交联颗粒调剖剂的调剖机理入手,进行了膨胀性、强度、韧性、注入性及调剖驱油性能的评价试验研究。预交联颗粒调剖技术在杨10-3井应用见到较好效果。     

预交联颗粒调剖剂的合成与性能评价

以丙烯酸、丙烯酰胺、甲基丙烯酸甲酯为原料进行共聚反应,并以钠基膨润土为无机添加剂,合成了耐温抗盐预交联颗粒调剖剂.对 影响该调剖剂吸水性能的因素进行了考察,并评价其在原油中的收缩性能、水恢复性能和热 稳定性能.结果表明,该预交联颗粒调剖剂在自来水中膨胀倍数可达200倍左右,在1 000 ～10 000 mg/L盐水中膨胀倍数仍可达40～80倍;在80 ℃环境中放置2月后 性能良好;在原油中收缩率可达95%,堵水不堵油.另外,其柔顺性好,变形能力强,注入性能优良,调剖效果显著,达到提高采收率的目的.     

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     

多功能水泥外加剂在BZ25-1油田固井中的应用

配制一种满足现场固井技术要求的水泥浆,往往需要四五种外加剂来调节,而不同的外加剂混在一起会互相影响,产生相容性的问题,给现场配制水泥浆和固井作业带来很多困难.研究开发出了多功能油井水泥外加剂.该外加剂是一种合成共聚物,它含有大量的对水泥颗粒具有分散和吸附作用的基团,用该外加剂配制出的水泥浆性能稳定,具有良好的流变性和稳定性,游离液的控制能力强.多功能油井水泥外加剂具有降失水、分散减阻和自调凝功能,抗盐、抗钻井液污染.经现场应用表明,用多功能外加剂配制出的水泥浆过渡时间短,强度发展快,具有较强的防窜能力,配合单级双封工艺,可用于长封固井段固井;该体系具有低失水、低游离液、抗海水和抗钻井液污染的能力,应用简便,性能稳定,适应能力强.在BZ25-1油田19口常规定向井的固井中,经过CBL检测,所有油层封固井段的声幅值小于10%,固井一次优质率为100%.     

改性淀粉强凝胶堵剂的研制

利用改性淀粉的优越性能,开发出了一种适用于中、低温油藏的改性淀粉强凝胶堵水调剖剂.研究了该堵水调剖剂各组分浓度对成胶时间与凝胶强度的影响,考查了pH值、温度、水质等作用对堵水调剖剂性能的影响,并采用填砂管模拟实验方法评价了该堵水调剖剂的作用效果.结果表明,该堵水调剖剂强度高,耐盐、耐冲刷,堵剂成胶时间可调,适于中、低温油藏的深部调堵,并且施工成本较低.目前此体系已在吉林油田推广使用,取得了良好的增油效果.     

新型综合增注剂LJ系列的研究与应用

介绍了新型综合增注剂LJ系列的增注机理、性能、作用及其在克拉玛依油田、彩南油田等新老区块各类欠注井上的应用情况。现场施工57井次,有效率达98%以上。现场应用表明,LJ系列综合增注剂解除了吸水层堵塞,满足了地质配注要求,与压裂增注相比,具有解堵厚度大,适应于多个吸水层的特点。LJ系列综合增注剂有两大部分组成:预处理剂LJ-2具有很好的渗透分散作用;主处理剂LJ-3起到了防止粘土颗粒运移、膨胀及溶解水中微生物菌体、机械杂质的作用,达到疏通孔道之目的。     

新型弱凝胶水基钻井液研制及作用机理分析

目前弱凝胶钻井液存在抗温、抗盐和封堵性能差等问题,限制了其推广使用。研制出一种新的弱凝胶成胶剂,其抗温达150℃,抗钙可达4 000 mg/L。以该成胶剂和优选出的降滤失剂IMPERMEX、封堵剂JA为主剂,以CX-215和KCl作抑制剂,形成了一种新型弱凝胶水基钻井液。评价结果表明:该钻井液在接近静止状态下的黏度可达90 000m Pa·s,剪切后黏度快速下降,且静切力表现出无时间依赖性,属于快的弱凝胶体系;具有好的降滤失和稳定井壁能力。环境扫描电镜和蔡司体显微镜分析结果表明,该钻井液微观结构由三维空间网状结构与包裹、镶嵌在网状结构节点上的溶胶颗粒组成,是一种具有独特空间结构的复杂胶体分散体系;该钻井液在微裂缝内能形成具有良好压缩性的致密封堵层,封闭岩石通道,具有良好的井壁稳定作用。     

pH值对硅酸盐钻井液性能的影响

硅酸盐钻井液体系的流变性能、防塌性能以及油层保护性能受pH值影响最甚。采用常规方法研究了不同pH值下硅酸盐钻井液体系的性能,采用动态光散射技术研究了聚硅酸粒子的粒径分布和表面电荷。研究表明:pH值对体系的失水影响最大;对黏度影响则不同,在低浓度(1.0%)时pH值对体系的黏度影响不大,在高浓度(5.0%)时黏度随着pH值增加迅速下降;而防塌性能随着pH值增加先增强后减弱,在pH=8.0处达到最强;pH值通过控制聚硅酸粒子的粒径分布和表面电荷控制聚硅酸粒子的絮凝程度,从而影响到聚硅酸/造浆黏土和聚硅酸/井壁黏土之间的作用。该研究结果有利于人们从本质上认识硅酸盐钻井液体系的宏观性能,进一步促进硅酸盐钻井液体系的应用。     

固井用防水窜自愈合剂的探索

针对固井后环空窜流遇水问题,笔者开发了防水窜自愈合剂。该防水窜自愈合剂为核壳结构,以高吸水树脂作为核心材料,吸水倍数从尺寸为100 μm开始呈指数增长,30 s内140目的样品吸水量达1898倍,120 s后达到稳定值,约2200倍;120目时吸水量在30 s也可达到892倍左右,120 s达到稳定值约1950倍。通过外部包裹后,其在水中可达到90℃下3 h不吸水的能力。在水泥水化后外壳破坏,其具有吸水自愈合能力。岩心实验表明,90℃下压差为2 MPa条件下防水窜自愈合剂40 min左右可完成裂缝封堵。含4%防水窜自愈合剂的常规密度水泥浆具有良好的流变性能,失水量可控,稠化时间线性正常,抗压强度较高,能够满足浅井固井水泥浆的需求。     

固井用防水窜自愈合剂的探索

针对固井后环空窜流遇水问题,笔者开发了防水窜自愈合剂。该防水窜自愈合剂为核壳结构,以高吸水树脂作为核心材料,吸水倍数从尺寸为100 μm开始呈指数增长,30 s内140目的样品吸水量达1898倍,120 s后达到稳定值,约2200倍;120目时吸水量在30 s也可达到892倍左右,120 s达到稳定值约1950倍。通过外部包裹后,其在水中可达到90℃下3 h不吸水的能力。在水泥水化后外壳破坏,其具有吸水自愈合能力。岩心实验表明,90℃下压差为2 MPa条件下防水窜自愈合剂40 min左右可完成裂缝封堵。含4%防水窜自愈合剂的常规密度水泥浆具有良好的流变性能,失水量可控,稠化时间线性正常,抗压强度较高,能够满足浅井固井水泥浆的需求。      

超微粉体堵水剂的研究与应用

卫城油田深层油藏分层堵水作业中,油藏高压、低孔、低渗的特点对无机颗粒堵水剂性能要求较高,常规无机颗粒堵水剂与超细G级油井水泥易出现超压、强度低或有效期短的问题。针对这些问题,结合超细水泥堵水的技术缺陷,开展了堵水剂体系技术研究。将超细G级油井水泥、超细粉煤灰、活性矿粉和硅粉按照不同的配方比例配制了一系列堵水剂,对堵水剂的流变性、抗缩性和抗压强度等性能进行了室内实验,确定最佳超微粉体堵水剂配方为87.5%超细水泥+7.0%超细粉煤灰+1.5%活性矿粉+2.5%超细硅粉+1.5%缓凝剂。在卫城油田深层高压低渗油藏成功运用13口井,解决了此类油藏堵水的技术难题。     

弹性冻胶分散体与孔喉匹配规律及深部调控机理

弹性颗粒型调驱剂与油藏孔喉匹配规律研究的缺乏是造成现场弹性颗粒调驱施工盲目性大、措施成功率低的主要原因。针对这一技术问题,通过室内物理模拟实验,以弹性冻胶分散体在岩心中的注入性及调控能力为指标,研究了不同匹配系数条件下弹性冻胶分散体（DPG）颗粒与油藏孔喉的匹配规律,并提出了冻胶分散体颗粒在岩心孔喉中的匹配及深部调控机理,为其在油田的实际应用奠定了基础。实验研究表明：冻胶分散体颗粒呈较规则的圆球状且粒径分布均匀集中;当匹配系数优选为0.20~0.31时,冻胶分散体颗粒在岩心中兼具良好的注入性能和调控能力;通过多点测压和扫描电镜实验观察到,在优选的匹配系数范围内,冻胶分散体颗粒在岩心的前端、中端、末端均有堆积,且长岩心各区间封堵率均可达到80%以上,证明了冻胶分散体颗粒能够在多孔介质中实现深部运移,并且在多孔介质深部实现有效调控;根据压差梯度分析得到匹配规律及深部调控机理：当匹配系数较大时,冻胶分散体颗粒在近井地带快速堆积,造成注入压差急剧升高,甚至堵塞、污染地层;当匹配系数较小时,冻胶分散体颗粒不能在大孔喉或优势通道中实现有效堆积,无法对大孔喉或优势通道实现有效调控;当匹配系数在优选范围内时,冻胶分散体兼具良好的深部运移能力及深部调控能力,可以实现地层深部液流转向,大幅度提高波及系数。     

基于Pickering乳液的油基钻井液

Pickering乳液通过颗粒在油水界面吸附,形成稳定界面膜防止水滴聚并,能够提高油基钻井液的稳定性。然而,关于Pickering乳液油基钻井液的研究,忽略了油相中水滴和无机亲水颗粒间相互作用,均未考虑配浆时加入的氢氧化钙、加重剂以及地层中进入的劣质固相等无机颗粒对乳液中水滴存在形式的影响。因此,向W/O型Pickering乳液中加入氢氧化钙、重晶石和不同水化程度高岭土颗粒,通过宏观沉降实验和显微镜图像证明水滴与颗粒结合,以结合水形式存在,导致颗粒聚集;通过激光共聚焦显微镜和低温差示扫描量热对结合水进行表征。通过添加分散剂可以促进结合水颗粒的分散,提高钻井液体系的稳定性。基于W/O型Pickering乳液的油基钻井液不是油包水乳液,而是结合水颗粒在油相中适度分散的体系。此外,配制低密度油基钻井液模型体系,并调控体系的流变性能,实现低温恒流变。