HSG冻胶调剖堵水剂室内评价

针对吉林油田低渗透、裂缝油藏注水开发后期注水窜流严重的特点,研制出新型冻胶调剖堵水剂HSG。对HSG成胶前溶胶体系的表观黏度影响因素进行了分析,分析认为在相同剪切速率下溶胶体系表观黏度随共聚物浓度、矿化度、碱含量的增加而增大,并表现出剪切稀释特性,黏温测试表明溶胶体系表观黏度随温度升高而下降;对HSG成胶后冻胶体系的强度进行了测定,确定其屈服应力值为3500 Pa,振荡剪切应力扫描确定了冻胶体系的线性黏弹性区域,频率扫描确定该冻胶为强冻胶体系;2组并联填砂管选择注入试验表明,HSG溶胶体系具有良好的选择注入能力,能达到优先进入高渗透层的目的;20 m超长填砂管封堵试验表明,HSG溶胶体系的注入压力梯度为0.82 MPa/m,具有易于注入的特点,HSG成胶后的封堵强度为17.54 MPa/m,具有较强的封堵能力。该研究为HSG冻胶调剖堵水剂现场应用提供了借鉴。     

酸化堵水一体用稠化剂的室内研究

为了满足酸化堵水一体化技术的要求,用水溶液聚合方法,合成了丙烯酰胺(AM)、二甲基二烯丙基氯化铵(DMDAAC)、甲基丙烯酰氧基乙基三烷基氯化铵(DMC)聚合物阳离子稠化剂,产物相对分子质量为800～1200万。室内评价结果表明,稠化剂最佳加量为1.0%,在5%、10%HCl溶液中的溶解时间为30min。HCl加量为5%、10%时,稠化剂酸液体系黏度分别为31.0、26.8 mPa·s,在72℃回流1 h后的黏度损失率分别为21.94%和32.46%;60℃时稠化剂在5%、10%盐酸中浸泡48 min后的黏度损失率分别为39.67%和36.12%。经过交联反应成胶后的黏度均大于100Pa·s,成胶时间均低于8 h。抗盐实验表明,随着矿化度的增加,稠化剂的溶解时间变长,但体系的初始黏度、成胶后的黏度、成胶时间变化较小。该稠化剂满足酸化堵水一体化技术的要求。     

橇装式交联聚合物自动化配注系统在中原油田的应用与改进

探讨了中原油田橇装式交联聚合物自动化配注系统应用过程中存在的母液配制不稳定、沿程黏度损失大、入井液成胶率低等问题的原因及解决方案。结果表明:熟化罐搅拌器设计合理,剪切降解率低(0.63%),对母液黏度影响较小;螺杆计量下料器为体积计量方式,而不同批次聚丙烯酰胺产品干粉颗粒均一性差、密度波动大(0.48～0.57g/mL)是造成母液黏度不稳定的主要因素,通过人工监测补料,4000mg/L母液的黏度稳定在80～100mPa·s。入井液平均成胶率为59.3%,系统机械剪切、交联剂自动加入系统的系统误差、母液返液和管线阻塞使交联剂欠配是重要的影响因素,采取提高交联剂加量设计值、人工同步测定手动追加、增设单流阀、延长清水冲冼时间等措施后,交联剂损失达到了设计要求(3%),入井液成胶率达到94.7%。喂入泵、注聚泵和静混器是机械剪切因素中最重要的环节,不回流或少回流、长井距注聚不使用静混器及采用低频恒流量柱塞往复泵可有效降低溶液黏度的剪切降解损失。     

低温带压作业用高强度凝胶性能评价

为满足低温油井带压修井作业对凝胶高强度、成胶时间可控以及可破胶的性能要求,以多羟基聚合物P3600和自制交联剂Smel 30制得一种适用于低温环境(30～50℃)的高强度凝胶。通过SEM分析凝胶微观结构,采用万能材料机测试其抗压强度,并用黏度法研究了凝胶的成胶时间及其影响因素,考察了凝胶体系的稳定性和破胶性。结果表明,由8.75%P3600和2%Smel 30组成的凝胶体系在低温(30～50℃)、pH值为4.5数5.5的条件下稳定成胶,形成三维网状结构,本体强度可达18 N;pH值对凝胶成胶时间的影响较大,现场可通过改变pH值调节凝胶的成胶时间;金属离子可以缩短凝胶的成胶时间,可作为控制凝胶成胶时间的第二因素。该凝胶体系具有良好的抗油性和稳定性,并且在带压作业结束后可迅速破胶为流体,满足带压作业要求。图7表1参23     

钻井液黄原胶胶液的流变特性研究

以钻井液黄原胶水溶胶液为研究对象，研究了浓度、pH值、温度、剪切速率等因素对低浓度黄原胶水溶胶液流变性的影响，以及黄原胶水溶胶液体系的流变模型。研究表明，在一定剪切速率下，黄原胶水溶胶液浓度越大，黏度越高，非牛顿性越强；温度升高会使体系黏度降低，当温度恢复到初始温度时，黏度恢复到初始黏度的70%～80%；pH值在6～7时，黏度最大；剪切速率为1～100 s^-1时，黏度急剧下降，剪切速率为100～500 s^-1时，黏度下降缓慢；体系流变模型符合Herschel Bulkley方程；体系剪切稀释性明显，触变性较小。在石油天然气钻井工程中，低浓度（0.1%～0.7%）的XC水溶胶液就能满足钻井、完井液增黏、降滤失、改善流型等方面的需要。     

聚丙烯酰胺的分子结构对微凝胶体系性能的影响

和聚合物驱技术相比,微凝胶驱技术能够大幅度降低部分水解聚丙稀酰胺(HPAM)的用量,提高HPAM溶液的耐温抗盐能力,解决污水配制HPAM溶液的问题,具有明显的经济效益和社会效益.低水解度、高相对分子质量的HPAM能够提高微凝胶体系的成胶能力,其相对分子质量越高,成胶时间越短,成胶黏度越大,临界成胶浓度越低.HPAM的相对分子质量从5×106提高到20×106时,成胶时间从38d缩短到4d,成胶黏度从23.7mPa·s增加到168mPa·     

临界温度下不同凝胶体系适应性研究及配方优化

为了满足现场深部调驱的需求,研究适用于临界温度(65~75 ℃)条件下的凝胶调驱体系配方。采用室内实验评价方法对聚丙烯酰胺(HPAM)-有机铬和聚丙烯酰胺(HPAM)-酚醛树脂共2种常用凝胶体系在70 ℃条件下的适应性进行了分析与评价。研究结果表明,酚醛树脂凝胶比有机铬凝胶的成胶黏度高,黏弹性模量大,说明附着力和抗剪切能力强;成胶的浓度下限低,可大大降低调驱成本。然而,酚醛树脂凝胶存在交联速度慢、交联时间过长(120~140 h)等问题,因此引入金属离子增加交联反应类型,将交联时间缩短至48 h;得到了适用于临界温度下的可动凝胶体系配方:聚合物浓度为1 200 mg/L,交联剂浓度为1 300 mg/L,促胶剂浓度为50 mg/L。对应凝胶体系的交联时间为48 h,成胶黏度为2 100 mPa · s,70 ℃条件下,恒温考察90 d,黏度保持率达到70%以上,并且仍保持较好的黏弹性,未出现破胶、析水现象,说明体系长期稳定性良好。     

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。     

交联聚合物凝胶流变性能评价研究

以铬交联凝胶体系为研究对象,考察铬凝胶体系成胶前后的流变性变化.结果表明:交联聚合物溶液的表观黏度与聚合物含量和流速相关;剪切作用使黏度损失并影响成胶强度和成胶速度;凝胶强度可用储能模量量化表示;一定强度的剪切作用能彻底破坏凝胶结构,静置后能够部分恢复黏度,不同黏度的凝胶恢复能力差距较大.     

聚合物驱用复合离子调剖剂HN-3性能研究

为了抑制聚合物驱过程中聚合物的窜流,研制了一种用于河南油田聚合物驱技术的复合离子调剖剂HN-3(由400~800 mg/L复合离子聚合物ZN930和40~80 mg/L有机铬交联剂DT862组成),考察了ZN930与聚合物驱用聚合物的配伍性和成胶性差异,研究了ZN930浓度、DT862浓度和剪切等因素对成胶性能的影响,以及HN-3在多孔介质中的注入性和封堵性。结果表明,ZN930与聚合物驱单元用聚合物配伍性好,混合后油藏温度下(50℃)放置90 d未发生分层或沉淀,且老化后的黏度略高于混合初始黏度;同等聚合物浓度下成胶性能优于相当或略高相对分子质量的部分水解聚丙烯酰胺(HPAM);油藏条件下浓度为400~800 mg/L的ZN930和40~80 mg/L的DT862复配能形成性能良好的凝胶并在180 d以上不破胶,说明调剖剂成胶后具有良好的稳定性;随着注入速率的增加,交联体系初始黏度和成胶黏度均有不同程度的下降,且成胶时间有所延长;当注入速率达1200 m L/h时,剪切后的体系几乎不能成胶,故在现场应用中应尽量控制地面设备对交联体系的剪切。与相同浓度(1000 mg/L)的聚合物3630S、MO-4000、1285溶液相比,在相同注入速率下HN-3具有良好的注入性,且在多孔介质中封堵效率大于90%,成胶黏度40~1500 m Pa·s可控。     

海上稠油热采封窜体系室内研究

针对海上热采气(汽)窜问题,室内考察了一种耐温高强度环保型碱木素冻胶封窜体系的表观黏度、成胶温度、pH值对体系成胶时间、成胶强度的影响,研究了该体系的热稳定性和岩心封堵能力。研究表明,组成为5%碱木素+2%潜在醛类交联剂HDI+1.5%酚类交联促进剂DB+0.5%酰胺类耐温改进剂UR+1%高分子腈类韧性改进剂PL的碱木素封窜体系在常温(25℃)下的黏度为4.7 mPa·s,具有良好的可泵注性;体系成胶温度≥75℃,75℃下成胶时间为30 h,成胶强度为0.084 MPa,温度升高后体系的成胶时间缩短,成胶强度略降,当温度达到280℃时,成胶时间为5 h,成胶强度为0.068 MPa;体系使用的最佳pH值为7.0~9.0之间;该体系在250℃放置60 d后仅有少量脱水,重量变化在5%以内,成胶强度达0.067 MPa,说明体系热稳定性强,可满足高温储层的使用需求。岩心封堵实验表明,该体系封堵岩心后残余阻力因子为114.3;将碱木素封窜体系与泡沫复合使用的碱木素泡沫复合体系(碱木素封窜体系+2.5%磺酸盐类阴离子起泡剂COSL-07),残余阻力因子123.2,封堵效果良好。双管实验表明,碱木素泡沫复合体系使高渗管产液体积分数由80%降至55%,低渗管产液体积分数由20%升至45%,双管综合采出程度提高16.9%,说明该体系具有优良的选择性封窜和分流能力,可起到良好的调堵封窜作用,从而有效提升蒸汽驱驱油效果。     

WLD暂堵剂的研制及应用

在堵水封窜作业中,如何保护非目的层不受污染,是施工成功与否的关键。新研制的WLD暂堵剂成胶后粘度在10 000 mPa·s以上,经过一段时间后破胶,粘度可降至200 mPa·s以下。室内岩心实验表明,经暂堵后,中低渗透率岩心可承压10 MPa以上,破胶后岩心渗透率恢复率大于85％。利用该技术与现有的封窜技术结合进行2口井现场试验,从试验结果看,控制了对非目的层的污染,取得了良好的效果。     

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 ℃条件下成胶时间为15 h,在长度为0.5 m、直径为3 mm的管线中突破压力梯度达7.0 MPa/m。红河油田进行先导试验4井5轮次,有效封堵率100%,能够在裂缝中形成高强度封堵,有效提高了直通型裂缝缝内堵剂的封堵强度; 调剖后平均油压提升6.7 MPa,累计注水5 643 m3,累计增油2 723.1 t,有效解决了该地区天然裂缝发育类油藏注水开发过程中水窜过快的问题。     

缓凝高强度调堵剂的研制与应用

一些特殊性油藏注水井由于注水压力高,PI值高,油水井间窜流严重,目前常用的颗粒型堵剂注不进或污染油层,凝胶型强度低堵不住水道。以丙烯酰胺、聚丙烯酰胺为主剂,研制出DHG-1和HHG-1两种新型缓凝高强度调堵剂。在70℃条件下,两种堵剂初始成胶时间由几小时延长至5 d以上,终凝强度分别达到3.8×104mPa·s和1.2×104mPa·s。室内堵塞率均大于95%,通过控制注入速度,堵剂可优先进入高渗目的层,各项技术参数可满足特殊性油藏调堵的需要。两种体系单独或复合应用于韦5-8等4口井的调堵试验,措施成功率100%,已累计增油1992.3 t。     

吸水膨胀型聚合物暂堵剂储层保护效果研究

探讨了吸水膨胀型聚合物暂堵剂对油层及水层或高含水储层保护效果。结果表明:JBD吸水膨胀型聚合物暂堵剂对不同渗透率的岩心均具有良好的封堵效果;对油层具有良好的储层保护效果,JBD暂堵剂体系封堵岩心后,用煤油驱替测得岩心油相渗透率均大于85%;JBD吸水膨胀型聚合物暂堵剂对水层或高含水储层将造成较大的伤害,必须配合使用JPC破胶剂进行破胶解堵,此时岩心渗透率恢复值可大于90%,从而取得理想的储层保护效果,满足了注水井或高含水油井暂堵作业的需要。     

海上稠油水平井蒸汽驱汽窜封堵体系评价与研究

针对海上蒸汽驱水平井汽窜问题,提出了一种有效的封堵方法。通过实验研制了一种新型的低成本耐高温药剂体系,分别对体系的注入性、成胶时间、耐温性和封堵能力进行了评价。实验结果表明,该体系在室温下黏度约为3 mPa·s,注入性良好。在80℃时开始凝固,最终形成块状固态。该体系能承受350℃高温,残余阻力系数高达30,具有良好的堵剂性能。通过三维模型实验和数值模拟,建立了均匀封堵技术,该技术的优点是有效封堵汽窜、注入压力适宜、提高采收率效果明显,对海上稠油蒸汽驱的开发具有十分重要的意义。     

延缓交联弱凝胶调驱剂的研制与性能评价

现有交联聚合物凝胶体系成胶时间短,调驱剂不能深入油藏实现深部放置,导致了水驱开发效果较差。考察了在一定温度、热稳定剂作用下,延缓有机复合交联剂NQJ与聚合物的交联反应,形成了适用于大庆萨尔图北部油田油藏的延缓交联弱凝胶体系。该体系地面黏度较低,便于现场注入,且具有较好的延缓交联效果,可实现大剂量深部调驱。研究结果表明:抗盐聚合物、交联剂与热稳定剂的质量分数分别为0.15%~0.25%、0.15%~0.2%与0.015%~0.025%时,形成的凝胶黏度大于5 000 mPa·s,成胶时间3~6 d可调,能够满足现场深部调驱要求。     

二元体系与油层渗透率的匹配关系——以克拉玛依油田七中区克拉玛依组下亚组砾岩油藏为例

克拉玛依油田七中区油层气测渗透率主要分布在28.8~300.0 mD,渗透率级差大,部分区域存在高渗窜流通道。在二元体系驱先导试验过程中,由于对二元体系与储集层物性的匹配关系认识不清,部分井组油层堵塞,油井产液能力大幅下降,亟需确定二元体系与油层渗透率的匹配关系。针对扩大试验区的油藏特征,利用不同渗透率的岩心开展二元体系注入性实验,根据阻力系数、残余阻力系数和黏度损失率,进行注入性综合评价。结果表明,储集层气测渗透率不大于30.0 mD时,低分子量10~50 mPa·s、中—高分子量10~20 mPa·s的二元体系注入性好;气测渗透率为30.0~100.0 mD时,适合注入低—中分子量10~50 mPa·s、高分子量10~35 mPa·s的二元体系;气测渗透率为100.0~300.0 mD时,低—高分子量10~50 mPa·s的二元体系注入性皆宜。     

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.     

低渗油藏二次交联凝胶与聚合物微球复合调剖体系

针对吐哈盆地温米油田温八区块含水率上升快,无效、低效水循环严重的问题,研制了一种二次交联凝胶与聚合物微球复合的深部调剖体系。第一交联剂选用有机铬交联剂,第二交联剂选用JQ-1与FJ-1酚类交联剂的复配组合,25℃条件下,5 h后一次交联成胶黏度为374 mPa·s,78℃条件下,10 d后二次交联成胶黏度为17 005 mPa·s. 聚合物微球有良好的抗温抗盐和水化时间稳定性,在油藏温度78℃和矿化度40 000 mg/L下膨胀20 d,其粒径膨胀倍率为6.08. 得到的二次交联凝胶体系与SD-320聚合物微球进行复合调剖,通过流动实验测算阻力系数在20以上,残余阻力系数在18以上,采收率提高15.52%. 该复合调剖体系能有效降低漏失,且能够适应78℃的油藏温度,在温米油田温八区块中有良好的应用前景。