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     

抗剪切耐盐无机铝凝胶深部调剖剂研究

针对有机凝胶抗剪切性和耐盐性差的问题,采用无水氯化铝与活化剂尿素制备了一种抗剪切、耐盐的无机铝凝胶深部调剖剂。室内实验考察了质量浓度、温度、矿化度对铝凝胶胶凝时间的影响,并采用物理模拟实验从注入性能、封堵性能和耐冲刷性能3个方面对无机铝凝胶的应用性能进行了评价。研究结果表明：无机铝凝胶的胶凝时间为16～824 h,且可调,温度对无机铝凝胶的胶凝时间的影响较大,当温度小于80 ℃时,无机铝凝胶的热稳定性较好;矿化度（包括Na+,Mg2+和Ca2+）及剪切时间对无机铝凝胶的胶凝时间的影响较小,具有较高的耐盐、抗剪切能力;物理模拟实验结果表明,无机铝凝胶具有较好的注入性能、封堵性能和耐冲刷性能,封堵率在98%以上,能够满足80 ℃以下油藏深部调堵的需要。     

复合凝胶成胶机理分析及封堵效果评价

研究了"无机+有机"复合凝胶的成胶机理及封堵效果。实验结果表明,"无机+有机"复合凝胶成胶后黏度超过10×10~4 mPa·s,强度等级最高可达H级;温度越高,复合凝胶成胶时间越短,成胶强度越强;与单一无机凝胶或有机凝胶相比,复合凝胶具有半互穿式网络结构。流变性能测试表明,随剪切速率增加,视黏度降低。当岩心渗透率为6 000×10~(-3)μm~2,封堵率可达96.24%。因此,"无机+有机"复合凝胶适用于海上油田高渗透层封堵或大孔道治理等。     

多孔介质中弱凝胶运移封堵特征研究

弱凝胶运移封堵能力的强弱是决定其能否实现深部调剖的关键因素之一。本文通过多测压点填砂模型中的封堵性能评价实验,研究了弱凝胶(酚醛交联部分水解聚丙烯酰胺体系)对高渗通道的运移封堵特征。结果表明,封堵能力较强体系应以残余阻力系数(Frr)为评价指标,封堵能力较弱体系应以渗透率封堵率(E)为评价指标。动态成胶状态对弱凝胶封堵能力影响较小,为了最大限度的实现深部调剖,凝胶溶液注入后可连续地进行后续注水而无需候凝。弱凝胶能通过自身运移对模型未注胶部位形成良好封堵。注胶深度为4.2 m、注入体积为2.0 PV时,其能在0数8.5 m形成较强封堵(E≥96.3%、Frr=27.0数385.7),在8.5数25.8 m形成部分封堵(3.0%≤E≤76.7%、Frr=1.0数4.3),在25.8数32.0 m则无封堵。与注胶部位相比,弱凝胶对未注胶部位的封堵能力显著降低。多孔介质的剪切作用导致弱凝胶黏度和粒度大幅减小,使其封堵能力随运移距离的增大而显著降低。     

高温低渗油藏无机凝胶深部调剖剂WJ-2的研制

针对高温高盐低渗透油藏苛刻条件,采用聚合氯化铝与活化剂尿素等制备了一种耐温抗盐的无机铝凝胶深部调剖剂WJ-2,并进行了相关优化。测定了无机凝胶堵剂成胶后的弹性模量,对该凝胶体系的成胶时间及性能的影响因素进行了综合考察。实验结果得到凝胶体系的配方为:8%聚合氯化铝+4%尿素+0.5%助剂。该凝胶体系具有较好的注入性能和堵水效果,对岩心的封堵率达98%以上,能够满足110℃以下油藏深部调堵的需要。     

凝胶调剖剂在地层深部动态成胶性能评价

凝胶调剖剂在地层深部"是否动态成胶"决定了深部调剖技术的可行性,关系到凝胶调剖技术是否真正有效和规模应用。为了解凝胶调剖剂地层深部封堵性能,建立了长岩心模型,形成了凝胶调剖剂长岩心动态成胶模拟评价方法,对凝胶调剖剂地层深部动态成胶特性进行了综合评价。凝胶取样评价实验表明,随着凝胶的连续注入,岩心沿程各点取样黏度逐步降低,模型注入前端黏度降低比例大,后端趋于平缓,成胶黏度随注入量的增加不断增强,多测点压力监测表明其压力变化趋势与静态黏度观察数据一致,岩心电镜扫描微观成胶形态评价实验表明凝胶在岩心孔隙中呈致密的宽网膜状分布,其动态成胶特征与取样黏度和压力观察结果一致。综合评价结果确定铬凝胶调剖体系可实现地层深部的有效封堵。     

一种用于高压 CO2环境中的强凝胶封窜剂的研发与性能评价

为了封堵裂缝性特低渗油藏中的高压气窜通道,研发了一种用于高压CO_2环境下的配方为2%改性纤维素+2%丙烯酰胺+0.1%交联剂(N’N-亚甲基双丙烯酰胺)+0.03%数0.1%引发剂(过硫酸盐)的改性纤维素类强凝胶封窜剂,并考察了所形成凝胶的黏弹性、热稳定性和封堵性。研究结果表明,堵剂在10 MPa的高压CO_2环境下成胶时间为6数24 h,凝胶黏度为18×104m Pa·s,所形成的凝胶具有很高的强度,在1 Hz下弹性模量为3500 Pa、耗损模量为500 Pa。该凝胶能在高压气体环境下长期稳定存在。在高压气体中放置120 d后由于酸性作用和气体穿透作用,凝胶的性能相对减弱、其微观结构变得相对稀疏,但仍具有半固体的性质,弹性模量为2100 Pa、耗损模量为280 Pa。封堵前裂缝性岩心在出口端的气体流速高达23000 mL/min,而封堵后裂缝性岩心在出口端气体流速降至830 m L/min,接近于均质岩心的气体流速(640 mL/min)。该纤维素凝胶可被用于封堵裂缝性油藏中的高压气窜通道。     

裂缝性特低渗透油藏 CO2驱封窜技术研究

为了提高裂缝性特低渗透油藏CO_2驱开发效果,研发了一种将改性淀粉强凝胶和乙二胺联用的封窜技术。分别考察了改性淀粉凝胶体系(3%改性淀粉+3%丙烯酰胺+0.1%交联剂N,N-亚甲基双丙烯酰胺+0.05%引发剂过硫酸铵)、乙二胺体系(质量分数13%的乙二胺水溶液)及二者联用时在CO_2驱的不同裂缝性特低岩心的封堵效果,报道了改性淀粉强凝胶和乙二胺体系联用的应用效果。初始状态下,改性淀粉体系具有牛顿流体特征,可在大裂缝中均匀稳定推进,成胶后为强凝胶,黏度大于20×10~4mPa·s。乙二胺初始黏度与水接近,与CO_2反应后生成白色固体颗粒或淡黄色黏稠物。改性淀粉强凝胶可以较好地封堵开启的大裂缝,乙二胺体系可有效封堵闭合裂缝或基质窜流带。对于40目的填砂大裂缝,改性淀粉凝胶封堵前气体流量为10000 mL/min,封堵后降为760 mL/min,可提高采收率21.8%;对于闭合的微小裂缝,乙二胺封堵前的气窜速率为1950 mL/min,封堵后降为330 mL/min,可提高采收率18%。对气驱没有开发效果的裂缝性岩心,先注入淀粉体系封堵大尺度后再注入乙二胺封堵小裂缝或高渗层可提高采收率44%以上。矿场试验说明裂缝性特低渗油藏气窜后,改性淀粉堵剂和乙二胺联用封堵窜流通道可大幅度提高采收率。     

FH-10堵剂的研制及在新疆低渗透油田的应用

以丙烯酰胺为单体,在引发剂作用下与交联剂和改性剂反应生成强度较高的凝胶堵剂FH-10.确定该堵剂的最佳配方:丙烯酰胺20 g/L、改性剂25 g/L、交联剂800 mg/L、引发剂20～50mg/L.性能测试表明,该堵剂26℃时的黏度为1.1 mPa·s,易泵送易注入,75℃成胶时间≥4 h,反应8 h后的成胶黏度约5 Pa·s,成胶强度大于在用聚丙烯酰胺类强、弱凝胶.在石117储层岩心中,FH-10堵剂、弱凝胶、强凝胶的注入压力分别约0.4、20、9 Mpa,突破压力分别为8、<1、3.5 Mpa,封堵率分别为97.6%、81.3%、93.0%.FH-10堵剂可抗50 g/L CaCl2,形成的凝胶75℃下放置30 d不破胶.现场施工两口井,其中一口井已累计增油3635 t.     

环保型高温PEI凝胶的配方优化与性能评价

采用聚乙烯亚胺作交联剂制备新型PEI凝胶,基本配方为:(0.6%~1.2%)聚丙烯酰胺70010+(0.05%~0.10%)PEI P10000+(0.02%~0.05%)SCN,80℃下该凝胶初始成胶时间为24 h以上,终凝强度为10 000 m Pa·s以上;90℃下,仍保持稳定3月以上。实验结果表明,该PEI凝胶在较宽温度(65~90℃)、pH值(5.5~9.0)、矿化度(5 000~60 000 mg/L)范围内均能形成理想强度的凝胶,且具有良好选择注入性、较高封堵强度和耐冲刷能力。