稠油热采无机硅酸凝胶封窜剂的研究与应用

在稠油油藏热采过程中容易发生蒸汽地下窜流和地表汽窜,严重影响矿区产能,同时造成地面污染。以水玻璃与尿素为交联剂主体,通过与表面活性剂甘油三乙酸酯进行复配,研制了一种新型耐高温封窜剂。通过正交试验确定了最优封窜剂配方:60%水玻璃+4%尿素+0.2%甘油三乙酸酯+水;红外光谱(FTIR)及扫描电镜(SEM)分析发现,该体系中水玻璃通过一段时间的交联,形成单硅酸,后缩聚形成线性多聚硅酸,硅酸分子间相互作用发生缠结,形成的网状结构使得其稳定性较高,结构更稳定,有更好的耐温能力;实验室内填砂管性能评价结果表明,封窜剂段塞注入量为0.2 PV及候凝时间为5 d时,封堵率98.8%、突破压力梯度1.4 MPa/m、残余阻力系数83.32,经过21 PV 260℃的高温蒸汽冲刷后封堵率稳定在94%以上;现场试验结果表明,井F-109日产油从0.9 t增至5.5 t,含水率由89%降至50%,施工244 d,累计增油1122.4 t,F井区地面不再发生蒸汽窜漏,受地面窜漏影响的14口井恢复了正常注汽吞吐生产,累计增油15713.6 t,平均单井日注汽量100 m 3,注汽压力5.5 MPa。综合表明,该封窜剂体系具有良好的高温选择封堵性,对稠油热采高温蒸汽窜流的有效治理提供了理论指导和技术支撑。

高温高盐油藏污水配聚黏度影响主控因素及调剖调驱体系研究

针对尕斯库勒油藏近几年开发中高含水油田注水开发的关键性问题,开展高矿化度高硬度污水配聚及调剖调驱体系研究。通过分析影响尕斯库勒油田污水配聚溶液性能的主控因素,开展以聚合物为基础的调剖调驱体系配方优选、性能评价及调驱机理研究。实验结果表明,污水配聚性能的主控因素影响力顺序为:Fe^(2+)>Fe^(3+)>微生物IB>微生物TGB>溶解氧>微生物SRB>Mg^(2+)>Ca^(2+)>Na^(+)>K^(+);确定了126℃最优的调剖调驱体系配方为:0.5%主剂AS-5+0.2%交联剂ZK-1+0.1%稳定剂硫脲+0.1%改进剂HEDP。封堵和驱油实验结果表明,该体系封堵率达到94.7%,具有较好的驱油性能和改善地层的非均质性能力。该研究为高温高盐油藏的高效开发提供了理论指导和技术支持,具有显著实际意义。

CPGS国内外研究现状及发电应用进展

CPGS结合了CO_(2)地质封存和深部地热开发2种技术的优势,在实现地热能开采的同时,也对CO_(2)进行了地质封存,从而实现了温室气体减排和可再生能源利用技术的结合,CO_(2)的排放在最大限度上减少。介绍了增强型地热系统和CO_(2)羽流地热系统,对比分析了水和CO_(2)作为传热工质的优缺点,同时详细地介绍了CO_(2)羽流地热系统的国内外研究现状以及研究需要改进之处。最后介绍了3种CO_(2)羽流地热系统发电应用技术,即热伏发电、有机朗肯循环发电技术、基于以太阳能为辅助热源的CPGS-sCO_(2)布雷顿联合循环发电技术。

CO_(2)驱不同注入方式对低渗透储层渗流能力的影响

CO_(2)驱是提高低渗透储层采收率有效的技术手段。CO_(2)与原油接触后使体系中的沥青质以固体形式沉积下来,对储层造成一定堵塞,但同时发生的溶蚀作用整体上提高了储层渗流能力,且不同注入方式下CO_(2)驱对低渗透储层渗流能力的影响具有一定差异。开展了CO_(2)连续注入及CO_(2)-水交替注入后有机垢堵塞机理实验、储层润湿性实验及CO_(2)-水溶液对岩石的溶蚀评价实验,并对相对渗透率曲线参数变化特征进行评价,定量表征了CO_(2)驱不同注入方式对低渗透储层渗流能力的影响程度。结果表明:CO_(2)驱产生的有机垢会对岩石孔喉造成堵塞,但整体上CO_(2)与绿泥石反应导致的溶蚀作用更强,使得低渗透储层采收率有效提高;且CO_(2)-水交替注入比CO_(2)连续注入引起的有机垢堵塞要弱,溶蚀作用效果更好,渗透率损失率更低,能够在中、大孔隙中取得更好的驱油效果,整体上更能增大岩石孔隙空间和渗流通道,使得低渗透储层采收率有效提高。

高温高盐油藏凝胶体系研究及性能评价

针对油藏高温高盐状况,研制了耐高温高盐油藏的AS-1凝胶体系和XJ-1凝胶体系,考察了两种凝胶体系的耐温性、热稳定性、耐盐性及驱油效率等。实验结果表明,AS-1凝胶体系的最优配方为0.4%(w)AS-1聚合物、0.5%(w)乌洛托品、0.3%(w)对苯二酚、0.02%(w)硫脲、0.02%(w)羟基乙叉二膦酸(HEDP),XJ-1凝胶体系的最优配方为0.5%(w)XJ-1聚合物、0.7%(w)聚乙烯亚胺、0.02%(w)硫脲、0.02%(w)HEDP。两种凝胶体系在150℃、矿化度1.1×10^(5) mg/L条件下老化10 d脱水率分别为4%,6%;在126℃、矿化度1.1×10^(5) mg/L条件下老化60 d体系黏度保留率分别为94.2%,94.5%。在最佳段塞注入量0.6 PV、126℃条件下候凝时间为24 h时,两种凝胶体系的封堵率分别为95.5%,96.1%,总采收率分别达到了71.8%,72.5%。

二氧化碳驱后微粒运移对低渗透储层的伤害及对渗流能力的影响

CO_(2)驱是高含水油藏三次采油有效的技术措施。利用现有井网转注CO_(2)是目前低油价下经济可行的开发方式。虽然在驱替过程中引起的微粒运移会对岩石孔喉造成堵塞,但注入CO_(2)能有效降低注入压力,且在注入过程中发生的溶蚀作用整体上提高了流体的渗流能力。通过开展CO_(2)驱后微粒运移堵塞规律实验及CO_(2)-水溶液对岩石溶蚀评价实验,并对驱替前后的相渗曲线变化特征进行评价,进一步说明CO_(2)驱对储层渗流能力的影响。结果表明,在注入CO_(2)的过程中,注入速度为0.1、1.0 mL/min时的注入压力均有所降低。有油条件下CO_(2)驱后的岩心渗透率损失为37.05%,而经甲苯和无水乙醇清洗岩心后,岩心渗透率恢复30.48%,说明微粒在运移过程中会被原油束缚,积聚成团,造成堵塞。虽然存在一定的堵塞,但CO_(2)-水溶液主要与绿泥石发生反应,并释放Ca^(2+)、Mg^(2+)、Fe^(2+)等离子,其中Ca^(2+)浓度增长137.05%、Mg^(2+)浓度下降52.20%、Fe^(2+)浓度下降49.45%,说明虽然产生的MgCO_(3)、Fe_(2)O_(3)等会对岩石孔喉造成堵塞,但CO_(2)对CaCO3的溶蚀作用更强,整体上提高了流体的渗流能力,从而在一定程度上改善了后续水驱的注水能力及效果。CO_(2)驱前后,相渗曲线中束缚水饱和度增加,残余油饱和度降低,两相共渗区增大,驱油效率增加,进一步说明CO_(2)驱产生的溶蚀作用整体上增大了孔隙空间和渗流通道,提高了注入水的注入能力。

二氧化碳和氮气及烟道气吞吐采油物理模拟实验——以辽河油田曙一区杜84块为例

针对辽河油田曙一区杜84块超稠油主力含油区块在开采过程中普遍存在的吞吐周期高、开发效果逐渐变差等问题,通过室内实验,分析了二氧化碳和氮气在杜84块超稠油中的溶解性及其对原油粘度的影响;通过物理模拟实验,模拟了在注蒸汽辅助的条件下,单纯注CO2、单纯注N2及模拟烟道气等多种吞吐方式的采油规律及增产机理;研究了CO2与N2的注入次序、注入量、注入比例及注入压力与放喷压力等参数对吞吐效果的影响。结果表明,在杜84块超稠油主力含油区块开采过程中,CO2和N2的注入次序为先注N2后注CO2,CO2与N2的体积比为2:1,注入压力为15MPa,生产时放喷压力以地层压力7.35MPa为最佳。

聚合物驱溶液中溶解氧对聚合物稳定性的影响

通过简要分析ＨＰＡＭ氧化降解的机理和抑制其氧化降解的化学方法，联系河南油田聚合物驱实际情况，研究了溶解氧对Ｓ７２５聚合物稳定性的影响。结果表明：在６５℃、有氧情况下，无论用清水还是用污水配制Ｓ７２５时其溶液粘度都快速下降，Ｓ７２５降解严重，将几种添加剂有机地复配可以获得较好的粘度稳定效果。

一种新型疏水缔合聚合物的合成及性能评价

对新合成的疏水缔合聚合物BSC14-1溶液进行性能测试,确定了其临界缔合浓度(CAC)为1 300 mg/L,并验证了BSC14-1具有一定的抗温耐盐性和剪切恢复性.在此基础上进行岩心驱替实验.不同渗透率岩心的驱替实验表明:BSC14-1对高渗岩心有更高的提高采收率值(12.16%),中渗岩心次之(5.93%),低渗岩心最低(3.26%);与HPAM的同等高渗岩心对比驱替实验表明:BSC14-1提高采收率值高于HPAM 5.2个百分点.

聚丙烯酰胺凝胶在裂缝孔隙双重介质中的封堵性能

针对克拉玛依油田八区乌尔禾组油藏的基本特征,为了研究在裂缝孔隙双重介质中聚丙烯酰胺凝胶的封堵能力,在室内建立了3种岩心模型,测试了不同模型中聚丙烯酰胺凝胶的封堵率及耐冲刷性;运用不同浓度聚丙烯酰胺合成的凝胶,在不同注入速度、不同岩心渗透率条件下开展了堵水驱油和长岩心模型封堵评价实验,研究了聚丙烯酰胺凝胶对裂缝孔隙模型的封堵率和原油采出程度的影响。结果表明,聚丙烯酰胺凝胶对所有裂缝孔隙模型的封堵率都大于94%;裂缝孔隙模型在聚丙烯酰胺凝胶封堵后,水驱采出程度增加近一倍,最终采出程度达到60%以上。

吴旗油田表面活性剂降压增注物模实验和现场试验

针对吴旗油田长2油藏物性差,渗透率低,注水井堵塞严重的情况,研发了由不同类型商品表面活性剂及助剂醇组成的四组份复配体系H和三组份复配体系D,药剂浓度均为1.1%,给出了体系配方。在4~5 MPa压力下,在空气渗透率0.86×10-3~1.91×10-3μm2的储层岩心中依次注矿化度2.42 g/L的注入水,5 PV体系H或D及后续注水,注水压力降低率/驱油效率分别为21.6%/7.9%(体系H)和32.5%/7.2%(体系D),体系H或D注入量增至101、5 PV时两个参数略有增大,注入压力增至大于81、2 MPa时两个参数略有减小。两体系与原油间界面张力在10-2mN/m级。选择复配体系D用于吴72-71井的降压增注试验,酸化后再注表面活性剂,处理半径5 m,注入体系总量836 m3,含药剂9.2 t。注入后该井注水压力下降3 MPa,完成日配注水量60 m3,有效期已超过6个月。图3表3参5。

冷43块稠油油藏氮气泡沫调剖实验研究

在模拟辽河冷43块稠油油藏的烧结模型上进行了氮气泡沫调剖实验研究。起泡剂LH 1溶液与氮气质量比为1∶1,驱替流量按相似条件求出,驱替程序包括:饱和地层水,水驱,氮气泡沫驱,后续水驱。常压下在均质模型中注入起泡剂溶液和氮气时,阻力因子随LH 1浓度增大而增大,随温度升高而略减小,在30、60、80℃下,0.5%LH 1浓度时分别为5.81,5.78,5.67;后续注水时残余阻力因子随温度升高略有减小,在以上3个温度下分别为1.83,1.78,1.68。在非均质模型上,在围压高于内压2MPa条件下,高渗低渗层流量比在水驱时为3.00～3.17,注入1.0%LH 1溶液和氮气时下降至1.44～1.67,后续水驱时回升至2.08～2.23;常压(0.1MPa)、60℃或80℃下该组流量比值相差不大;60℃、压力0.1、10、20MPa下的该流量比,注剂时分别为1.44,1.63,1.67,后续水驱时分别为2.08,2.08,2.13。两组实验结果表明:LH 1的浓度宜选择0.5%～0.6%;同时注入起泡剂溶液和氮气可在岩心中产生泡沫,泡沫先进入高渗层,起调剖和使后续泡沫流和水流转向的作用;在高压下泡沫仍具有这种调剖和使流体流转向能力,只是略有减弱。表2参4。

超稠油多轮次蒸汽吞吐后残余油组分分析

针对辽河油田杜84块超稠油油藏多轮次蒸汽吞吐开采的生产现状,对所取的馆陶组和兴隆台组残余油进行了族组分、全烃色谱分析。分析结果表明,馆陶组原油中沥青质含量高达57.34%,非烃为14.28%,芳烃为14.34%,饱和烃为14.04%;兴隆台组原油中沥青质含量高达51.78%,非烃为26.99%,芳烃为8.78%,饱和烃为12.47%。兴隆台组原油含有少量的芳烃,正构烷烃基本上被生物降解,最后峰值为甾萜生物标志物;馆陶组原油色谱图与兴隆台组原油基本一样,但中间多了2个峰值,这是微量异构烷烃的显示。

杜84块CO_2、N_2和烟道气吞吐采油数模研究

杜84块是曙一区超稠油主力含油区块,但目前普遍存在吞吐周期高、开发效果逐渐变差等问题。为了进一步提高杜84块超稠油的开发效果,在稠油油藏储层特征和原油渗流特性研究的基础上,通过数值模拟方法,优化了注入量、注入速度、注入次序、气体的注入比例、焖井时间、注入周期以及放喷速度等参数,预测了最佳开采方案。数值模拟研究表明:在杜84块采用先注N2再注CO2最后进行蒸汽吞吐开发方式开采,开发效果较好;注入参数为注汽速度为400t/d,注汽天数为5d,N2、CO2比例为1∶2,每周期注入蒸汽总量为2000t,吞吐周期时间为4个月,采液量为24m3/d,焖井时间为6d为最佳。

冷43块稠油油藏氮气泡沫驱油试验研究

根据冷 4 3块油藏实际情况 ,压制了平面非均质性单层模型、纵向非均质性三层模型 ,研究了不同气液比、不同起泡剂浓度、不同温度和回压下氮气泡沫在模型中的驱油能力 。

转向重复压裂高效暂堵剂性能评价

针对油井施工次数的增加,老井原有的人工裂缝生产潜能逐年降低等问题,提出了转向重复压裂技术,并介绍了水溶性SC-JXSG高效暂堵剂。通过室内静、动态实验评价了暂堵及解堵效果,分析了暂堵剂的浓度、注入量和注入压力对暂堵效率的影响。结果表明:1静态评价实验中,质量分数为3%的暂堵剂在30℃时溶解缓慢,80℃时也需数小时才能充分溶解;2裂缝性岩心暂堵动态实验中,在60℃条件下,注入1 PV质量分数为3%的暂堵剂,暂堵率可高达99%,突破压力梯度高达37.90 MPa/m;在80℃条件下,反向注入10 PV地层水解堵,最终解堵率可达73%。该暂堵剂现场试验效果良好,可以满足压裂暂堵现场施工要求。

河南油田交联聚合物驱地层堵塞机理研究

针对河南油田交联聚合物驱地层面临的地层堵塞问题,进行了污水及污水配制交联聚合物的长岩心注入性试验,分析了影响交联聚合物注入性的各个因素及堵塞机理。结果表明:当渗透率一定(<0.3μm2)时,堵塞程度随污水注入流量的增加而增加;污水对岩心产生的伤害是由于污水的硫化物、硫酸盐还原菌、含油量三项超标造成的。在渗透率较小的岩心(K=0.267μm2)中只能注完聚交比(聚合物与交联剂浓度比)为200/50、300/50的2个交联体系;在高渗透岩心中(K=2.063μm2)可以注完聚交比为200/50、300/50、400/50、600/50的4个交联体系;在渗透率为2.063μm2的岩心中,随聚交比增大,堵塞程度增大,当聚交比大于400/50以后,岩心发生中等程度堵塞;当聚交比为400/50时,渗透率越低堵塞越严重,并且堵塞部位发生在端面。

建南致密砂岩气藏压裂液伤害主控因素

实验测定了建南致密砂岩油气藏羧甲基羟丙基瓜胶压裂液、低聚物压裂液和羟丙基瓜胶压裂液3种压裂液破胶后的黏度、表面张力及残渣含量,发现3种压裂液破胶后的性能参数存在一定的差异。通过测试不同压裂液体系对岩心的总伤害率和基质伤害率并计算出了水锁伤害率,发现岩心的水锁伤害率（65%~80%）远大于基质伤害率（5%~15%）,水锁伤害才是降低储层渗透率的主要伤害来源;且岩心基质伤害率和水锁伤害率不仅与压裂液的性能参数有一定的关系,还与岩心渗透率和岩性存在一定的关系。通过分解实验法逐步分析测定了这些因素对压裂液伤害的影响后得出,压裂液的残渣含量是影响基质伤害的主控因素;岩心渗透率是影响水锁伤害的主控因素。通过解水锁实验发现,严重水锁的岩心通过相应的解水锁措施后,岩心渗透率恢复值高达70以上,说明通过相应措施确实能减小水锁伤害。

二氧化碳对高凝油物性影响实验研究

国内高凝油一般含蜡量高、凝固点高 ,凝固点与地层温度接近的高凝油易产生冷伤害 ,开采难度大。针对二氧化碳吞吐开采高凝油过程中 ,二氧化碳对高凝油的粘度、流动特性、凝固点的变化开展实验研究 ,研究表明二氧化碳溶解后高凝油粘度大幅下降、凝固点大大降低 ,流动性得到明显改善 ,二氧化碳吞吐开采高凝油可改善开发效果。

低渗透油藏水驱转空气泡沫驱提高采收率物理模拟实验

为进一步提高镇泾油田低渗透油藏原油采收率,利用室内驱油物理模拟技术,开展了水驱转空气泡沫驱提高采收率实验研究,探讨了空气泡沫驱对低渗透油藏水驱开发效果的影响。实验结果表明,在模拟地层条件下,初始水驱阶段的平均采收率为29.06%,水驱转空气泡沫驱后,采收率得到明显提高,增量均在10%以上;再次水驱后,最终采收率平均可达到45.42%。随着空气泡沫注入速度的增加,采收率呈上升趋势,但增幅逐渐减小。注入速度越大,气体突破时间越早,不过实验过程中并未发生明显的因气窜而导致采收率降低的现象;在相同条件下,空气泡沫注入总量为1倍孔隙体积时的采收率比0.6倍孔隙体积时的高5%。研究认为,通过交替注入起泡剂溶液与空气实现空气泡沫驱对于注水开发的低渗透油藏进一步提高原油采收率是可行的。