缓交联高强度封堵剂研究进展

综述了目前油田主要应用的封堵剂的发展情况,介绍了含水率较高的油田实施窜流封堵技术,分析了不同类型的深部封堵剂优劣特性及适用情况,总结和展望了未来缓慢交联的封堵剂技术的发展趋势。

水基四元超分子微球功能评价及深部调剖适应性

为解决海上高含水油藏聚合物微球耐温、耐盐和抗剪切性能差导致应用效果变差的问题,采用分散聚合方法制备了一种水基四元超分子微球,并进行了性能表征及深部调驱能力评价。结果表明,该超分子微球在温度90℃、矿化度7×10^(4)mg/L、剪切速率3 000 s^(-1)条件下具有良好的稳定性,表现出良好的耐温、耐盐和抗剪切性能;在100~3 000 mD的岩心中具有良好的注入性与封堵性;对于高含水非均质岩心可实现采收率增幅达16.68%~20.56%,具有良好的应用潜力。

微气泡增效二元复合驱提高普通稠油采收率实验

针对普通稠油化学驱提高采收率技术现状,研究了一种化学驱油新体系。通过高效二元复合驱配方的筛选,微气泡的分散,构建了微气泡增效二元复合驱体系,分别从驱替普通稠油效果和有关机理方面展开了研究。结果表明,溶气法构建微气泡增效体系简单实用,形成的微气泡(平均直径26.7μm)能较均匀地分散于常规高效二元体系中,具有注入性好,提高阻力系数能力强,残余阻力系数高等特点。除存在一般二元复合驱的采收率机理外,微气泡产生的贾敏效应叠加以及微气泡对稠油的协同乳化携带作用,能显著增加体系的波及能力和洗油效率。在模型非均质条件下,微气泡增效二元复合驱提高普通稠油采收率的效果明显高于常规高效二元复合驱,可以再增加12个百分点。本文研究为普通稠油化学驱提供了较好的技术思路。

基于Janus纳米颗粒的Pickering乳液体系测试与调剖性能研究

测试了以Pickering乳液模板法合成的Janus纳米SiO_(2)颗粒结构与性能。结果表明,Pickering乳状液具有良好的稳定性,静置24 h未发生破乳现象,乳状液液滴团聚紧密,且增黏效果良好,黏度可达4960 mPa·s。岩心驱油实验表明,Pickering乳液体系在低渗条件下具有较好的调剖效果,当岩心渗透率为50 mD时,采收率可在一次水驱基础上提高16.71%。

耐高温水基微球调驱剂性能评价

评价了一种耐高温水基微球调驱剂性能。实验结果表明:不同浓度耐温水基微球调驱剂注入不同渗透率岩心的阻力系数均小于等于5,注入性好;浓度为4 000 mg/L的耐温水基微球调驱剂在岩心中的有效封堵渗透率范围最大,封堵率最高超过90%;该水基微球调驱剂在150℃下有效封堵时间45 d左右,耐温性良好;该耐温水基微球调驱剂可提高渤海油田非均质储层原油采收率15.41%~17.92%。

微球/聚合物复配体系性能评价及机理分析

为探究聚合物和微球之间相互作用规律,利用扫描电镜对微球和“微球+聚合物”复配体系进行了微观结构观测,利用布氏黏度计对微球溶液、聚合物溶液和“微球+聚合物”复配体系增黏性能进行了评价。在此基础上,对比了聚合物溶液与“聚合物、微球段塞注入”方式的封堵性能。实验结果表明:15天后的“微球+聚合物”复配体系具有致密线网状微观结构。在微球质量分数不变时,“微球+聚合物”复配体系黏度增幅随聚合物质量分数增加而增加;在2000×10^(-3)μm^(2)、3000×10^(-3)μm^(2)和5000×10^(-3)μm^(2),渗透率条件下,与单独注入聚合物相比,“微球+聚合物”复配体系段塞注入方式阻力系数更低,可有效控制注入压力;“微球+聚合物”复配体系在具备良好注入性能的同时,封堵率与单独注入聚合物方式接近,分别为98.82%、98.40%和72.50%。

海上高温高盐油藏深部堵水用高强度凝胶体系的制备及性能

制备了一种由非离子聚合物聚丙烯酰胺(PAM)、酚醛树脂交联剂、促凝剂氯化铵和硫脲组成的凝胶堵剂体系,考察了各组分含量、温度和矿化度等对凝胶体系的成胶情况的影响,评价了凝胶体系在多孔介质中注入、运移和选择性封堵能力。实验结果表明,聚合物凝胶体系最优配方为:0.4%(w)PAM+0.4%(w)交联剂+0.3%(w)促凝剂。聚合物凝胶体系在不同矿化度模拟地层水中老化90 d后,脱水率为5.4%,具有良好的抗盐性和热稳定性。聚合物凝胶体系对高渗岩心封堵率均高于97.0%,具有良好的选择性封堵能力。

海上油田深部堵水用乳液增黏复合凝胶体系研究

针对海上油藏作业空间有限的特点以及传统的在线配注堵剂体系存在成胶强度低和封堵能力弱的问题,研制了一种由AMPS耐温抗盐乳液聚合物、聚乙烯亚胺(PEI)交联剂和无机纳米增强剂所组成的复合凝胶体系。通过成胶实验研究了组分质量分数、温度和矿化度对复合凝胶体系成胶性能的影响,优选了合理的配方并评价了注入和运移性能、热稳定性能和选择性封堵性能。结果表明:随着聚合物、交联剂和无机纳米增强剂组分质量分数的增加,成胶时间缩短和成胶强度增加。相比单一凝胶体系,复合凝胶体系的成胶时间缩短和强度增强。岩心注入和运移性能评价结果表明,复合凝胶体系待成胶液黏度低,能够在多孔介质中实现注入和深部运移,达到深部封堵目的。在模拟油藏温度80℃条件下,复合凝胶体系老化90 d后,脱水率仍然低于10%。该体系对不同渗透率的地层均具有良好的选择性封堵性能。

Janus纳米颗粒制备及其驱油性能

采用Pickering乳液法成功合成具有不同亲水、亲油性的Janus纳米颗粒,通过SEM,TEM,FTIR,TG等方法表征了Janus纳米颗粒的结构和性质,以此为基础构筑了Pickering乳液调剖剂体系,并通过单岩心物模实验测试了该体系在较低渗透率条件下的调剖效果。实验结果表明,Pickering乳液型调剖剂体系在90℃,35000 mg/L矿化度条件下具有较好的乳化性能和乳液稳定性,并展现出较好的乳化增黏效果。当岩心渗透率为50×10^(-3)μm^(2)时,后续水驱阶段注入压力可由1.053 MPa增至1.824 MPa,采收率可在一次水驱基础上提高16.71百分点,表明Pickering乳液调剖剂体系具有优良的调剖效果和提高采收率效果。

缓交联高强度凝胶的制备和性能研究

为平衡注入性与封堵性间的矛盾,需选择初始黏度低、成胶时间长、成胶后强度高的凝胶堵剂,鉴于铬冻胶成胶时间调控难度大、酚醛交联剂毒性大等问题,采用聚乙烯亚胺为交联剂、聚酰胺-胺为主剂、硫脲为除氧剂、硅溶胶为增强剂制备凝胶。实验结果表明,该凝胶可在70℃、总矿化度为26205 mg/L的储层条件下使用,成胶时间为4 d,凝胶强度可达到H级,封堵率可达90%以上,对实现深度堵水有一定的指导意义。

聚合物微球性能影响因素室内实验研究——以渤海X油田水质为例

为探究海上油田注入水水质对微球调驱性能的影响规律,对微球基本性能和X油田污水组成进行了测试,评价了污水影响下微球在多孔介质中注入、运移和封堵性能。结果表明:X油田污水含有96.34 mg/L悬浮物和11.87 mg/L油污,矿化度为26205.37 mg/L;悬浮物对微球粒径影响最大,使粒径增大15~25倍;受污水影响,微球在(1000~5000)×10^(-3)μm^(2)的岩心中注入压力上升更快;污水配制的微球调剖效果较差,改善分流率和提高采收率18.45%,幅度不及去离子水配制的情况。

低伤害固砂用乳液树脂的制备与评价

采用固化剂乳化法,以缩水甘油醚环氧树脂和香兰素/六亚甲基-1,6-二胺/丙烯酰胺三元聚合物固化剂为主体,加入一定量的偶联剂KH-550和控制剂氢氧化钠,制备了一种低伤害固砂用树脂体系。考察了树脂、固化剂、偶联剂、控制剂用量对该体系固砂效果的影响。结果表明,优选配方组成为m(树脂)∶m(固化剂)∶m(偶联剂)∶m(控制剂)∶m(水)=10∶12.5∶1∶2.5∶74。该体系在室温25℃条件下,静置24 h未固化且黏度保持在6 mPa·s;在80℃恒温水浴下固化72 h,固结体的抗压强度可达到5.8 MPa,渗透率保留率可达85%以上。

海上油田一种水基深部调驱剂的研究与应用

为达到高含水率油田深部调驱的目的,对水基超分子微球进行粒径分布、缔和性能等评价,发现该微球粒径分布在纳米-微米级别,盐水条件下缔和现象聚集体粒径扩大倍数可达5倍以上,静态条件下体系浓度在1000 mg/L以上时可实现颗粒有效聚集。岩心驱替模拟实验条件下,体系注入过程中阻力系数低,高含水率条件以及存在渗透率级差条件下依然具有较高的提高采收率幅度。该体系适用性良好,对“双特高”油田调驱提高深部处理能力具有一定借鉴意义。

海上高含水油田蠕虫状胶束驱油技术研究与应用

目的针对常规化学驱体系,聚合物耐剪切性能不佳,地层深部黏度保留率受影响的问题,进行蠕虫状胶束驱油技术研究。方法利用甜菜碱表面活性剂单体(PSM)、N,N-二甲基丙二胺等原料,采用酰胺化和季铵化两步反应的合成方式,减压条件下少量多次旋干,合成了具有黏弹性和界面活性的驱油用蠕虫状胶束表面活性剂,考查了蠕虫状胶束的分子结构、流变特性、微观结构、抗剪切性能、耐盐性能、界面张力和驱油特性。结果通过核磁谱获得的结构与目标产物一致。蠕虫状胶束在渤海模拟盐水中具有较好的增黏性(质量分数为0.30%~0.50%时,表观黏度10~50 mPa·s,7.34 s^(-1))、耐盐性(<100000 mg/L)及降低油水界面张力的能力(10^(-2)mN/m)。岩心驱替实验结果表明,蠕虫状胶束比常规聚合物具有更强的驱油能力,采收率增加11.7%。现场单井组试验增油2700 m^(3)。结论蠕虫状胶束驱油技术在海上高含水油藏中,可作为一种高效驱油剂有效发挥增油降水作用。

海上高温高盐油藏自聚集调驱体系研发与应用

印尼某海上油田油藏条件复杂,属于高温高盐油藏,长期衰竭式开采导致渗透率极差大、含水率高、采出程度高。为了解决该区块开采问题,研发了一种新型调驱剂YC-1,与普通调驱体系相比,在实现深部调驱的基础上,能够通过电性作用自组装获得较普通微球粒径更大、封堵强度更高、稳定性更强的聚集体。通过马尔文激光粒度仪、SEM、金相显微镜等对其进行性能测定,测定结果显示,YC-1在98℃、矿化度70 000 mg·L^(-1)的高温高盐条件下60天保持结构稳定,且注入性和封堵性能良好。同时,通过探究YC-1在多孔介质中的封堵运移规律,包括注入浓度优化、注入速度优选、运移能力及封堵能力验证等,形成了一套针对目标油田的注入工艺方案,对现场施工具有一定指导意义。

自生二氧化碳泡沫强化体系的研究与应用

自生二氧化碳体系所形成的泡沫稳定性较差,为延长泡沫的稳定时间,结合渤海S油田油藏条件,制备了自生二氧化碳泡沫强化体系。以增黏性能为指标,采用流变仪测试溶液黏度,优选了泡沫稳定剂;利用多孔介质自生泡沫的方式制样,通过显微镜观察了泡沫强化前后的微观形态;利用搅拌法生成泡沫,测试了泡沫稳定剂对起泡性能和稳泡性能的影响;利用物模驱替试验,研究了泡沫稳定剂的注入量和注入方式。结果表明:泡沫稳定剂SW-1的质量分数为0.3%时,黏度高、稳定性好;强化泡沫的分布更均匀、液膜更厚、结构更稳定;泡沫稳定剂的最优注入量为0.1 PV,最优注入方式为前置集中注入。现场应用结果表明,优选泡沫稳定剂加入自生二氧化碳体系,可强化体系所生成泡沫的稳定性,明显改善体系的增油效果。

海上高含水油田超分子组合调驱体系的研制与应用

基于乳液聚合物和微球的分子设计,采用反相乳液聚合工艺研制了一种稳定有效的超分子乳液聚合物-微球组合调驱体系;对乳液聚合物水解度、分子量进行了优化,并对组合调驱体系的静态性能、动态性能、封堵性能及驱油效果进行了评价。结果表明,该组合调驱体系的黏度较单一乳液聚合物大幅提升,能有效解决当前调驱体系在深部高渗条带封堵能力不足的问题。渤海油田C区块应用表明,措施井组单井含水率从92%降至79%,日产油量从19 m 3·d^(-1)升至42 m 3·d^(-1),增油超过6000 m 3。为海上中、高含水油田稳油控水提供了一种有效的解决思路,可在现场推广应用。

耐高温凝胶调剖体系成胶性能影响因素研究

通过优化聚合物及交联剂类型及比例,研究对凝胶体系成胶性能及耐温耐盐性能的影响,研制出了适用于高温高盐油藏的凝胶调剖体系,并获得了主要性能指标。实验结果表明,所研究的高温凝胶体系在温度140℃、矿化度50000 mg·L^(-1)条件下,成胶强度高、稳定性好且脱水率低,满足海上油田调剖技术的应用需求。

海上高含水油田用无机复合调驱剂实验研究

针对海上碳酸氢钠水型的高含水油田,以硅酸钠和氯化钙为主剂、聚羧酸分散剂和乳液聚合物为助剂制备了环保型无机复合调驱剂,并研究了聚羧酸分散剂类型和乳液聚合物质量浓度对调驱剂性能的影响规律。实验结果表明,当聚羧酸分散剂的酸醚比为3.7、分子量为23 800时,聚羧酸分散剂和无机颗粒表面的静电斥力和空间位阻作用相互促进,可达到有效分散效果。配合使用低质量浓度乳液聚合物(500 mg/L),形成的无机复合调驱体系可进一步增强体系的黏度和强度,初始黏度从1.1 mPa·s提升至5.4 mPa·s。封堵实验表明,无机复合调驱剂能够大幅度增加流动阻力,封堵率可达82.3%。该无机复合调驱剂可实现在线注入,具有快速分散、深部调驱和价格低廉等特点,在海上及其他作业空间受限的高含水油田中具有良好应用前景。

低温油藏新型复合调驱技术

渤海油田经过长期注水开发,由于储层强非均质性、笼统防砂、强注强采等因素导致注入水过早突进,含水上升快,产量递减快。调剖调驱技术作为高含水油田治理的重要手段,在海上油田进行了规模化应用,取得了明显的增油降水效果。但针对低温油藏(≤70℃),常规调剖调驱技术具有以下局限性:常规酚醛树脂类聚合物凝胶体系成胶性能好、封堵性强、稳定性好,但成胶温度在70℃以上,在低温(≤70℃)下成胶强度低甚至无法成胶;受长期注水开发影响,低温高含水油藏剩余油逐步向深部富集,油藏深部水窜通道发育程度高,因此亟需开发兼具更好深部运移能力与更高封堵能力的深部调驱体系;低温油藏地下原油黏度高,油水流度比高,原油启动难度大,亟待开发适应性更强的高效驱油体系,提高对低温油藏原油驱油效率,同时深入研究驱油剂作用机理,获得可形成较高强度W/O型乳状液的高效驱油剂,提高对高含油饱和度深部液流转向能力。