裂缝性低渗透/致密油藏泡沫封窜机理与新进展

针对我国裂缝性砂砾岩油藏窜漏问题及致密油藏超低的孔隙度与基质渗透率,多采用注气以保持地层能量,但由于存在裂缝,致使气窜严重,因此需要进行防气窜措施以抑制气窜。通过梳理国内外的研究,从气液分异和黏性指进的角度分析了泡沫驱见气特征。泡沫主要通过降低气相相对渗透率、调剖作用、气体上浮驱油作用、对原油的选择性、流度控制作用和乳化作用进行封窜。在综合分析泡沫驱见气特征和泡沫封窜机理的基础上,详细论述了国内外深部封窜技术,包括泡沫防气窜技术和泡沫封窜体系。从渗透率范围、起泡剂浓度、注入方式、注入速度、含油饱和度、体系组成6个方面分析了防气窜措施的影响因素,介绍了低渗透致密储层中泡沫封堵的施工效果。最后,对该类油层封窜技术未来的发展方向提出了建议。泡沫体系在油藏深层封闭领域具有重要意义,尤其在低渗透/致密油藏中,其性能评价指标和封堵能力均有明显改善,并且对高渗透、裂缝和非均质油藏也有较好的适应性。

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。

海上油田烃气驱气窜规律及封窜策略研究

针对海上某油田烃气驱阶段开发现状,充分考虑大倾角、断块复杂、非均质等油藏特点,建立了典型井组概念模型,分析气窜程度影响因素及主控因素,并优选气窜调堵技术,以增油量为指标进行技术适应性分析,得到气窜调堵策略图版。结果表明:该油藏烃气驱为非混相驱开发,影响气窜的主控因素为地层倾角、油藏厚度、物源方向,影响气窜程度的主控因素为注气强度、注采井距,影响烃气驱采收率的主控因素为渗透率级差、注气部位。优选动态调配、泡沫法、凝胶法进行调堵技术适应性分析,针对不同气窜类型制定不同的全生命周期封窜策略,针对顺物源和低注高采气窜类型采用动态调配或泡沫法调堵的封窜方法,针对非均质类型气窜采用泡沫+凝胶法调堵的方法封窜,针对断层遮挡类型气窜建议采用泡沫法或泡沫+凝胶法的封窜策略。

高温低渗油藏二氧化碳泡沫封窜工艺研究与应用

针对江苏油田二氧化碳注入过程中发生气窜的问题,根据油藏特点研发了无氟环保型气溶性泡沫封窜剂。通过岩心物模实验,进行泡沫封窜体系、注入速度、注入量、最佳气液比等工艺参数优化,并结合国内外CO_(2)驱泡沫封窜工艺矿场实践经验,对段塞组合等注入工艺进行优化,形成适合江苏油田的CO_(2)驱泡沫封窜工艺,在S24井成功应用,并取得阶段增油效果。

高温封窜堵剂的研究与性能评价

在深层高温和高矿化度油藏开发过程中,常需要面对套管破损和储层大裂缝造成的水窜问题,常规的水泥封窜堵剂和颗粒类堵漏剂已难以满足堵水需求.利用双酚A型不饱和聚酯树脂为核心材料的树脂类封窜堵剂具有耐高温、耐腐蚀和高强度等特性,通过优选原料配比和交联单体、阻聚剂、引发剂及硅烷偶联剂加量,研发一种适用于深层高温油藏的新型封窜堵剂.研究结果表明,当丙氧基化双酚A(propoxylated bisphenol A,D-33)、顺丁烯二酸酐和邻苯二甲酸酐的摩尔比为1.20∶1.00∶0.04,交联单体、引发剂和阻聚剂质量分数分别为30.00%、0.08%和0.10%时,获得的封窜堵剂固化时间最长,抗压强度最大,130℃时封窜堵剂固化时间可达1 h,抗压强度达20 MPa以上;该封窜堵剂体系的最佳施工温度为35~40℃,黏度接近1000 mPa·s,在260℃以下呈现性质稳定,可应用于深层高温油藏.加入硅烷偶联剂可有效增强封窜堵剂体系的封窜性能,当硅烷偶联剂质量分数为3.00%时,驱替突破压力最大,可达11.9 MPa.通过拟合凝胶时间与地层温度的关系,可实现对封窜堵剂凝胶时间的预判,有效指导现场施工.

稠油热采可降解封窜剂的制备及性能评价

制备了一种耐高温可降解封窜剂,对封窜剂的长期稳定性、封堵性能及降解性能进行评价,并考察了封窜剂的现场工业应用情况。实验结果表明,组成为20%(w)锂镁层状双氢氧化物+5%(w)聚酰胺+1%(w)过硫酸钠+0.2%(w)硫脲的封窜剂体系在80~160℃范围内成胶,成胶时间可控制在1.5~27 h之间,成胶强度保持在G级以上;在250℃下老化90 d的脱水率仅为0.51%,250℃下降解5 d,降解率可达94.2%;在160℃下突破压力可达26.4 MPa,封堵性能良好;聚酰胺可以与锂镁层状双氢氧化物相互交联形成完整的网络交叉互穿结构从而增强封窜剂耐温性能。该封窜剂在现场应用中取得了良好的封窜效果。

CO_(2)驱凝胶封窜体系研究进展

由于油气间黏度差异大和油藏的非均质性,在CO_(2)驱油过程会发生气窜从而降低CO_(2)的波及效率。凝胶体系是CO_(2)驱油过程中的有效封窜剂,在中外都有着广泛的应用。介绍了延缓交联聚丙烯酰胺凝胶、预交联凝胶颗粒、两级封窜凝胶体系、泡沫凝胶这4种凝胶体系的封窜机理以及研究进展。延缓交联丙烯酰胺凝胶流动性强,价格低廉,但是成胶强度、成胶时间不可控并且不耐酸性腐蚀。预交联凝胶颗粒成胶时间、成胶强度可控且耐高温耐高矿化度,但是粒度较大,无法进入渗透率较低的地层。两级封窜凝胶体系结合了刚性凝胶与小分子的优势,能够同时封堵不同尺寸的裂缝,但是对于超过特定尺寸的裂缝,封堵效果将会下降。泡沫凝胶对地层伤害小,但是不耐高温。目前,用于CO_(2)驱气窜的凝胶体系存在着不耐酸性腐蚀的问题,如何使长期处于CO_(2)酸性环境下的凝胶体系保持稳定是未来的研究方向。

低温浅层气井环空带压封窜工艺

采用常规水泥基堵剂进行环空封窜易出现封堵失效、低温浅层难固化、井间窜流的问题,为此,提出了一疏二堵三封环空带压封窜技术。首先通过排液法测定气体排放量,以确定须家河组可燃气体泄漏风险等级,对接近可燃风险等级的情况采用防气窜抗固相离散水泥浆体系,对低于可燃风险等级情况则采用微膨胀低摩阻水泥浆体系挤封;然后采用可提高岩心渗吸效能的纳米前置驱替液疏通蓬莱镇组及浅层;之后挤入高强凝胶形成2 m厚气窜隔离墙暂堵层间见气通道;最后以超细晶须膨胀水泥浆稳定见气通道,并配合高强度油溶性树脂固井工作液封固窜流通道。苏码头区块3口井现场试验表明,挤封须家河组成功后,对蓬莱镇组及上部浅层挤入纳米级二氧化硅前置驱替液,蓬莱镇组地层挤入压力降低了2~3 MPa,治理后环空压力从1.6 MPa降至0,有效解决3口井环空带压问题。该技术可为同类井环空带压治理提供技术借鉴。

二氧化碳驱化学封窜材料与方法研究进展及应用

碳捕集、利用与埋存技术(CCUS)是目前能源领域在双碳目标下实现油气高效开采的重要手段。将CO_(2)注入油藏中可提高采收率,但其流度与原油差异大且与油水存在明显的分异作用,导致波及效率有限。急需研发高效的CO_(2)封窜材料及相应的控窜技术,以提高油藏采收率和CO_(2)封存效率。介绍了CO_(2)驱过程中的窜逸特征,综述了目前常用的CO_(2)封窜材料与方法。展示了各项CO_(2)封窜技术在国内外油田的应用现状,并展望了在新疆油田CO_(2)提高采收率与储存过程中可能的应用前景。本研究对当前国内外油田CO_(2)驱过程中的封窜材料研发有一定的启示,指出了新疆油田CO_(2)封窜技术的发展方向。

CO_(2)响应型智能封窜剂研究进展

重点分析了CO_(2)响应型封窜剂的分子组成、响应机理和封窜性能,综述了近年来国内外用于辅助CO_(2)驱智能封窜剂的研究进展。用于CO_(2)流动控制的常规封窜剂存在难注入与封堵效率低等不利因素,基于非共价作用的封窜剂可以对CO_(2)做出智能响应,由于其封堵能力强、注入性好,在辅助CO_(2)驱中控制气窜和提高原油采收率中效果显著。介绍了具有应用潜力的新型CO_(2)响应体系,并讨论了其未来发展趋势与应用前景。

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。

河南油田稠油热采井组合封窜技术及应用

河南油田稠油油藏埋藏浅、胶结疏松,注蒸汽热采过程中汽窜频繁,严重影响热利用率和原油采收率。汽窜封堵是提高稠油热采效果的重要措施之一,通常使用的悬浮颗粒堵剂,虽封堵强度高,但不能进行深部封堵,尤其是挤压充填防砂后的热采井,悬浮颗粒堵剂无法注入地层,另外,高温溶液堵剂、泡沫剂单独使用时效果欠佳。为此开展了组合封窜技术研究,在三种堵剂配伍实验的基础上,通过双管并联填砂管封窜物理模拟实验,对溶液堵剂、泡沫剂单剂及组合剂封窜性能进行了评价,组合封窜效果明显优于单剂效果,并对堵剂组合方式进行了优化。该组合封窜技术在河南油田稠油热采区进行现场试验9口井,工艺成功率100%,措施后,减少汽窜方向数12个,累计增产原油2256.6t,取得了较好的应用效果。

化学封窜工艺技术研究与应用

发生管外窜槽后,分层采油和注水以及分层改造措施无法实现,严重影响到油田的开发速度和最终采收率。找出窜槽层位,并进行有效的封堵措施,是胡庆油田高含水油井稳产增油一项非常重要的工作,也是提高油田开采速度和最终采收率的重要手段。本文分析了窜槽形成原因及危害,介绍了目前应用了找窜工艺技术,重点介绍堵剂机理以及胡庆油田根据不同储层、不同区块、不同窜槽方式、不同井筒状况,应用不同的堵剂、不同施工工艺进行化学封窜,达到了稳水增油的目的。

复合段塞控水封窜技术研究

孤岛油田注聚区层内或层间非均质性严重,注聚过程中聚合物易沿高渗孔道窜进,使得部分注入井油压低,对应油井高见聚,严重影响聚合物驱开发效果。针对这一问题,研究应用了冻胶型堵剂和无机颗粒型堵剂。冻胶型堵剂试验结果表明,PAM-BM聚合物对耐盐复合有机铬交联剂的适应性最好,然后对该体系的主段塞及封口段塞进行了优化;而无机颗粒型堵剂研究表明,无机颗粒型堵剂具有较好的悬浮性,注入性能优良,强度较高,有良好的封堵效果。现场应用表明,复合段塞控水封窜技术具有良好的调剖封窜效果。

高温高盐油藏CO2驱泡沫封窜体系研究与应用

针对中原油田CO2驱过程中的气窜问题,研制了耐温抗盐CO2泡沫封窜体系。该体系起泡剂选用咪唑啉类两性表面活性剂,稳泡剂选用TL3000共聚物,耐温100℃,耐盐20×104mg/L,耐钙镁5 000 mg/L。用CO2气体充气法对其性能进行了评价。评价结果表明,其半衰期达84 min,体系表面张力30.6 mN/m,界面张力0.43 mN/m,具有较低的表界面张力。可视化封堵实验观察到该泡沫体系在多孔介质中起泡性能较好。岩心封堵实验表明,该体系封窜能力较强,阻力系数达到25.63,残余阻力系数为9.4。15井次的现场试验结果表明,该体系对CO2气窜有较好的封窜能力,为目前CO2驱过程中控制气窜问题提供了新的有益尝试。

特低渗油藏CO_2非混相驱封窜实验研究

为了提高特低渗油藏CO2驱的开发效果,以靖边三叠系延长组长6段为研究对象,设计了5组不同的驱油实验(生产压差分别为1 MPa、2 MPa、3 MPa、4 MPa、5 MPa)分析CO2驱过程中的窜逸规律.实验结果表明,随着压差增加,见气时间和气窜时间缩短,但是最终采收率却呈现出先增加后降低的趋势,且见气前后产量大幅增加,是开采的最主要时期.实验显示在3 MPa压差下驱油效果最好.在3 MPa驱替压差下开展了封窜提高采收率实验,封窜剂选用异丙胺.结果显示:封窜剂的残余阻力系数为6.92,扩大波及体积效果很好,提高采收率的幅度达15%.实验结果表明延长组长6段油藏的最佳驱替压差为10 MPa,在气窜之后采用异丙胺封堵能大幅提高最终采收率.

二氧化碳驱特低渗油藏的封窜体系性能评价

为了封堵特低渗油藏CO2驱过程中形成的窜流通道,选用常温常压下为液态的正丁胺作为封窜剂进行实验研究。正丁胺在油藏条件下能与CO2反应生成固体碳酸盐,且具有较高的强度,能够封堵CO2窜流通道。动态评价实验表明:加入乙醇保护段塞后,正丁胺的注入压力低于1.5 MPa,能满足特低渗油藏的注入要求;在渗透率级差为4.3的非均质岩心封窜实验中,注入正丁胺能提高低渗层采收率18%以上,说明正丁胺具有封堵高渗层启动低渗层的能力。实验结果表明,用正丁胺封堵气窜通道能为提高CO2驱特低渗油藏的开发效果提供一种新思路。

CO_2驱低渗非均质油藏抗高温封窜剂的性能研究

针对高温低渗非均质油藏CO2驱普遍存在的气窜问题,研制了耐温抗盐CO2气驱封窜剂,考察了其抗盐性和封堵性。在135℃条件下,封窜剂最佳配方为:4.5%丙烯酰胺、0.2%阳离子改性剂、0.2%乳化型引发剂、0.25%甲醛、0.005%N,N'-亚甲基双丙烯酰胺和0.8%缓聚剂。其抗盐能力强,Na+、Mg^(2+)、Ca^(2+)的使用范围分别为:Na+<25 g/L、Mg^(2+)<15 g/L、Ca^(2+)<12 g/L。封堵实验结果表明,成胶时间越长,封堵率越高,成胶时间大于40 h时的封堵率约98%;随着堵剂注入量的增加,填砂管封堵率提高,注入量为0.6 PV时的封堵率可达91.5%;该堵剂有良好的选择性封堵能力,可将高渗填砂管渗透率降低92.5%。对CO2气驱的封窜能力强,可提高原油采收率11.2%。

用于稠油蒸汽吞吐井深部封窜的热触变体系的性能试验

针对常用封窜剂难以解决稠油蒸汽吞吐井深部封窜问题,考察封窜剂热触变体系的封堵性能。热触变体系是由热触变聚合物配制而成的,其聚合物亲水主链中含有疏水片段或疏水侧基。研究表明:热触变体系在特定温度下,从溶液转变为高强度冻胶,降温后体系自动恢复流动性,整个过程是可逆的,可多次重复;热触变体系具有热触变温度和热触变冻胶强度可调,注入性、耐温性、稳定性好和封堵率高等优点,特别适合于吞吐井蒸汽封窜的深部处理。

一种高温低渗透油藏CO_2气驱封窜剂的制备与驱替效果评价

开发了一种适用于高温低渗透油藏的CO_2气驱封窜剂,通过对封窜剂配方中缓聚剂ES、引发剂、改性剂加量的筛选,得到封窜剂的最佳配方如下:丙烯酰胺加量4.5%(质量分数,下同),乳化型引发剂INI-E(甲苯溶液)加量0.25%,改性剂(阳离子单体)加量0.3%,缓聚剂ES加量0.5%。该封堵剂溶液在常温下的黏度为1.1 mPa·s,易泵送易注入。100℃下成胶时间可控,在2.5~12 h左右,成胶黏度达到120×10~4mPa·s以上。封窜剂体系在126℃、CO_2压力8.0 MPa、矿化度57728.92 mg/L条件下,成胶黏度达到170×10~4mPa·s以上。在直径2.5 cm、长120 cm、渗透率1.631μm^2的填砂管中,水驱注入压力为0.08 MPa,成胶后CO_2驱替的突破压力为2.2 MPa,实验表明该体系的注入性好且对CO_2有较强的封堵作用。岩心驱油实验表明,该体系有很好的CO_2封窜性能,同时能进一步提高原油采收率5.1%。