高温高盐油藏表面活性剂研发与试验

化学驱技术是油田开发进一步提高采收率的重要手段,但在90℃以上的高温高盐油藏中面临挑战。针对大港油田南部高温高盐油藏特征,研制了耐温抗盐的原位乳化表面活性剂产品BJ-G-77。该产品不仅能够降低油水流度比,而且还具有较好的洗油能力,因此可以驱替更多残余油。原位乳化表面活性剂是由高浊点的非离子表面活性剂组合和乳化增粘组分复配而成。性能评价结果表明,0.3%BJ-G-77水溶液能使油水界面张力降低至10-3mN/m数量级,同时具有优异的乳化增粘和抗吸附性能。室内单岩心物模实验在水驱基础上提高采收率16.9%;渗透率级差为3的并联岩心驱油实验结果表明,BJ-G-77溶液能够降低油水流度比,进一步提高采收率20.3%。该产品在W27断块官77-60井组进行了现场试验,油井见到明显的增油降水效果。现场试验表明,原位乳化驱油表面活性剂应用于高温高盐油藏可以提高采收率。该表面活性剂的开发为其他不同油藏提高采收率、开发系列化产品及扩大储层适应性提供了指导。

含油污泥微纳米颗粒驱油体系的研制与性能评价

油田生产中含油污泥无害化处理困难、成本高,含油污泥回注是一种低成本的无害化处理技术。常规回注调剖法仅能回注粒径较小的含油污泥颗粒,不能充分回收利用含油污泥。为此,将含油污泥颗粒经球磨处理至微纳米尺度,并添加石油磺酸盐类表面活性剂,通过搅拌、超声、离心形成稳定的驱油体系,研究了含油污泥微纳米颗粒驱油体系的粒径分布、乳化能力和驱油性能。结果表明,驱油体系中含油污泥微纳米颗粒的粒径中值为158 nm。该体系在室温(25℃)下静置4 d后仍能保持较好的悬浮性,油水完全分离的时间≥5 min;在60℃下与煤油的界面张力为7.4×10-3m N/m,乳化能力较强。由于乳化与封堵的双重作用,含油污泥微纳米颗粒驱油体系的注入能力和驱油效果好于表面活性剂驱,适用于中低渗透油藏。在60℃、注入量为0.5 PV、注入速度为1 m L/min的条件下,其驱油效率较水驱提高约20百分点,较表面活性剂驱提高约8百分点。含油污泥微纳米颗粒驱油体系的制备方法可完全处理含油污泥,实现含油污泥的高效再利用。

水平井化学堵水配套药剂研究

针对水平井化学堵水需要,研发了3种化学剂。一是化学环空封隔材料,由可溶性淀粉、丙烯酸、交联剂、淀粉酶、引发剂等在水溶液中聚合而成,讨论了合成条件。35%、45%的反应混合物1PV注入填砂管,在60℃聚合48或24小时,水测突破压力梯度>30MPa/m。聚合产物有弹性,在水中发生溶胀、降解和溶解,最终产物包括未溶解、部分溶解的淀粉、多糖、短链聚丙烯酸等,固体物粒径<100μm,降解96小时后黏度4mPa·s,降解时间随温度升高(3585℃)而减小(从约100小时到约20小时)。二是聚合物铬凝胶,聚合物为北京恒聚的耐温抗盐聚合物,无机铬交联剂中的还原剂亚硫酸盐为工业副产物,加有0.01%无机强还原剂。三是无机强造壁封堵剂,由G级油井水泥、硅灰、超细水泥、聚丙烯纤维组成,凝固时间38小时,抗压强度>12MPa。

亏空漏失地层封堵材料研究与应用

针对地层严重亏空、漏失、大孔道窜流井的近井壁封堵需求,分析了提高封堵材料强度和造壁性的原理和方法,研究开发了一种能够迅速在近井地带、亏空井壁、大孔道、裂缝入口处形成致密、网状薄壁的高强度封堵体系。该封堵体系利用油井水泥、超细水泥和硅灰的三级颗粒充填,降低了堵剂的孔隙度和孔隙直径,提高了堵剂固结强度;利用两级纤维交织,提高了堵剂的造壁性和封堵效果。进行了39井次的现场应用,应用效果良好。该封堵材料不仅成功解决了地层严重亏空、漏失、大孔道窜流井的近井壁封堵问题,同时也为老油田二次开发封层封井奠定了技术基础。

新型水溶性修井暂堵材料的研制和应用

我国东部注水开发后期油田的高含水油井普遍存在修井作业中修井液漏失问题。分析了解决这一问题的现有技术方法,研制生产了新型水溶性修井暂堵材料GLB,讨论了合成条件和应用条件对新型水溶性修井暂堵材料GLB性能的影响。新型水溶性修井暂堵材料GLB为高弹性不规则颗粒,可以迅速暂堵漏失地层,具有在水中能够迅速降解并溶解、降解溶解后残渣少的特点,体系黏度低,修井作业后产量恢复快。在大港油田进行了44口井现场试验,试验效果良好。

矿渣胶结物在高温下脆裂的原因及预防措施研究

用矿渣将泥浆转化成水泥浆 (MTC)固井技术不仅能降低固井成本 ,而且能将钻井工程的污染物—泥浆填入地下。减少了对环境的污染也节约了废弃泥浆的处理费用。此外矿渣MTC技术还具有提高顶替效率及固井质量等优点 .但矿渣胶结物高温脆裂是限制矿渣泥浆转化成水泥浆 (MTC)技术在高温深井条件下应用的重要原因。文章在分析了现有的各种关于矿渣高温脆裂原因的观点后 ,在实验观测的基础上 ,提出了矿渣高温脆裂原因的新观点 ,即矿渣高温脆裂是由于C -S -H无定型凝胶高温脱水后发生体积膨胀造成的。文章设计了验证这一新观点的实验方法及装置 ,并用大量实验验证了这一新观点。最后根据这一新观点提出了预防矿渣胶结物高温脆裂的措施。

用废弃油脂合成驱油用表面活性剂

为开发廉价实用的驱油用表面活性剂,本研究以废弃油脂为原料,采用缩合、稀释磺化等工艺在室内合成了多种可能用于驱油的表面活性剂。用大港孔店原油和地层水对这些表面活性剂进行了性能评价,包括界面张力、乳化性能、抗吸附性能、表面活性剂和聚合物的相互影响。其中,合成的烷醇酰胺类表面活性剂WX20和羧基甜菜碱类表面活性剂ST经过地层砂四级吸附后界面张力仍然能够达到10^(-3)m N·m^(-1)数量级。结果表明:用废弃油脂合成的烷醇酰胺类和羧基甜菜碱类表面活性剂各项指标和常用石油磺酸盐接近,但用量较石油磺酸盐少,综合成本低,有望用于实际驱油;而用废弃油脂合成的乙氧基脂肪酸甲酯类、脂肪酸甲酯磺酸盐表面活性剂均可使孔店油水形成超低界面张力,但综合指标不能达到实际驱油要求。为油田三次采油化学驱开发廉价、高效、实用的表面活性剂提供了技术支撑。

泥浆转化成水泥浆的分散剂研究及其特性分析

文章简析了泥浆转化成水泥浆时体系增稠的原因及各类分散剂的作用机理及特点。针对泥浆转化成水泥浆时体系含盐量高、ｐＨ 值高的特点，通过大量实验开发出了一种适合泥浆转化成水泥浆用的高效分散剂ＡＢ－１ 。ＡＢ－１ 为一种非离子型分散剂及阴离子型分散剂的混合物。外观呈棕红色液体，易溶于水，能在２３０℃下保持稳定。通过对两性离子聚合物及磺化体系泥浆的转化实验发现：ＡＢ－ １ 能显著提高转化水泥浆的流变性，并能抗盐、抗碱。此外ＡＢ－ １ 对早期及后期强度均无明显影响。对浆体稠化时间、失水也无明显影响。ＡＢ－ １ 可应用于高温深井复杂泥浆转成水泥浆技术。

裂缝性灰岩油藏堵水酸化联作技术研究与试验

裂缝性灰岩油藏普遍存在开发初期见水快、含水升高快的问题,采用堵水酸化联作工艺技术解决了此类问题。以大港油田王徐庄油田为研究目标,进行了裂缝定量预测和定性预测方法研究,建立了堵水酸化联作工艺技术的数值模型和基于数值模拟的设计方法,进行了数值模拟研究。数值模拟结果能够解释现场应用时的各种现象和效果,揭示了本项技术的堵水机理、酸化沟通机理、堵剂对酸液的转向和缓速机理、酸化增强堵水的选择性机理,优选了堵水酸化联作工艺技术的各种处理药剂。在大港油田进行了5口井的现场应用,效果良好。此项技术不仅为王徐庄油田找到了新的增产、控水技术手段,也为其他裂缝性灰岩油藏的开发措施提供了借鉴。

疏水型高强度水凝胶的合成与性能

以丙烯酰胺和疏水单体为原料 ,过硫酸钾 -硫酸亚铁为引发剂 ,采用溶液聚合法合成了疏水型高强度水凝胶。研究了单体组成、单体浓度、引发剂用量、交联剂用量、反应温度等因素对产物性能的影响。对比分析了疏水型水凝胶的吸水倍数、吸水速率和强度。疏水型水凝胶的强度大于常规高吸水性树脂 ,最长吸水时间长 ,吸水速度平缓。对疏水型高强度水凝胶强度进行了统计回归分析 ,对吸水速率和最长吸水时间进行了分析描述。

高含水油藏深部调驱提高采收率研究实践

为进一步探索深部调驱提高采收率技术途径,系统研究了深部调驱提高采收率配套的技术方法,包括水流优势通道识别技术、体系评价选择、调驱数值模拟、实施工艺及调整措施。以大港油田两个区块实施深部调驱现场试验为例,结合室内数模及物理模拟研究结果进行对比分析,结果认为:以SMG微球凝胶+交联聚合物连续凝胶+体膨颗粒为主体系、多项技术方法配套的深部调驱技术为高含水油藏提高采收率提供了技术途径,但此项技术需要和油藏相匹配。研究成果对陆上高含水砂岩油藏调驱提高采收率具有借鉴意义。

耐温抗盐双水相乳液聚合物合成研究

随着各油田进入注水开发的中后期,对调堵剂出现了高强度封堵和具有一定抗高温耐盐的要求,目前常规解堵剂不能满足这些要求。针对存在的问题,实验合成了耐温抗盐水包水乳液聚合物。通过改变实验组分,包括分散稳定剂浓度、无机盐加量、反应温度、单体加量、引发剂浓度,探讨了合成耐温抗盐水包水乳液聚合物最佳组成配比,实验结果显示水包水乳液聚合物组成组分可调节窗口很小,需要精确控制各组分,否则得不到预期的产物。耐温抗盐乳液聚合合成影响因素分析和性能评价结果显示:耐温抗盐乳液聚合物较常规聚合物具有更大的适用范围和更好的耐温性,其在110℃下的稳定性明显好于常规聚丙烯酰胺,可用于低渗透地层、海上油田及套损井调剖堵水。

矿渣MTC胶结物抗腐蚀性能研究

随着矿渣MTC技术的发展和应用 ,矿渣MTC胶结物的抗腐蚀性能日益受到人们的关注。矿渣MTC胶结物的抗腐蚀性能直接关系到矿渣胶结物后期性能 ,并影响井和套管的使用寿命。分析了矿渣MTC胶结物可能受到的几种腐蚀类型及其机理 ,实验验证了矿渣胶结物具有较强的抗NaCl、Na2 CO3 、Na2 SO4 、MgSO4 侵蚀的能力 ,但易受酸性介质腐蚀 ;实验发现了加入胶乳能较大幅度提高矿渣胶结物抗酸性介质腐蚀的能力 。

国外分枝井技术的进展

综述了国外分枝井技术的最新进展。并对其应用前景及发展作了估计，分枝井技术将会在油气田开发中，尤其是在海上油气田开发中具有广阔的应用前景。

可水解高弹性修井液暂堵剂

我国大港油田等东部注水开发油田目前普遍存在修井作业中修井液漏失,修井液防漏暂堵技术效果不理想,为此研制了一种新型可水解高弹性修井液暂堵剂。这种高弹性材料是可在水中24-48h内降解的水凝胶,可以迅速暂堵漏失地层。通过抗剪切强度、堵塞率、溶解性、降解性、解堵性等测试,该产品具有在水中迅速降解并溶解、降解溶解后残渣少、体系黏度低、修井作业后产量恢复快的特点,适应的温度范围是40-110℃。在环境中可完全降低,属于无毒物质,对环境影响极小。在大港油田进行了144口井现场试验,试验效果良好。

筛管水平井堵水材料的研制与评价

环空化学封隔器(ACP)技术是有效分隔筛管完井水平井水平段环空的工艺手段,但是其核心ACP材料的性能仍有待于进一步完善。针对常规堵水材料强度低、环空充填不完全和降解难的问题,研制了一种筛管水平井堵水用高强度可降解ACP材料,其采用瓜胶和甘露聚糖酶等作为封隔材料组分,突破了HPAM基凝胶材料的局限。实验研究了其胶凝、环空充填和降解等特性,并借助全尺寸筛管水平井模型和现场试验,验证了其应用于水平井堵水环空封隔的可行性。

用于水窜通道堵水的超细水泥浆体系

利用超细水泥浆实现水窜通道深部堵水,需解决堵剂的深部注入性问题,而注入性能与堵剂的悬浮性和分散性密切相关。选用钠基膨润土(NT)水化胶体溶液作为堵剂的基础悬浮液,并考察了钠土水化规律。实验发现,钠土加量、水化时间、碱性环境、水泥外加剂对钠土水化胶体体系的影响显著,预水化5%单一钠土悬浮液30min以上,即可获得悬浮性能稳定的堵剂基础悬浮液。在基础悬浮液中加入30%超细水泥(XC),考察分散剂(CF)、降失水剂(CG)和改性乳胶(BCT)对堵剂分散性能的影响,配合中温缓凝剂(CH),得到可深部注入的超细水泥浆堵剂配方(初凝时间5 h):30%XC+5%NT+0.75%CF+2%CG+5%BCT+0.5%CH。模拟试验中的平均注入压力为0.289 MPa,表明该配方可用于水窜通道深部堵水。

无机颗粒堵剂与地层孔隙喉道的匹配性实验

为满足无机颗粒堵剂注入不同径向深度地层的封堵需要,必须对无机颗粒堵剂与地层孔喉的匹配关系进行研究。考察了堵剂颗粒直径d50与地层孔隙喉道直径Dc的比值β以及堵剂固相含量C与地层孔喉的匹配关系。确定了粒径中值d50为25.1μm的超细水泥作为堵剂颗粒,选择了3种不同粒径范围的油层出砂充填填砂管,换算出相应的孔喉直径Dc和β值。利用平流泵以稳定排量q将无机颗粒堵剂注入填砂管,模拟无机颗粒堵剂注入疏松砂岩地层的过程。通过测量不同(β,C)组合与相应平流泵注入压力pz的关系来表征超细水泥浆体系注入不同径向深度地层孔喉的匹配关系。应用该研究成果已实现了对近井壁疏松砂岩地层的封堵,并用于指导大港油田大孔道地层深部封堵试验。

HPAM/酚醛凝胶体系的低温成胶性能改进

水溶性酚醛树脂与部分聚丙烯酰胺(HPAM)在低温环境需要促交剂配合才能反应形成冻胶,但是现有促交剂成胶速率过快且成胶强度远不及铬离子冻胶。本文通过实验筛选出含有大量伯、仲胺的阳离子聚合物GY,与甲醛、弱碱等物质复配得到促交剂GY-2;通过提高酚醛交联剂合成过程中的酚醛比、降低合成反应温度得到酚醛交联剂FQ-1;实验研究了矿化度对HPAM/FQ-1/GY-2凝胶体系成胶强度的影响,并考察了该凝胶体系的封窜能力及现场应用情况。GY的阳离子与HPAM的阴离子、交联剂中游离醛、低聚合度的羟甲基酚以离子吸附作用形成反应体系的微交联结构;GY中低温活性强的伯、仲胺可与HPAM中的部分酰胺基发生反应,增强HPAM低温下的共价交联反应活性;FQ-1更低聚合度的羟甲基酚可减缓酚醛交联剂树脂化自聚反应速率。HPAM/FQ-1/GY-2凝胶体系在矿化度3000数10000 mg/L下的成胶强度为20000数80000 mPa·s,成胶时间为24数120 h可调,抗盐性能较好。该凝胶体系在现场矿场应用效果良好,现场调剖10口井,12个月平均单井累计增油350 t。

调剖堵水材料研究现状与发展趋势

综述了近年来油田常用调剖堵水材料研究的现状和最新成果。分析了各种材料的性能和实用性。介绍了复合材料、延缓交联体系、胶态分散凝胶、高吸水树脂等今后可能大规模应用的材料 ,以及了无机材料、工业废弃物、磁性材料、活性稠油等较为廉价的材料。最后探讨了油田调剖堵水材料的研究方向 ,即疏水缔合聚合物、新型表面活性剂、微胶囊技术已经或有望取得突破并得到实际应用。纳米材料。