耐高温泡沫树脂低伤害均匀固砂技术

针对常规泡沫树脂体系耐温性较差和辽河油田疏松砂岩稠油油藏化学固砂储层伤害大与有效期短的问题,以环氧树脂、酚醛树脂、疏水纳米SiO_(2)、硅烷偶联剂等为原料制得纳米改性树脂基液,然后加入固化剂、乳化剂、起泡剂、稳泡剂等添加剂制得泡沫树脂固砂体系。评价了该体系的固化温度、固砂强度、渗透性能、耐温性能和非均质多层注入性能;研发了配套的泡沫发生器,形成了耐高温泡沫树脂低伤害均匀固砂技术,并在辽河油田进行了现场应用。结果表明,泡沫树脂固砂体系的最优配方为:20%~30%树脂基液+8%~12%酚醛胺类固化剂+0.3%乳化剂OP-10+0.5%起泡剂有机硅表面活性剂+0.1%固体稳泡剂纳米SiO_(2)+0.1%聚合物稳泡剂聚乙二醇+57%~71%清水。该体系的起泡体积约为发泡前的7倍、半衰期大于20 min,可在35℃以上固化,固化后耐温可达280℃,既具有低温固化的特点,又具有耐高温的特点。在不同温度下固化的泡沫树脂固结岩心的抗压强度达到5 MPa以上,固砂强度高,满足疏松砂岩固砂强度的要求。对用0.25~0.42 mm石英砂制得的固结岩心的固砂渗透率达到4.8μm2,优于常规树脂固砂剂(1.9μm~2)。在非均质多油层中可明显防止高渗透层突进,改善固砂剂注入剖面,实现均匀固砂。现场试验取得良好的防砂效果,验证了该技术可实现均匀固砂和低伤害特性。利用泡沫树脂流体特性实现非均质多油层均匀固砂,达到了提高化学固砂效果和防砂有效期的目的。

B301试验区油井结蜡主控因素及对策

B301试验区位于H盆地,该试验区目前油井结蜡现象严重,防蜡效果较差,防蜡措施有效期较短,无法满足油井防蜡的需要,亟需找到影响油井结蜡的主控因素。针对上述问题,通过室内实验对产出液中的蜡质、胶质、沥青质和机械杂质含量进行测定。利用Olga数值模拟软件对温度、压力、流速进行模拟。研究表明:蜡质、沥青质、机械杂质含量以及温度、流速为影响B301试验区油井井筒结蜡的主控因素,影响程度强弱依次为蜡质、温度、沥青质、机械杂质、流速。研究成果可为B301试验区进一步高效开发提供理论与技术基础,为高含蜡油藏防蜡方法提供参考。

水平井涡轮振荡冲砂工具设计与仿真

目前水平井常用于高渗透疏松砂岩油气藏的开发,在开发过程中经常面临出砂问题,即当油层出砂之后,砂粒会紧跟原油流进井筒中,随后逐渐沉积在水平段的较低位置处而产生砂床。砂床的存在会影响石油的开采,堵塞出油通道,增加流动阻力,甚至会损坏井下设备,造成井下砂卡事故。针对我国目前常规水平井冲砂效率低、效果差且易发生堵塞等问题,文中设计了一种水平井涡轮振荡冲砂工具,确定了冲砂工具的总体方案,对振荡与冲砂参数进行了计算,并对冲洗头进行了冲砂效果仿真。研究表明,该工具通过振荡、旋转方式破砂,使得砂粒不易在井筒沉积形成砂床,在不影响冲砂效率的前提下冲砂工具不易卡涩,且该冲洗头喷嘴的布置方式可使冲洗效果更为显著。

硫酸钡锶的结垢机理与化学除垢技术的研究现状

结垢会给油田生产带来严重危害,严重威胁生产流程的进行,降低生产流量,导致生产损失。注入的水、原生水与岩石之间存在化学作用,导致储层流体的组成复杂,因此难以控制无机结垢地层。碳酸盐(钙)、硫化物(铁、锌)和硫酸盐(钙、钡、锶)垢在油田中更为常见,结垢的形成取决于各种因素,包括但不限于温度、压力、溶液饱和度、流体动力学行为等。本文介绍了油气生产中常见的无机结垢类型、形成机理、热力学溶积度、结垢预测,以及化学除垢剂的研究现状与发展趋势,以期为油田硫酸钡锶垢的预防与除垢提供参考。

泥岩进水诱发地层滑移条件下的套变影响因素分析

吉林大情字油田注水开发过程中由于泥岩进水诱发地层上抬从而导致弱结构面滑移,进一步使油水井发生严重套变现象。为实现对油水井注水开发后套变情况的预测,基于有限元建立数值模型,结合油田现场资料,对泥岩进水滑移导致套变的影响因素进行分析。研究结果表明,泥岩层未进水时,套管壁厚增大到10.54 mm,或将套管钢级提升为TP140V时,能够有效避免套管失效;进水后,套管壁厚需增到14.27 mm,而套管钢级仍然选用TP140V才能避免套管失效;对于注CO_(2)的井,当泥岩层未进流体,套管屈服强度降至458 MPa时,套变量增大了82%;流体进入后,套管屈服强度降低到458 MPa时,套变量增大了125%。该研究结果对油田预防套变具有一定的指导意义。

泡沫堵水技术在高含水油田研究应用

目前,海上油田多采用大段防砂和强注强采的开发模式以满足“少井高产”技术需求,但经过长期强注强采,加之储层非均质性强、油水流度比大等因素,导致部分生产井防砂段内层间矛盾突出、层间干扰严重,含水率上升快、产量递减迅速。以渤海油田为例,目前含水率高于80%的井占生产井总量的比例高达39.9%,改善注水开发效果迫在眉睫。现有油井堵控水方法主要分为机械堵水和化学堵水,但机械堵水只能解决层间矛盾,且作业难度大、施工成本高,因此一般以化学堵水手段为主。

渤海特高孔渗储层控水防砂一体化完井技术

渤海BN油田的特高孔渗疏松砂岩油藏储层非均质性强,生产井出水、出砂问题严重,而现有各自独立设计实施的控水和防砂工艺存在设计实施繁琐、控水防砂效果差等问题。为此,在连续封隔体控水完井技术的基础上,根据地质工程一体化的思路,给出了优选连续封隔体颗粒粒径、设计ICD筛管控流强度及优化配置ICD筛管的方法,形成了适用于渤海特高孔渗储层的防砂控水一体化完井技术。BN油田3口井进行了控水防砂一体化完井技术试验,与邻井相比,单井无水采油期平均延长187 d,初期含水率远低于预期含水率,井口无砂时间明显增长,其中BN-D4H1井井口无砂时间长达889 d。现场试验结果表明,防砂控水一体化完井技术可以满足BN油田控水、防砂的双重需求。

马来酸酐与烯丙基磺酸钠共聚物的聚合过程及阻垢性能

为了分析马来酸酐(MA)与烯丙基磺酸钠(SAS)聚合过程的影响因素,在配方和工艺基本不变的情况下,设计了两种变量:中和度和引发剂加量。通过改变其中一个变量,合成了一系列MA/SAS共聚物,采用核磁共振波谱仪和凝胶渗透色谱仪对产物进行了表征。结果表明,MA与SAS共聚活性良好,中和度不超过100%时(相对于MA的物质的量分数),少量引发剂加量(2.4 g过硫酸钠)下就有较高的单体转化率,但仍有6%~8%的单体未聚合。剩余单体的种类和数量与中和度以及引发剂加量息息相关。MA在水溶液中部分水解成了马来酸,尽管马来酸数量较少,但其聚合活性相对较差,导致共聚物的分子量呈双峰分布。添加碱可以中和马来酸,当中和度不超过100%时,马来酸主要变为具有较好聚合活性的马来酸单钠盐,间接促进了MA类单体的聚合;当中和度为200%时,马来酸主要变为马来酸二钠盐,其聚合活性相对较差,严重阻碍了聚合;未中和以及中和度为100%时,需7.0~7.2 g引发剂才能将单体全部转化,而在适当的中和度(约20%)下,用少量引发剂(4.0~4.2 g)就可以获得聚合较完全的共聚物,节约了大约40%的引发剂用量。用较佳条件下合成的MA/SAS共聚物对碳酸钙、磷酸钙和硫酸钙的静态阻垢性能进行了研究,共聚物表现出良好的阻磷酸钙垢和阻硫酸钙垢、较好的阻碳酸钙垢性能,对应的最大阻垢率分别为94.38%、100.00%、59.03%。

南缘深层高温高压井出砂临界压差预测研究

深层超高压水平井出砂预测困难且针对性研究较少,难以制定合理有效的控砂和防砂措施,油田产量和经济效益受到较大的影响。综合考虑井筒内流体流动、高温差下井壁岩石的应力变化、流体渗流效应、地应力在井壁上的复杂分布、地层压力衰竭及水侵因素对出砂的影响,建立了适用于南缘深层高温高压井出砂临界压差的预测模型。分析表明,高生产压差是深井出砂的主导因素;高产造成的井筒与地层的温差会在井壁产生应力,影响井壁稳定性;生产后期地层孔隙压力下降会增大井筒周向应力,地层水侵会降低岩石强度,两者均会增大出砂风险;采用南缘实例井进行出砂压差验证后结果较吻合,研究成果可为类似深层高温高压井出砂临界压差预测和合理生产压差制定提供理论指导。

高强度堵剂优化及其在高含水油藏靶向调堵中的应用

针对河南油田高渗高凝特高含水砂岩油藏,对双激发无机堵剂的配方优化、耐温耐盐性能、封堵性能、耐冲刷性能、粒径匹配等多方面进行系统研究。结果表明,缓凝剂和离子平衡剂是控制体系凝固时间的主导因素,随着主剂与激发剂浓度以及温度的增加,双激发无机堵剂固结速度增大。配液水中矿化度较高时,硫酸根和氯盐会加快体系固结时间。双激发无机堵剂封堵能力强,耐冲刷能力和深部液流转向效果较好,可对高渗透层大孔道有效封堵,提高低渗岩芯分流率,其封堵率高于98.5%。现场应用效果证实,双激发无机堵剂能够实现深部靶向封堵,具有强度高、有效期长、成本低等优点,调堵后含水率大幅下降。

水中固体颗粒对结垢与阻垢的影响及机理

结垢对油田油气集输系统危害严重,使用阻垢剂是抑制油田结垢最有效的方法之一。传统的阻垢剂评价方法未考虑油田水中存在的悬浮不溶性固体粒子(黏土、粉砂等)因素是否影响评定结果。以CaCO_(3)结晶过程为研究对象,采用电导率法研究过饱和溶液中悬浮性固体粒子(碳酸钙粉末、二氧化硅粉末、钙基黏土)对碳酸钙沉积过程的影响以及阻垢剂效果的影响。结果表明:在实验温度为70℃、转速为300 r/min的条件下,阻垢剂在含有悬浮不溶性固体粒子的过饱和溶液中的阻垢效果降低,主要是因为过饱和溶液中的悬浮固体颗粒会加速碳酸钙晶体生长速率,加快CaCO_(3)晶体的生成,从而影响阻垢效果。本研究证实了常规结垢与阻垢评价方法存在与现场水质不符,容易导致评价结果与现场试验误差较大的情况,需要针对现场水质进行有针对性地评价。

电化学除碳酸钙垢阴极表面脱垢工艺优化研究

电化学除碳酸钙垢过程中,大量的沉积物覆盖在阴极表面,导致除垢效率降低,应及时对阴极表面进行脱垢处理。本文首先搭建了超声波清洗装置,研究了超声波频率、功率、时间对带垢极板脱垢效果的影响规律。其次,将阴阳极反接,实验研究了不同电流密度、时间下带垢极板的脱垢效果。最后从除垢率和除垢时间综合对比分析了阴阳极反接和超声波除垢的效果,提出了电化学除碳酸钙垢阴极表面脱垢工艺技术,为电化学沉积法去除油田采出液碳酸钙垢的技术推广提供支持。

压裂井防砂技术应用与分析

某油田压裂后日产液量大、部分井压裂后裂缝吐砂严重,从而导致压裂效果降低,作业成本增加。为此,从压裂现场实践出发,分析确定可选用的压裂尾追支撑剂。目前常用的压裂尾追支撑剂有树脂砂、树脂液和耐碱树脂砂。树脂砂因其涂层韧性,可大大提高渗透率;树脂液能在井底附近形成一个渗透率较好且具有一定强度的挡砂屏障,从而达到防止地层出砂的目的;耐碱树脂砂具有固化强度高、化学稳定性好、导流能力高等优点,可根据现场实际情况按需求量使用。在某区块共压裂32口井,应用不同的尾追支撑剂压裂技术,平均单井日增油5.86t/d,平均有效期168天,平均增油强度0.60t/(d·m)。通过全过程分析,树脂砂可基本满足压后固砂要求,能有效增油增产,且单层加砂费用低,是目前性价比最优的压裂尾追支撑剂之一,应优先选用。树脂液的费用成本是树脂砂的12倍以上,目前无法大规模应用。耐碱树脂砂具有较好的防砂增产效果,且价格适中,但目前需求量较少。

油井热洗过程中温度场计算及应用

油井热洗时的温度、排量、水量等参数要依靠操作人员的经验来控制,存在热洗效率低、热洗水量大、热水倒灌油层等问题,会影响油井产量,同时造成水资源浪费。通过建立热洗物理模型,校正地层温度计算方法,为精准计算井下结蜡段温度奠定了基础。建立能量守恒方程,运用迭代计算方法,获得不同热洗参数下井筒温度,结合原油熔蜡温度,得到使井内结蜡段超过熔蜡温度所需热洗排量、热洗水温度等参数。结合热洗循环时间和排量关系,采取提高排量,缩短热洗时间的方法,对现场16口井开展热洗参数优化试验,单井热洗水量从24 m^(3)降至12 m^(3),节约了天然气89 m^(3),降低了热洗成本。

堵水调剖在低效水驱油藏中的发展与应用

目前油田存在含水较高的现象,为了保障石油开发开采能力,加快对油田化学堵水调剖技术的研究十分重要。首先调研了国内油田应用的堵水调剖技术与各类堵水调剖剂的性能、作用机理研究以及在油田的应用现状,重点介绍了化学堵水调剖剂,然后进行实际应用。通过油藏的地质特征、高渗透层的窜流特征,开展井组筛选标准、堵剂优选、方案优化的深入研究,在现场试验取得良好增油效果,能够有效提高水驱控制程度和采出程度,为低效注水开发区块提供了重要的借鉴意义。

油井除垢解堵技术的应用研究

随着油田长期的开采,地层能量不断下降,温度、压力也都有所下降,特别是油田开发进入高含水期,采出液高含水,造成近井地带极易结垢形成地层堵塞,而三元复合驱的应用使采出液中成垢离子浓度增高,并成垢沉积在采出井举升系统,影响采出井的正常生产。目前,国内外比较流行的油井除垢解堵技术包括化学解堵技术和物理法解堵技术,而采用物理法除垢的还不多,碱性化学除垢技术的研究应用,其不仅适用于螺杆泵井的除垢处理,还适用于三元复合驱采出井的清垢解堵,其对碳酸盐和硅铝酸盐等混合垢样具有优异的清除效果,且腐蚀性小,并且与采出液配伍性良好,现场适应性较好。

油井选择性堵水剂研究进展及作用机理

随着油田水驱开发的进行,油井高含水是油田后期普遍面临的问题,针对油井高含水的治理难题,分析调研了目前研究与应用较广泛的油井选择性堵水剂,根据作用机理的不同,可以分为聚合物类堵水剂、泡沫与稠化油堵水剂、体膨类堵水剂、乳化沥青堵水剂以及纳米乳液堵水剂,介绍了5类选择性堵剂的构成,总结了堵水剂的室内研究情况与油田的实际应用效果,详细分析了5类选择性堵剂的作用机理,主要包括吸附、捕集和堵塞机理、贾敏效应、膨胀以及架桥和黏连封堵,对比了每种堵水剂适用的油藏条件,展望了堵水剂的发展趋势,以对油田的选择性堵水研究理论与应用提供参考。

基于主客体识别作用的油藏深部调剖体系

油藏深部调剖作为一类改善开采效果、提高采收率的重要技术,已广泛应用于非均质油藏水窜治理。为改善水窜治理过程中调剖剂注入性与深部封堵这一矛盾,基于主客体识别作用,提出自组装深部封堵技术。首先,以丙烯酰胺、N,N'-亚甲基双丙烯酰胺、烯丙基-β-环糊精和苯乙烯为原料,通过乳液聚合法制得粒径为170 nm、表面含有β-环糊精基团的主体纳米颗粒;然后,以十六烷基二甲基烯丙基氯化铵和丙烯酰胺为原料,通过可控自由基聚合法制得数均分子量低于4000、分子量分布为1.1~1.4的客体聚合物。通过主体纳米颗粒和客体聚合物,构筑具有自组装性能的调剖体系。通过调剖体系的黏度来评价纳米颗粒与聚合物的自组装性能;通过岩心驱替实验,评价了调剖体系的注入-封堵性能。结果表明,由于客体聚合物分子中的疏水烷基链与主体纳米颗粒表面的β-环糊精基团具有主客体识别作用,β-环糊精基团包合疏水烷基链形成包合物,客体聚合物发挥“桥连”作用,纳米颗粒自组装聚集形成团粒簇,使调剖体系黏度缓慢增至约90 mPa·s。0.1%纳米颗粒与0.2%聚合物组成的调剖体系的注入性良好,阻力系数为2.0;待自组装后进行后续水驱,残余阻力系数为3.42,封堵率为70.7%。该研究为缓解调剖剂注入性与深部封堵的矛盾提供了新的思路。

缝洞型碳酸盐岩油藏大漏失水平井颗粒吞吐控水技术

南海东部某缝洞型碳酸盐岩油藏大漏失水平井见水早、上水快,在缝洞网络沟通底水的影响下,传统的机械化学控水方法均无法解决该油藏的油井出水问题。为此,提出了一种颗粒吞吐控水技术,利用碳酸盐岩地层缝洞网络的漏失作用,先“吞入”大量以树脂为主体的物理化学性质稳定的低密度颗粒(密度为1.05 g/cm^(3)),以改善地层的非均质性。投产后,缝洞网络中的部分颗粒再逐渐“回吐”至井筒环空及近井地带,以改善环空及近井地带的水窜问题。室内颗粒吞吐过程模拟试验结果表明:当流速大于0.0033 m/s时,颗粒可进入试验裂缝模型;当流速大于0.0090 m/s时,颗粒可从试验裂缝模型中“回吐”,颗粒吞吐条件在矿场易实现。该技术在某缝洞型碳酸盐岩油藏3口新井及1口老井中进行了现场试验,投产后应用井相较于邻井或措施前含水率降低了5~10百分点,单井累计增产油量(3~8)×10^(4)m^(3),具有明显的控水增油效果。该颗粒吞吐技术为缝洞型碳酸盐岩油藏大漏失水平井的出水问题提供了一种新的解决方案。

油田用防垢剂的动态防垢评价与多重光散射分析及其应用

采用动态结垢评价法和多重光散射技术分析法研究了3种防垢剂FG-01、FG-02和FG-03的综合防垢效果以及作用机理。动态结垢实验结果表明,FG-03的综合防垢率可达96.24%,效果较好。多重光散射技术分析结果表明:在FG-03作用下,成垢溶液透光率较高,达到85%以上;垢颗粒平均粒径较小,在0.015μm以下,垢颗粒处于分散状态,不易聚集变大,FG-03作用机理以分散作用为主。现场试验效果表明,FG-03可使管道短节内壁干净光滑,防垢效果较好。