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。

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。

水平井拖动管柱找水电控封隔器的研制与现场试验

针对长庆油田长水平段水平井应用拖动管柱找水工艺时存在配套的机械式封隔器坐封压力控制难度大、反复坐封密封胶筒损伤导致封隔器稳定性大幅度降低等问题,研制了可定时或实时坐封解封、可实现任意层段封隔的水平井电控封隔器。该封隔器在设计时充分考虑了水平井段重复坐封次数及密封件的承压性能,尤其是驱动机构动力输出部分采用直流电机+行星减速器、运动转换部分采用丝杠螺母机构方式,确保在许用套管空间内可实现输出扭矩最大化及封隔器胶筒的压缩坐封。通过室内试验评价了电控封隔器的耐温耐压、输出力矩和坐封推力等性能,相关性能指标均满足设计要求。水平井找水电控封隔器在长庆油田3口井进行了现场试验,试验结果表明,该封隔器可最大程度地降低工程条件的影响,提高作业成功率及测试质量,使拖动管柱找水测试工艺更简便、费用更低。

超低渗油田环氧树脂新型堵剂研制与应用

针对鄂热多斯某低渗油田水平井对堵剂特殊要求,通过对不同稀释剂、增韧剂和固化剂、促进剂复配组合配方探讨,筛选了一种高柔韧性、黏结性能和初凝时间等性能适合于该油田水平井的理想堵剂,其优化配方为:添加树脂质量10%的稀释剂669、8%的增韧剂678以及固化剂促进剂GA-1。在该条件下树脂堵剂性能指标:25℃黏度为1220 mPa·s,剪切强度为17.4 MPa。50℃黏度为275 mPa·s,剪切强度为18.7 MPa,固化时间5 h;明堵剂耐盐性能良好。现场应用效果表明,该堵剂堵水效果良好,增产效果明显。

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。

井间单套缝洞型油藏橡胶颗粒调剖堵水实验

以塔河油田井间单套缝洞型油藏为模型基础,设计了橡胶颗粒调流剂堵水物理模拟驱替实验,对水驱规律进行了分析,并探讨了不同的封堵位置、橡胶颗粒用量、粒径、密度以及注水速度对驱替效果的影响。研究结果表明:(1)模拟实验设置模型长度为40 cm,宽度为30 cm,厚度为5 cm,裂缝开度为4~20 mm,溶洞直径为2~4 cm,井筒宽度为10 mm,模型缝洞体积为175 mL,在温度为25℃、常压时,以10 mL/min的速度注水驱替至采油井含水率达到98%时的最终采出程度为43.83%;由于重力分异作用,注水驱替后存在大量的阁楼油和绕流油,阁楼油主要集中在横向顶部通道,绕流油主要集中在横向中部通道和横向底部通道的高位,油水界面与横向中部通道的高位缝齐平。(2)模拟实验中同时封堵横向底部通道和横向中部通道,橡胶颗粒采用混合粒径,颗粒密度和模拟地层水密度一致,用量越大,注水速度越大,调流效果越好;橡胶颗粒用量为0.04 PV,粒径小于1 mm和2~4 mm的颗粒各半,注水速度为15 mL/min时,采出程度提高了18.45%;同时注入水以及与水等密度的橡胶颗粒,可有效封堵优势通道,效果较好。(3)在TH25X井进行橡胶颗粒调剖堵水现场实验中,设置前置段塞橡胶颗粒粒径为2~4 mm,后置段塞橡胶颗粒粒径小于1 mm,颗粒密度为1.13 g/cm3,以50 m3/d的速度同时注入水和橡胶颗粒共920 m3,堵水后累计增油1 200 t,含水率下降15%,取得较好封堵效果。

适用于高温油藏的堵水体系优化与性能评价

针对常规堵剂在高温下存在封堵强度降低、稳定性差等问题,以W油藏为研究对象,开发了一种在高温环境下能自发固化形成具有较高的强度和稳定性的三维网状结构的酚醛树脂体系,能完全满足油藏的封堵要求。试验结果表明,该体系常温条件下为液态,在高温下开始固化,并随着温度的升高,固化速率逐渐加快,在120℃下固化时间为3.5~6 h,固化后抗压强度为3.0~4.8 MPa,且具有较好的耐盐性和长期稳定性,120℃下恒温老化180 d后强度仍较稳定,该研究可为提高油藏注水开发效果提供技术支撑。

聚合物堵剂对窜槽的封堵效果

随着油田深入开发,受增产、增注措施和储层物性影响,水泥环窜槽井数逐渐增多。窜槽打乱了原有开发层系,造成严重层间干扰。分析聚合物堵剂在窜槽中的封堵规律是实现高效封堵的关键。利用水泥环窜槽封堵物理模拟装置,以窜槽模型的突破压力、微观结构及岩心的分流率作为评价手段,从窜槽结构、注入轮次、注入速率3个角度分析水泥环封窜规律。研究结果表明,在一定的实验条件下,窜槽模型的结构直接影响了封窜效果,窜槽裂缝宽度越宽,封堵效果越差,窜槽内的堵剂会出现无法紧密贴合缝壁或断裂等情况,当窜槽裂缝宽度为1.5 mm时,突破压力仅为11.46 MPa;大部分堵剂流经裂缝进入了高渗层,分流率大于80%。注入轮次也是影响封窜效果的重要参数之一,对于结构复杂的窜槽则需要多轮次的封窜才能保证效果,当注入轮次提高到3次时,突破压力达到了14.33 MPa。降低注入速率可以改善堵剂对低渗层的污染,当注入速率为0.25 mL/min时,低渗透岩心的分流率可降低至10.8%。本文探索了聚合物堵剂对水泥环窜槽的封堵规律,对窜槽井的封窜具有重要的指导意义。

高强度乳液冻胶体系的研究与应用

为解决传统冻胶体系现场溶解困难和针对大孔喉的封堵效果差的问题,研究了一种可快速溶解的水溶性乳液聚合物为主剂的高强度冻胶堵剂体系,并评价了该体系的稳定性和封堵性能。实验结果表明,配方为5000 mg/L HPAM类聚合物乳液主剂+500 mg/L交联剂+1500 mg/L pH调节剂乙酸的体系,在60℃下可形成黏度为130 Pa·s以上的高强度冻胶,该冻胶体系具有良好热稳定性和针对大孔道的封堵能力,对大孔隙和裂缝的封堵率高达89.36%。此外,通过玻尔兹曼拟合建立了交联剂浓度与交联反应进程间的显函数关系,首次从理论上提出了一种通过调整交联剂浓度来控制冻胶体系黏度变化的方法。

一种水平井见水后分析及治理的新思路

水平井是目前油田规模建产的主要井型,随着开发时间的延长,问题逐步凸显,主要是受特低-超低渗透油藏天然裂缝和储层非均质性影响,水平井见水风险高,见水后依然采用的是定向井的分析和治理思路,未形成有效的技术体系,开发效果不理想。通过从见水的本质出发,应用测井、试井、双向调堵等技术,弥补目前水平井见水分析和治理方法的不足,从而提高整体开发效果。

水平井找堵水工艺及难点

水平井体积压裂具有储层改造充分、泄油面积大、渗流阻力小及渗流距离短的特点,是致密油藏经济高效开发的重要手段。但在开发中后期水平井出水,导致油井高含水,严重影响产量。因此,开展水平井找水堵水工作,对于老井挖潜意义重大。通过实例分析水平井出水的原因,提出了找堵水工艺技术难点及优化建议。

地下成胶堵水体系在海上油田的适应性及先导性试验

为了控制海上油田油井过量产水,评价了地下成胶堵水体系(1%功能微球+3%功能单体+0.8%促胶剂)在海上油田的注入性、封堵性、选择性、耐水冲刷性等性能,并进行了堵水先导性试验。研究表明,地下成胶堵水体系从A级到I级强度的成胶时间长达134 h,能满足现场施工对成胶时间的要求;体系具有良好的注入性,在渗透率为1020×10^(-3)μm^(2)的填砂管中,注入压力仅为0.28 MPa,且随渗透率的增加而降低;体系具有良好的选择性、封堵性及耐水冲刷性,能优先进入高渗窜流区域,成胶后对高渗窜流区域的封堵率达90%以上,连续用水冲刷100PV,封堵率仅下降约5.0%;体系成胶后具有良好的耐候性,在65℃下浸泡60 d后强度损失率仅为4.1%。现场先导性试验结果表明,地下成胶堵水体系堵水效果明显,能有效控制目标井复杂来水,实现目标井的“降水增油”。

交联聚合物冻胶调堵剂性能评价指标及方法

交联聚合物冻胶 (凝胶 )因其独特的结构及优良的性能 ,而成为国内外油田堵水调剖作业中应用最广泛的堵剂。根据聚合物、交联剂及其它添加剂的不同 ,交联聚合物凝胶又可细分为多种类别的堵剂 ,这些堵剂尽管结构、形成路径和使用范围不同 ,但其基本性能及性能评价指标差异不大 ,现有的性能评价方法[1] 多数缺乏科学性和实用性。本研究以聚丙烯酰胺凝胶堵剂为基准 ,建立了交联聚合物凝胶堵剂系统的性能评价方法 ,针对堵剂的溶解性能、成胶性能及在多孔介质中的封堵性能等量化指标进行了探讨 ,提出了聚合物凝胶调堵剂性能评价指标及定量评价方法。

底水油藏堵水技术研究

对于长庆油区低渗砂岩底水油藏 ,适当封堵底水可抑制底水锥进 ,恢复水淹油井的正常产能。研制出 3种堵剂配方 ,通过模拟试验研究封堵作用与水驱采收率的关系 ,采用数值模拟方法判断底水水淹油井的出水层位和水锥体半径大小 ,根据施工井区地质特征优选堵水工艺方法、堵剂配方 ,确定堵水施工参数。现场应用底水油藏堵水技术的经济效益显著。

渤海SZ36-1油藏深部调剖剂研究与应用

渤海SZ36-1油田具有油田水矿化度高、砾石充填完井及平台生产空间狭小等特点,常规深部调剖剂的溶解及耐盐性不能满足该油田深部调剖的要求.研制出抗盐速溶交联聚合物弱凝胶深部调剖剂(RNSTP-CTm),它由梳形抗盐聚合物、间苯二酚及复合助剂等组成.室内及现场试验均表明,该调剖剂在高矿化度盐水中能迅速地分散溶解,适宜在温度40～70℃、矿化度40g/L以下的油藏和作业空间受限的海上油田及陆地油田进行注水井深部调剖.SZ36-1-A21井深部调剖试验后,井组日增油50～60t、有效期超过1a,累计增油超过万吨,取得了良好的深部调剖效果.

一种适用于高温高盐油藏的柔性堵剂

现有的聚合物类或纤维性预交联体膨颗粒堵剂以及聚合物凝胶堵剂在高矿化度下耐温性能差，不适用于温度高于120℃的高盐油藏的堵水作业。为了改善高温高盐油藏的堵水技术，研制了一种耐高温高盐的柔性堵剂。该堵剂是不溶于水、微溶于油、可任意变形、拉伸韧性强的颗粒，其粒径范围为1～8mm。该柔性堵剂在高温高盐条件下的化学稳定性好，可二次黏结形成完整的封堵层。在塔河油田油藏条件下，柔性堵剂用量从0．03PV增至0．2PV，封堵效果出现突跃式升高，可对油藏的裂缝和高渗通道形成强封堵。在堵水作业中这种堵剂如果造成油井误堵，使用甲苯就极易解堵，是一种既可在高温高盐下形成稳定封堵又可安全使用的堵剂。

新型选择性堵水剂的研究与应用进展

生产井特别是水平井和分支井采用笼统注入法实施堵水作业时,堵剂的选择性对预防产层伤害十分重要。综述了国内外主要是国外近期选择性堵水剂的研究和应用进展。选择性堵水剂按作用原理分为两类。一类是聚合物类相渗（透率）调节剂,通过大分链在水相中伸展、在油相中收缩降低水相渗透率,包括以DMDAAC为阳离子的两性聚合物poly-DMDAAC和性能更好的乙烯基单体/酰胺三元共聚物（后者在60℃、6.89-27.56 kPa压降下水、油相流动阻力比高达270-13）,实施堵水作业后油井产油能力逐渐提高。另一类是选择性水相封堵剂,除硅酸盐类、沥青类、乳化稠油外,主要介绍了由阴离子表面活性剂、反离子盐（钾盐）、缓冲溶液组成的黏弹性表面活性剂（VEAS或VAS）体系,该体系一般与相渗调节剂共同使用。介绍了两类选择性堵水剂在国外一些油田的应用情况。讨论了选择性堵水效果评价问题和选择性堵水剂研发方向。图2表1参12。

油井堵水概念的内涵及其技术关键

为了解决油井堵水存在的问题,研究了油井堵水概念的内涵及其技术关键。油井堵水概念应有5个内涵,即:油井区块整体堵水,深部堵水,选择性堵水,不同来水堵水,与其他措施结合的堵水。这些内涵是相互联系的整体。油井堵水概念内涵的技术关键是:油井区块整体堵水须建立选井的决策原则;油井深部堵水须有深部堵剂及其放置方法和合理深度的决定方法;选择性堵水应使用选择性堵剂和选择性注入方法;应根据来水的特点控制不同形式的来水方法;组合堵水应根据油井堵水与其他措施的作用互补原则。应用这些内涵及技术关键,可使油井堵水成为提高采收率的重要措施。

适宜高温高盐地层的无机涂层调剖剂室内研究

交联聚合物调剖在高温、高地层水矿化度条件下的应用受到限制。为了解决塔里木盆地高温、高矿化度地层水深层油藏的调剖问题,研究了WJSTP无机凝胶涂层调剖剂。该调剖剂与高矿化度地层水反应后形成密度与水相当的无机凝胶,以吸附涂层方式在岩石骨架表面逐渐结垢,形成无机凝胶涂层,使地层中的流动通道逐渐变窄而造成流动阻力,达到使地层流体转向、扩大波及体积的目的。采用瓶试实验和岩心物理模拟方法,研究了该调剖剂与油田水反应的凝胶化性能,以及无机凝胶涂层对多孔介质的封堵性能,并通过管流试验模拟涂层对大孔道的封堵效果。结果表明,WJSTP调剖剂与高矿化度地层水形成的无机凝胶具有极好的耐温、耐盐及热稳定性能,通过多次涂层,可实现多孔介质中不同程度的封堵,在管流模型中获得同样的无机凝胶涂层封堵效果。