弱碱三元复合驱矿场动态特征及结垢问题

大庆首个弱碱三元复合驱工业化试验区位于大庆北三区西部,面积1.5 km2,有采油井14口,注入井13口,使用Na2CO3（12 g/L）/重烷基苯磺酸盐（2.5 g/L）/聚合物（1.4 g/L）溶液,2002-11-08开始注剂,到2006年5月共注入化学剂0.315 PV,完成设计量的45.6%。注入、产出剖面,注入量、注入压力,产液量、含水率等动态资料表明,采油井B2-J1-P50和注入井B2-20-48的生产状况在注剂的前期和中期有很大改善,而后期则恶化,认为结垢是造成这一现象的一个原因。元素分析和SEM观测表明,注入井内垢样主要成分是碳酸钙结晶。弱碱三元溶液的pH值为9.23,高于采出污水（8.53）,是引起结垢的主要因素。有机铬交联剂与弱碱三元溶液形成的复合铬凝胶,pH为8.45,黏度、界面张力（100mN/m数量级）变化不大,阻力系数、残余阻力系数较三元溶液急剧增大,随聚铬比增大（10∶1-80∶1）而减小。在注三元溶液后注压力迅速上升的B2-1-P56井,2006-12-27-2007-03-11以100 m3/d的排量注入聚铬比30∶1的复合铬凝胶期间,注入压力短暂上升至12.6 MPa后逐渐下降至11 MPa,吸液剖面改善,流量计内未见垢生成;恢复三元溶液注入后注入压力回升,2007年10月达到12.6 MPa,调剖效果丧失。由此推断,该复合铬凝胶可清除弱碱三元复合溶液在地层内的垢沉定。

聚合物-多重乳液交联剂深部调剖体系研究

以醋酸铬水溶液为水内相,柴油为油相,T161为W/O乳化剂,T20为O/W乳化剂制备了具延缓交联作用、可用于深部调剖体系的W/O/W多重乳液交联剂。通过成冻时间和冻胶强度（冻胶突破真空度）测定,考察了多种因素对HPAM/多重乳液体系的影响。用矿化度4.16 g/L的桩西106井采出污水配制的HPAM/多重乳液体系,随聚合物用量（0.3%-0.7%）、多重乳液用量（0.2%-1.0%）、温度（65-85℃）增加,成冻时间缩短而冻胶强度增大,温度≥80℃时成冻时间过短,不能满足深部调剖的要求。用矿化度19.6 g/L的胜坨286井采出污水配制的HPAM/多重乳液体系,成冻时间和冻胶强度均大幅减小。在长20 cm、水测渗透率2.0-2.2μm2的填砂管内,该体系65℃下的封堵率随聚合物用量增大按二次曲线式增长,随多重乳液用量增大按线性增大,在实验条件下均大于80%。HPAM用量0.3%、0.4%、0.5%,多重乳液用量0.2%、0.4%的体系,65℃下的最短成冻时间不短于7 h。

堵水调剖用有机铬交联剂的微胶囊化研究

选择轻质碳酸钙作固化剂,加适量黏合剂(聚乙二醇溶液),将含Cr3+67%的胜利采油院有机铬交联剂(墨绿色液体)固化,按1∶1质量比将固化交联剂与成球促进剂(微晶纤维素)混合,加适量黏合剂,在挤出滚圆机上制成粒度1632目的素丸,再以乙基纤维素水分散体为包衣剂,在给定工艺条件下用流化床法制成覆膜有机铬交联剂。根据70℃下在水中的铬释放率曲线和聚合物-交联剂体系黏度发展曲线,确定覆膜后最佳热处理温度为60℃,包衣膜厚度(以素丸质量增加率表示)决定延缓交联时间,当素丸质量增加率由10%增大到40%时,实验成胶体系黏度增加到10Pa·s以上所需的时间由16h延长到32h,包衣膜厚度可按要求选择。使用微胶囊化的交联剂可使聚合物溶液成胶时间明显延后。

一种耐温抗盐的交联聚合物调驱体系

题示可用于高温高盐油藏的调驱体系由聚合物HPAMAX-73、含Cr3+≥4.5g/dL的羧酸铬交联剂XL-Ⅲ及添加剂组成。通过组分用量筛选确定AX-73用量为1700mg/L,XL-Ⅲ用量为42mg/L,配液用水为含钙镁离子1512mg/L、矿化度8.0×104mg/L的盐水。该体系在80℃静置3天生成的弱凝胶,粘度η*(80℃,0.422Hz)超过200mPa.s,为1700mg/LAX-73溶液粘度ηp(80℃,7s-1)的17倍多。该体系在10~80℃范围的交联速度随温度升高而增大,在45~80℃范围成胶时间小于10小时。矿化度在4.0×104~8.0×104mg/L范围时,生成的弱凝胶粘度随矿化度减小而增大。在储层油砂存在下由于一部分聚合物和交联剂被吸附,该体系生成的弱凝胶的粘度有所下降。该体系在80℃反应3天生成的弱凝胶经受1~5min剪切后,粘度下降48.0%~68.8%,在80℃静置时粘度逐渐恢复,180小时后恢复率为84.2%~72.3%。在80℃、氮气保持下生成的弱凝胶,在相同条件下老化90天后,粘度保持率高达73.0%,保留的粘度值为150mPa.s。图3表5参1。

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。

不水驱直接实施聚合物铬凝胶调驱效果的实验研究

本研究在模拟南堡35-2海上油田B6井组条件下进行。由M=1.5×107|HD=24.2%的聚合物HPAM和含Cr3+2.7%的醋酸铬交联剂在矿化度3.5 g/L的水源井水中配制的成胶液,在50℃、30 d内的黏度(50℃,7.181/s)变化,最高黏度及其出现时间随聚合物浓度(1.0、1.2、1.4 g/L)和聚铬比(60∶1、90∶1、180∶1)而异。早期的成胶液注入渗透率1.3~1.5μm2的人造均质岩心时,注入压力随注入量的增加迅速上升,表明此时已有凝胶生成。聚合物浓度1.2和1.4 g/L、聚铬比120∶1的凝胶的G′、G″~频率曲线显示凝胶具有良好的黏弹性。垂向有渗透率2.14、0.95、1.76μm2三个层的非均质人造岩心,在50℃下饱和地层水后饱和黏度850 mPa.s的模拟油,考察聚合物浓度1.2 g/L、聚铬比60∶1、初始黏度12.2~12.5 mPa.s的成胶体系驱油效果。在含水率为98%、80%、40%、0%(水驱采收率相应为41.9%、29.7%、23.3%、0%)时注入0.1 PV凝胶体系,最终采收率分别为46.8%、47.7%、50.4%、58.5%;在含水率为0%时最终采收率随凝胶体系注入量的减小(0.15、0.10、0.050、.025 PV)而减小,随凝胶体系聚合物含量的增加(1.2、1.41、.6 g/L)略有增加。

调剖用延缓交联剂MLH-1的研制

对于大庆油田处理注水井近井地带所用的HPAM/Cr3 + 冻胶调剖剂 ,要求调剖剂溶液在井温条件下 (4 5℃ )成胶时间在 10— 30h范围内可调 ,形成的冻胶强度高 (以表观粘度表示 ,为 5× 10 4 — 1.5× 10 5mPa·s) ,因此需要使用性能符合要求的延缓型交联剂。实验考察了 3种氧化还原型铬交联剂交联 1%HPAM水溶液的能力。重铬酸钠 /木质素磺酸钠氧化还原体系使溶液成胶的配比范围很窄且成胶速率过高 ,成胶时间太短。重铬酸钠 /硫脲氧化还原体系只有在重铬酸钠用量很高时 (≥ 1.5 % )才能使溶液延缓成胶 ,这在经济上是难以接受的。适当配比的重铬酸钠 /木质素磺酸钠 /硫脲氧化还原体系 (延缓型铬交联剂MLH 1) ,可使HPAM溶液的成胶时间在 5— 30h范围内调节 ,形成的冻胶表现粘度一般大于 1.5× 10 5mPa·s。以本质素磺酸钠与重铬酸钠间的诱导反应 ,硫脲与重铬酸钠间的受诱反应解释了MLH 1的延缓交联作用。HPAM /MLH 1体系已成功地用于大庆油田 36口注水井近井地带的调剖作业。

粉煤灰填充增强的聚丙烯酰胺/铬(Ⅲ)冻胶堵剂SZD-3

本文报道了粉煤灰填充的聚丙烯酰胺 /铬冻胶堵剂SZD 3的研制和应用情况。堵剂SZD 3为由经乙醇和表面活性剂处理的聚丙烯酰胺、铬交联剂、粉煤灰按质量比 7∶3∶10 0混合而成的粉剂 ,在现场配制成 10 %的悬浮液注入施工井。粉煤灰填充堵剂SZD 3形成的冻胶 ,稳定性和承压强度均显著提高。将SZD 3用于孤岛油田 7口注水井的调剖 ,获得了良好的效果。

高效洗油剂吞吐与油井堵水结合技术研究

题示油井增产技术适用于高含水非均质砂岩油藏,实施步骤如下:①高压注水入油井,使中低渗层压力升高;②注入高效洗油剂;③依次注入成冻时间tG递减的选择性堵水剂;④注入过顶替液;⑤关井候凝后开井生产.叙述并图示了技术原理.由目的油田条件下的等界面张力图并考虑损耗,确定0.8%的一种阴离子表面活性剂溶液为洗油剂,注入量为80m3/m高渗层.所选3种堵水剂分别为聚合物/有机铬体系(tG=5 d,45℃、7.34 s-1初始粘度η0=10.2 mPa·s)和聚合物/无机铬体系(3 d,20.5 mPa·s和1 d,28.6 mPa·s),三者体积比50:30:20,总用量按处理半径18 m计算.过顶替液为η=32.9 mPa·s的聚合物溶液,将堵剂推至距井筒3 m以远.在大庆喇嘛甸油田一聚合物驱后水驱至含水98%、采出程度＞50%的区块,在6口油井成功试用该技术,单井平均注入工作液1383 m3,实施较早的4口井增产油减产水,初期含水下降幅度2.6%～21.8%,有效期170～665 d,经济上可行.图2表1参8.

哈萨克斯坦盐上油藏聚驱前调剖方法研究

盐上稠油油藏已进入天然能量开采后期,采出程度30%。在油藏温度22℃,地下原油黏度118mPa.s,包括4注(新钻井)7采(包括中心井1口)的试验区设计进行聚合物驱。聚驱前水驱动态和示踪剂测试表明油藏非均质严重,有2口井必须进行调剖处理。调剖剂初步筛选排除了大庆油田广泛使用的有机交联两性聚合物冻胶,优选出的铬冻胶配方(以g/L计)为:大庆抗盐聚合物(M=3.5×107～4.0×107)2.5+铬酸盐交联剂0.6+复合硫酸盐稳定剂2.4+NaHCO32.0,用清水配液。该试验区于2004年12月至2006-05-06水驱,2006-05-10按调剖半径20m、调剖厚度2m、调剖方向数4对2口井进行铬冻胶调剖,结果使该2口井的注入压力上升,注入剖面大幅改善,4口注入井的视吸水指数超于接近或一致。2006年7月开始注聚合物,注入1.5g/L抗盐聚合物溶液0.25PV,注入期1年,井口黏度700～1700mg/L。2007年7月转后续注水,至2008年8月已提高采收率4.03%,预计最终提高采收率6%。

HPAM/Cr^(3+)交联暂堵技术在堵水封窜中的应用

研发了一种聚合物铬凝胶类暂堵剂用于油水井堵水封窜,其组成为:0.6%~0.8%聚合物HPAM+0.003%~0.004%交联剂乙酸铬+0.010%~0.025%破胶剂过硫酸铵。该剂45℃成胶时间<16小时,16小时成胶黏度5.8~8.2 Pa.s(可超过10 Pa.s),72小时破胶剂液黏度240~280 mPa.s,可用于40~80℃地层。在原始水测渗透率0.45~5.0μm2的人造岩心上,该剂封堵物的突破压力≥12.5 MPa/30 cm,暂堵率≥97.9%,破胶后恢复率≥85.2%。该剂已成功用于大庆采油一厂2口斜井的堵水封窜作业。详细介绍了井口严重反冒的高150斜41注水井的暂堵封窜作业:在注水层段以上补孔;注入12 m3暂堵剂封堵注水层段(10.5 m+3.6 m),注入压力5 MPa,套压3.8 MPa;依次注入速凝堵剂8 m3(注入压力14 MPa,套压8 MPa)、强凝胶堵剂10 m3(23,9 MPa)封堵窜流层段(10.5 m),36小时后注水压力13 MPa,注水量5 m3/d,以后逐渐升至20 m3/d,井口无反冒水,封窜成功,注水层暂堵保护有效。图3表4参2。

耐温黄胞胶铬冻胶调堵剂室内研制

从黄胞胶 (XC)在水溶液中的性质出发 (溶液增粘性 ,假塑性 ,耐酸碱性 ,盐对构象转变的影响 ,降解性等 ) ,设计了黄胞胶铬冻胶的基本配方 :0 .6 %XC +0 .15 %Na2 Cr2 O7+0 .45 %NaHSO3 +0 .1%甲醛液 (杀菌剂 ) +0 .0 1%热稳定剂。在基本配方的基础上考察了每一组分用量的变化对XC/Cr3 + 成胶体系 85℃或 80℃时成胶时间、冻胶强度 (承载质量 )、冻胶稳定性 (7天脱水率 )的影响 ,表明基本配方即为最佳配方 ,各组分用量可在一定范围内变化 ,配方中还应包含 pH调节剂。该调堵剂可用于