钻井液用稠油降黏剂的研制与性能评价

稠油中含有胶质、沥青质等物质,使稠油与钻井液滤液形成W/O型乳状液,增大了稠油的开采难点。针对上述技术难题,以苯二酚、环氧乙烷、环氧丙烷、氯磺酸为原料制备一种水基钻井液用稠油降黏剂JN-A,应用于水基钻井液中,评价稠油降黏剂JN-A对稠油黏度的影响。结果表明:水基钻井液的滤液与稠油形成乳状液,使稠油的黏度上升至983.4 mPa·s,而3%稠油降黏剂JN-A使稠油黏度降低至75.1 mPa·s,其降黏率高达91.97%,表现出优异的降黏效果。稠油降黏剂JN-A使滤液-稠油界面张力降低至0.51mN·m^(-1),并降低储层岩心孔喉对稠油的黏附性和稠油在储层孔喉中的流动阻力,有利于稠油油藏的开采。

微尺度下泡沫贾敏效应数值模拟分析

为考察泡沫流体的注入速率、液相黏度、表面张力、曲率半径对通过孔喉时产生的贾敏效应阻力的影响,建立了孔喉几何模型,采用水平集方法追踪界面变化,研究了微尺度下贾敏效应下泡沫的运移规律。结果表明,注入速率越大,注入压力越大,贾敏效应阻力越大;液相黏度越大,泡沫液膜强度越大,贾敏效应阻力越大;贾敏效应阻力与表面张力呈正相关关系,表面张力越大,较难发生形变,所需的驱动力就越大;贾敏效应阻力与曲率半径呈负相关关系,曲率半径越大,贾敏效应阻力越小。该研究结果对油气田开发中合理利用贾敏效应具有一定的借鉴意义。

煤层气合层开发上部产层暴露的伤害机理

煤层气开采过程中,上部暴露产层伤害对煤层气井产能的影响短期内有可能被下部未暴露产层产气能力的提高所掩盖,因此未引起研究人员的重视。为此,依托于贵州西部土城区块煤层气勘探开发工程实践,结合15号煤启动压力梯度、气水两相渗流及应力敏感性测试,分析了上部产层暴露的储层伤害机理,探讨了合层开发煤层气井高产、稳产的排采控制措施。结果表明:1随着低渗透煤储层中游离气量增多、气泡变大,气水两相渗流产生的贾敏效应增强,导致水相渗流的启动压力梯度增大,水相渗透率快速下降;2合层开发煤层气井上部产层被动暴露后,套压持续回升导致气体"反侵"进入已经暴露的煤储层,井筒周围依次形成高含气带、液相滞留带、应力敏感带、高含水带,近井地带形成液相低渗区,使地层水、压裂液难以排出,将导致上部暴露产层产水、产气量快速衰减。结论认为,为了提高合层开发的效果,可在套压降至0.5 MPa后主动缓慢暴露上部产层,而在上部产层主动暴露后,应尽量避免套压的快速波动,杜绝套压的大幅回升,以免对近井地带煤储层造成永久性伤害。

贾敏效应对低渗透油层有不可忽视的影响

油藏中的流体作用力按表现形式可分为质量力（重力及浮力等）和表面力（界面张力）。浮力是影响油气运移的重要条件；重力对注水驱油过程作用明显；界面张力则控制了油藏中各种流体的分布，并对油藏剩余油的形成起相当大的作用。低渗透油藏流体渗流是非达西低速渗流，除细微孔隙中的分子力是较重要的作用力之外，实验证明：贾敏效应对低渗透油层也有不可忽视的影响。分析整理４个低渗透油藏（鄯善油田三间房组油组、安塞油田王窑区长６油层、科尔康油田白２块沙海组下段及五号桩油田沙三下Ⅱ油组）的真实微观模型实验结果发现：模型的水驱油排驱压力普遍大于油驱水排驱压力。从理论上讲，在岩石亲水或偏亲水的情况下，油驱水过程（排驱过程）所需压力应当大于水驱油过程（吸入过程）所需压力，但实验结果却恰恰相反。分析认为是贾敏效应的影响所致。同时实验结果还表明：贾敏效应的强弱与储集层岩石物性有明显关系，据此认为渗透率越低贾敏效应越突出。

高含水后期乳状液的驱油效果与作用机理分析

为了揭示乳状液在多孔介质中的驱油作用与提高波及体积的机理,根据大庆油田主力区块地质特征和地层流体特性,选用甜菜碱型表面活性剂和非离子表面活性剂混合体系,利用岩心乳化方法模拟地下乳化过程,采用三管并联岩心驱替实验研究不同渗透率极差条件下乳状液的驱油效果和各层产液变化,通过与同界面张力的表面活性剂驱的驱油效果和各层产液的对比,从乳状液驱相渗曲线和贾敏效应两个方面分析乳状液调驱的机理。研究结果表明,岩心渗透率变异系数越大,乳状液驱阶段原油采出程度越高、高渗透层产液下降幅度越大。对于平均渗透率400×10^(-3)μm^2、渗透率变异系数为0.72的三层非均质岩心,乳状液驱能够比水驱提高采收率16.98%,中低渗透层提高产液16%。乳状液在驱替过程中由于贾敏效应能够形成较好的封堵作用,可改变水相的相渗曲线,具有较好的流度控制作用,可避免表面活性剂驱过程中驱替液沿高渗透油层窜流的现象。高含水后期乳状液驱能够扩大波及体积的主要原因是乳状液的黏弹性引起水相相对渗透率的改变和大粒径乳状液的贾敏效应,驱油效果优于表面活性剂驱。

多方法定量评价低渗储层贾敏效应影响因素——以塔里木油田轮古7井区为例

定量评价各类因素对贾敏效应的影响程度,对改善低渗透油藏的水驱开发效果具有重要意义.以塔里木油田轮古7井区为例,结合本区地质特征,选择渗透率、液相侵入深度、驱替压力、孔喉比、孔隙度、截面积等作为影响贾敏效应的因素,通过灰色关联分析法与相对比较法对上述影响因素进行定量分析,确定其影响权重.研究表明,两种方法的研究结果一致,即孔喉比和孔隙度是贾敏效应的主要影响因素,并通过岩心流动实验验证了上述研究结果的可靠性.

特低渗透砂岩储层伤害的实验研究

为解决特低渗砂岩储集层在开发中遇到的矛盾,对不同渗透率条件下注水开发过程中的地层伤害进行对比分析,制定相应合理开发技术政策。取长庆油田耿43井区和白马中区特低渗透岩心为实验样本,对敏感性、贾敏性、水锁效应以及水质伤害程度进行分析,得出特低渗透储层地层伤害程度一般规律及其与渗透率大小的关系,提出避免储层敏感性伤害及改善水质的措施。该研究结果对类似油田开发具有一定借鉴意义。

特低渗透砂岩油田开发贾敏效应探讨--以鄂尔多斯盆地中生界延长组为例

鄂尔多斯盆地中生界延长组储层是典型的特低渗透砂岩储层,属于细孔微喉型,非均质性强,注水开发中贾敏效应异常强烈。通过微观砂岩模型水驱油实验发现贾敏效应是油田注水开发中不可忽视的阻力。实验中贾敏效应主要表现为:①水驱油过程中注水压力不断变化;②贾敏效应的循环作用;③油滴受贾敏效应作用无法运移;④贾敏效应致使水驱中油相渗透率急剧下降,水相渗透率缓慢上升。通过注采系统提高注水压力无法消除贾敏效应,因此在注水开发中要以预防贾敏效应为主。

特低渗油藏生产井初始含水率高的微观机理

特低渗油藏的生产井初始含水率要比中高渗油藏的高,而且生产井开井生产后含水率有一段时间的下降。对流体流动的微观机理进行了分析。结果表明,在特低渗油藏,钻井和压裂过程造成的水锁效应使地层原油难以流动;贾敏效应的存在阻塞了油流的通道;地层微裂缝的开启与闭合、启动压力梯度的存在导致生产井初始含水率较高;岩石物性特征决定了油藏的初始含水饱和度高,进而使初始含水率比较高。

低渗透储层注水开发贾敏效应实验研究

为定量认识低渗透储层水驱开发中的贾敏效应,根据注水驱油理论,结合岩心水驱油物理模拟实验,建立表征贾敏效应动态变化的方法,开展不同渗透率岩心水驱贾敏效应对比实验。结果表明:岩心渗透率越低,贾敏系数越大,驱油效率越低,等效渗流截面越小;与常规中高渗透储层相比,低渗透储层高贾敏效应导致孔隙中剩余油分布特征和启动机制存在差异。降低贾敏效应是有效改善低渗透储层流体注入能力和提高采收率的技术手段之一,CO2驱能降低低渗透储层的注入压力,并大幅提高驱油效率,是有效提高水驱后低渗透率基质驱油效率的有效手段。

胜坨油田高温高盐油藏自发乳化驱提高采收率

通过乳化能力、油水界面张力测定优选出适合胜坨高温高盐油藏的碱/表面活性剂自发乳化体系,并通过驱油实验考察了自发乳化体系的驱油效果。结果表明,在2 g/L Na OH+2 g/L Na2CO3复合碱溶液中加入0.5 g/L表面活性剂B4,可使油/水界面张力达到超低,有助于油滴在界面扰动作用下发生自发乳化,形成乳状液。乳化体系在多孔介质的剪切作用下将油滴乳化,依靠乳滴在孔喉处聚并产生的贾敏效应,有效地降低了水油流度比,提高了波及系数和采收率。乳状液液滴的夹带作用可使油滴被驱替液携带着通过地层,提高洗油效率。但乳化夹带作用提高采收率和驱替压力的幅度不如乳化捕集作用显著。最佳的自乳化体系配方为:2 g/L B4+2 g/L Na OH+2 g/L Na2CO3,自发乳化驱采收率在水驱基础上可提高21.5%,采收率并未随着填砂管长度的延长而降低。

樊31北块特低渗透油藏初始含水率的影响因素

樊31北块属于特低渗透油藏,其初始含水率要比中高渗透油藏的初始含水率高得多,并且开井生产后含水率会持续下降一段时间。通过分析油藏的地质特征和流体流动的微观机理认为,油藏构造特征、地层沉积特征、钻井和压裂过程造成的水锁效应、贾敏效应、地层微裂缝的动态变化、启动压力梯度和岩石物性特征是引起初始含水率差异的因素,并利用樊31北块的物性参数定量计算了各种因素的影响程度。

低渗透油层微观水驱油特征

通过真实砂岩微观孔隙模型实验 ,研究了安塞、五号桩、鄯善、科尔康 4个低渗透油田的微观水驱油特征。结果表明 :1贾敏效应是不可忽视的作用力 ;2水驱油效率低 ;3自吸驱油现象明显 ;4油层结垢损害应当预防。将 4个低渗透油田划分为成岩型和沉积型两种类型 。

胜坨油田二区自发乳化驱油体系性能

针对胜坨油田高温高盐、水驱采收率低问题,开展适合胜坨油田二区油藏条件自发乳化驱油配方研究.采用乳化能力测试和油/水界面张力测量,对自发乳化驱油体系中的碱、表面活性剂的种类及质量浓度进行优化,并结合物模实验对优选出的配方进行驱油效果评价.结果表明:复合碱和表面活性剂的协同作用使油/水界面张力达到超低,并导致油滴在轻微界面扰动作用下自发乳化;表面活性剂静态吸附量较小,且油砂上的吸附量小于净砂上的吸附量;均质模型中,自发乳化体系与残余油在多孔介质剪切作用下形成乳状液,依靠乳状液液滴堵塞大孔喉产生的贾敏效应和分流作用,提高波及系数,同时伴随油带的形成,自发乳化驱的采收率在水驱基础上提高25%;非均质模型中,形成的乳状液不足以有效封堵高渗通道,而是被驱替液携带流出地层,驱油效果变差.

低渗透砂岩储层贾敏效应实验评价及解除措施:以塔里木油田巴什托普东河塘组为例

塔里木油田巴什托普井区东河塘组整体属于低渗透砂岩储层,在注水开发的过程中,贾敏效应对油藏的开发影响很大。针对这一情况在实验室条件下进行了贾敏效应评价实验设计和评价标准的设定,实验结果表明研究区域的贾敏效应程度为中-强,鉴于此,依据贾敏效应机理,开展了减轻贾敏效应的方法探讨,实验结果显示,通过往注入水中加入0.01%双子表面活性剂来降低油水界面张力的方法可显著削弱贾敏效应,改善开发环境。

低渗透油田注水井转抽出油机理分析

阐述了朝阳沟油田注水井微观出油机理和宏观出油机理,以及逆向驱油(注水井转抽)可以克服毛管力的圈闭作用和贾敏效应,证明了在毛管力作用下注水井周围的油层中存在大量的剩余油,为挖掘低渗透油田剩余油潜力提供理论依据.结果表明:注水井转抽后,对固体堵塞具有一定的解堵作用,增加水驱油面积;还可以较大地克服毛管力的圈闭作用.

减缓低渗透储层贾敏效应的方法研究

目前,低渗透油藏在各大油田分布广泛,其石油储量占未开发石油总量的比重较大。贾敏效应是导致低渗透油藏难以开采、采收率低的一个重要影响因素。采用贾敏指数来评价贾敏损害程度,制取了三种非离子表面活性剂JN-1、JN-2和JN-3,通过筛选得知JN-3降低油水界面张力的能力最强。根据贾敏效应产生的机理以及水井转抽机理,开展了减缓贾敏效应的室内试验研究,结果表明,针对性地向注入水中加入非离子表面活性剂JN-3,可以降低油水界面张力,同时适时地采用水井转抽逆向驱油来增大驱动压差,有效地抑制和减缓了贾敏效应,提高原油采收率。

考虑微观孔喉结构的相对渗透率计算方法

随着常规油气资源的枯竭,超低渗透油藏已成为我国能源增储上产的主要物质基础.其中相对渗透率曲线对油田开发起到至关重要的作用.而微观孔喉结构对相对渗透率影响巨大.但是目前的相对渗透率的计算方法无法体现微观孔喉结构的影响.因此利用通过室内物理实验的结果,通过修正Brooks-Corey模型建立了考虑边界层、贾敏效应和微观孔喉分布的相对渗透率计算方法.结果表明,相同渗透率的长庆超低渗透油藏孔喉分布范围更大,导致长庆超低渗透油藏两相区更宽,油相相对渗透率更大,高含水阶段相渗变化更剧烈.对于大庆和长庆超低渗透油藏的成功开发奠定了坚实的理论基础.

气侵对油井出砂的影响

油气两相流动增加了油流阻力 ;空化气泡的溃灭产生空蚀 ;油井生产时井眼内的气柱使井底压力降低 ,增大井壁发生剪切破坏的可能性 ;关井时气侵产液使井底压力升高 ,容易造成井壁的拉伸破坏。所有这些因素的综合作用 ,导致了油井出砂量大增。因此无论是进行出砂预测 ,还是进行防砂都有必要考虑气侵的影响。

低渗透砂岩油水两相流动压力波动特征

多相流体间的界面张力在低渗透油藏狭小的孔隙和喉道中呈现更为突显的毛管力和贾敏效应,造成油水驱替压力的大幅度波动,因此需找到低渗透砂岩油水两相流动压力波动随渗透率、含水饱和度、界面张力与岩心长度等因素的变化规律,指导实际生产。实验研究发现,渗透率越低、界面张力越大,压力波动就会越明显;含水饱和度的大小也明显影响这种压力波动的幅度;通过改善低渗透油藏的渗透率或者降低油水界面张力将是减小压力波动、利于生产的有效措施。