Study of Water Treatment Residue Used as a Profile Control Agent

A large amount of residue from the water treatment process has gradually accumulated and thus caused serious environmental pollution in waterflood oilfields. The water treatment residue is a grey suspension, with a density of 1.08 g/cm^3, and mainly contains over 65% of light CaCO3, MgCO3, CaSO4, Fe2S3 and Ca（OH）2. This paper ascertains the effect of water treatment residue on core permeability and its application in oilfields. Coreflooding tests in laboratory were conducted in two artificial cores and one natural core. Core changes were evaluated by cast model image analysis, mercury injection method and scanning electron microscopy （SEM）. Fresh water was injected into another natural core, which was plugged with water treatment residue, to determine the effective life. The results indicate that the water treatment residue has a strongly plugging capability, a resistance to erosion and a long effective life, and thus it can be used as a cheap raw material for profile control. In the past 8 years, a total of 60,164 m^3 of water treatment residue has been used for profile control of 151 well treatments, with a success ratio of 98% and an effective ratio of 83.2%. In the field tests, the profile control agent increased both starting pressure and injection pressure of injectors, and decreased the apparent water injectivity coefficient, significantly improving intake profiles and lengthening average service life of injectors. 28,381 tons of additional oil were recovered from these corresponding oil wells, with economic benefits of ￥3,069.55×10^4 （RMB） and a remarkable input-output ratio of 8.6：1.

乳化沥青提高原油采收率研究进展

乳化沥青具有注入性能好、封堵强度高等优点,作为一种选择性堵剂在油田提高采收率领域比其他化学剂体系更具应用潜力。本文总结了国内乳化沥青堵水体系的开发历程及现场选择性堵水的应用效果。通过调研近年来国内外文献,概述了乳化沥青堵水的作用机理,一种是作为乳液的作用机理,主要是乳液颗粒被变形捕获产生贾敏效应和乳液液滴的机械滞留使水的流动阻力增大;另一种是其分散相也就是乳液破乳后沥青的作用机理,主要是沥青黏附在岩壁上起到的堵水作用。同时,总结了乳化沥青稳定的主要影响因素,包括温度、水相中的电解质浓度和pH值以及分散相中的沥青质,并且论述了各因素影响乳化沥青稳定性的作用机理。最后,详细叙述了乳化沥青应用于油田调剖堵水领域的最新研究进展,研究表明乳化沥青不仅具有优异的封堵效果,还具有独特的封堵选择性。此外,乳化沥青还能与CO_(2)吞吐、泡沫调驱组成复合增产技术进行现场应用,并且指出了乳化沥青应用于调剖堵水领域存在的问题与未来展望。

延迟成胶弹性硅酸凝胶堵水剂及其性能研究

针对现有硅酸凝胶堵水剂普遍存在成胶时间短、成胶后脆性大的问题,结合L油田油藏条件,通过考察活化剂类型及用量,弹性改善剂类型及用量,以及水玻璃用量对成胶时间和弹性模量的影响,得出了一种延迟成胶弹性硅酸凝胶堵水剂。其配方为:6%水玻璃+0.85%活化剂三元弱酸一铵GL-1+0.1%弹性改善剂正电胶,该配方在油藏温度65℃下,成胶强度达到E级的时间为72 h,成胶后的弹性模量为589.46 Pa。采用填砂管实验评价了堵水剂的注入性及封堵性,结果表明堵水剂在L油田中具有良好的注入性及封堵性,在渗透率为1168.06×10^(-3)~5061.57×10^(-3)μm^(2)的填砂管中,注入0.8 PV的最高注入压力仅有0.72 MPa,封堵率均>96%。该堵水剂可用于L油田的油井堵水。

低渗透油田微生物堵剂的多尺度封堵性能

封堵低渗透油藏的多尺度水窜通道是提升这类油藏水驱开发效果的关键,开发了一种内源微生物堵剂,优化了其菌种发酵营养液配方,并基于室内静态实验表征了其基础物性,最后通过岩心动态实验评价了其封堵适应性。所优化的菌种发酵营养液配方为:1.0%~2.0%糖蜜+0.2%~1.0%硝酸钠+0.5%~2.0%磷酸二氢钾+0.2%~1.0%磷酸氢二钠+0.1%~0.5%硫酸铵+0.01%~0.1%工业酵母膏+0.01%~0.03%硫酸铁+0.01%~0.03%硫酸锰。在营养液中培养4 d后,微生物趋于稳定,形成的分散颗粒呈正态分布,粒径集中在40~160μm之间,粒度中值在90μm左右,且具有良好的抗剪切性、耐盐性及稳定性。初始态的微生物调堵剂能顺利进入低渗透岩心、非均质岩心和裂缝性岩心。进入岩心后,微生物基于其自生长特性与孔隙及裂缝介质匹配,对渗透率为5×10^(-3)μm^(2)的岩心的封堵率达到80%;对渗透率为5×10^(-3)/100×10^(-3)μm^(2)的非均质岩心的封堵率达92%;对渗透率为5×10^(-3)/300×10^(-3)μm^(2)的非均质岩心的封堵率达95%。微生物堵剂对开度为30μm的裂缝性岩心的封堵率达84%;对开度为80μm的裂缝性岩心的封堵率接近90%。微生物堵剂既可以封堵不同尺度的多孔介质水窜通道,又可以封堵不同尺度的微裂缝水窜通道,具备封堵低渗透油田多尺度水窜通道的潜力。

闭式注水油藏自分散型耐高温高盐调驱剂

南海东部高温高盐油藏闭式注水井无地面注水流程,常规调驱剂无法在地面混配后注入地层,且由于自分散性差,难以直接注入地层。以南海东部A油田为目标,从快速自分散和耐高温高盐两个角度出发,以2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)含量为40%的耐温耐盐聚合物为基础,辅以多酚类复合交联剂、多支链醇聚醚类分散剂等,通过反应成胶、机械研磨,制得自分散型耐高温高盐调驱剂。采用激光粒度仪、电子显微镜、动态光散射仪等,对调驱剂的粒径、微观形貌和表面电性进行了表征,评价了调驱剂的自分散性能、注入性能和剖面调整性能,并在南海东部A油田X井组进行了现场应用。结果表明,自分散型耐高温高盐调驱剂呈球形,初始粒径D50(粒径中值)为1.09~11.63μm,通过调整配方、研磨条件或加热时间可调节调驱剂的粒径。调驱剂颗粒表面呈负电,Zeta电位值为-19.30~-26.1 mV。与常规油分散型颗粒调驱剂相比,该调驱剂自分散性好,遇水后能快速均匀分散,在注入水中的自分散率为90.0%,岩心注入压力仅为油分散型颗粒调驱剂的53.13%。调驱后,高渗透岩心的分流量由92.6%降至20.5%,低渗透岩心的分流量由7.4%增至79.5%,吸水剖面明显“反转”。现场实施效果良好,调驱剂施工爬坡压力为0.5 MPa,施工后最高日增油106 m3,阶段增油8900 m3。该调驱剂满足目标油田高温高盐条件,注入性好,增油效果明显,适合闭式注水油藏调驱。

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。

微生物调剖技术的工程应用进展

注水开发目前是我国多数油田主要的开发方式。由于地层的非均质性导致注入水易沿着高渗透带发生窜流,降低吸水剖面,严重影响注水开发效果。常见的化学调剖剂通常有工艺复杂、稳定性差、污染严重和成本高等不足。近年来微生物提高采收率技术在国外迅速发展,逐渐受到国内学者的广泛关注。本文总结微生物调剖技术机理并综述了国内外微生物调剖技术的发展现状,最后提出未来微生物调剖技术应用的挑战与前景。

中低渗油藏特高含水期深部调驱实践与认识

针对江苏油田典型特高含水油藏G6区块,结合当前开发现状及中低渗储层特征,选择分散型堵剂进行深部调驱试验,从注入粒径、注入浓度和注入体积等工艺参数对调驱工艺进行优化,现场应用2个井组。结果显示:由于长期水驱形成高渗条带与大孔道,柔性颗粒调驱剂的粒径选择不应依赖原始孔喉尺寸,应在调驱过程中根据注入压力和油井响应及时调整,添加超大颗粒或连续相高强度堵剂转向段塞,封堵高渗水窜通道;树立整体调驱理念,可有效避免注水井组互相干扰,扩大井区波及体积,达到整体降水增油的目的。

一种新型酸化用水基清洗剂的筛选及现场应用

针对常规酸液体系无法对海上油田注水井进行有效解堵,而有机解堵+常规酸液解堵虽可以解除污染堵塞,但作业成本较高,推广应用受限的问题,研制了一种新型酸化用水基清洗剂,可快速分散、清洗油泥/油砂,洗油效率可达80%以上,可有效解除油泥堵塞;同时通过改变地层润湿性,减少贾敏效应,降低了作业后注水压力,与常规酸液体系复合使用,可快速解决注入水水质不达标引起的污染堵塞问题,实现作业一体化,降低施工成本。该技术目前已在海上油田应用十几井次,累计增加注水量近1×10^(5)m^(3),取得了良好的现场应用效果。

抗高温高黏弹性凝胶调剖体系研究与应用

柳160-1断块属于复杂断块油藏,随着长期注水开发,已形成优势渗流通道,驱替效率低,无效注水循环严重,多轮次调剖效果逐渐变差;纵向上多层合采合注,层间矛盾突出,剖面动用程度低。为了有效封堵优势渗流通道,深部液流转向,提高油藏波及面积,针对油藏开发及储层发育特点,有针对性地开展抗高温高黏弹性凝胶调剖体系封堵实验研究。室内实验结果表明,该体系具有较好的耐温抗盐性能和封堵性能。矿场试验表明,通过实施深部调剖,油藏各系开发指标显著提升,对高渗透层封堵效果好,可有效改善吸水剖面,动用程度提高2.3个百分点,多向见效比例提升1.3%,放大生产压差8.5MPa,提高波及系数0.06个百分点,单井初期日增油9.4t,综合含水率下降2.5个百分点,阶段累计增油2756t。该类深部调剖技术的成功应用对同类型油藏稳油控水具有重要意义。

致密油藏暂堵强化注水吞吐及暂堵分流数学模型研究

为了提高压裂改造规模较小、裂缝网络渗透率较低、储量丰富压裂段的采收率,提出暂堵强化注水吞吐工艺,即通过在注水吞吐的注入阶段注入暂堵剂溶液扩大注入水的波及面积,从而改善多轮次后水平井注水吞吐开发效果。首先通过并联不同开度造缝岩心,对比分析注水吞吐和暂堵强化注水吞吐对不同开度造缝岩心样品原油的动用程度;之后,在暂堵剂滤饼封堵特性实验的基础上,建立考虑井筒变质量流的水平井暂堵分流数学模型并分析暂堵剂质量浓度和注入速度对分流效率的影响。研究结果表明,暂堵强化注水吞吐使得大、小开度造缝岩心样品采收率分别提高了3.46%和1.71%,可有效改善注水吞吐开发效果;根据通过暂堵剂滤饼的压降与注入时间的关系确定滤饼阻力系数为1.13×10^(8)m^(-2);暂堵剂质量浓度越高,注入速度越高,分流效率越高。

子长油田富昌区调驱调剖技术的研究与应用

子长油田富昌区2004年开始进入注水开发阶段,目前与注水开发初期相比,平均单井日产油下降0.43t/d,综合含水率上升25.6个百分点。该区注水开发过程中存在层间非均质强,局部水淹水窜严重,油层动用程度差;边底水锥进明显,注水突进方向单一,油井受益不均衡;配套治理工艺方案优化程度不高,效果不明显且见效时间短等主要问题。针对存在的问题,对子长油田富昌区4个注水开发井组采用无机凝胶调驱工艺进行深部调驱试验,使用五段塞调驱体系,调驱剂配方为高相对分子质量聚丙烯酰胺+钠土+改性预交联颗粒+复合凝胶+交联剂,并通过公式计算了试验井组的调驱剂注入量。试验结果表明,4个试验井组的注水井均改变了吸水剖面,消除了指进现象,4口注水井吸水厚度增加了6.1m,平均单井启动压力较调驱前上升1.7MPa。试验井组的综合含水率平均下降3.82个百分点,单井组平均日增油0.57t/d,平均收益时间达到286天,4个试验井组累计增油1630.2t。

新型选择性堵水剂的合成及性能评价

针对裂缝性低渗油藏堵水困难且堵剂注入性差、封堵强度弱等问题,以丙烯酰胺(AM)、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)和N-(3-二甲氨基丙基)甲基丙烯酰胺(DMAPMA)为原料制备P-AAD共聚物,并以酚醛树脂作为交联剂制得新型选择性堵水剂。利用红外光谱、核磁共振和扫描电镜进行表征,并对堵水剂的抗剪切性能、注入性能、油水选择性及耐冲刷性能进行评价。结果表明,在不同剪切力作用下,黏度保持率均在80%以上,具有良好的抗剪切性能;在裂缝开度为19μm时,注入压力适中,对微裂缝依然有良好的注入性;油相封堵率为11%~21%,水相封堵率为82%~91%,说明堵水剂具有堵水不堵油的特性;在注入水冲刷后,水相渗透率降低幅度极小,说明堵水剂在裂缝壁面形成强吸附和强滞留,具有良好的耐冲刷性能。

我国油田化学堵水调剖剂开发和应用现状

本文分八大类简述了国内各种堵水调剖剂的性能、研究及应用简况，对今后堵水调剖剂的研究提出了建议。

体膨颗粒深部调剖技术及其在大庆油田的应用

大庆三大主力油田已进入高含水、高采出程度开采阶段 ,油藏内已出现高渗透大孔道 ,必须进行封堵。选用交联聚合物颗粒作为深部调剖剂。从三种颗粒剂中筛选出的颗粒剂WT ,在自来水中 2 4h膨胀倍数为 80～ 90 ,抗压强度为 0 .8～ 1.2MPa,可形成胶结体 ,在渗透率 3～ 3.5 μm2 的岩心中突破压力梯度为 10 .7MPa/m ,在油田污水中膨胀倍数下降至 6 0～ 80 ,抗压强度基本不变。所用颗粒剂的粒径由区块典型井和选定的施工井现场试注压力 时间曲线求得 ,为 2～ 5mm。介绍了在杏北油田 3口注水井实施颗粒剂WT深部调剖的工艺和结果。颗粒剂用注入水携带 ,连续注入注水井。在X7 2F35井 ,颗粒剂在注入水中的质量浓度为 5 .3kg/m3 ,总注入量为 6 0 93m3 ,设计调剖半径 2 1.5m。实施深部调剖后 3口注水井在平面和纵向上的吸水剖面都获得了很大改善 ,一些连通油井产油量增加 ,含水量有所下降。图 6表 4。

含油污泥调剖剂的研制与应用

测定了江汉钟市、马王庙油田采出污水处理中产生的含油污泥的含固、含油、含水、含盐量,污泥水的矿化组成及污泥固相颗粒的粒径分布。针对渗透率级差为10、高渗层平均孔隙直径11.53μm、低渗层平均孔隙直径3.978μm、地层水矿化度很高的广北油田注水井调剖,按1/3～1/7桥塞理论确定颗粒堵剂的粒径范围为1.6～3.8μm,选用固相颗粒以小 中颗粒为主、d<10μm的颗粒占42.8%的钟市污泥,添加超细碳酸钙粉(d<5μm的颗粒占88.8%)以弥补污泥固含量的不足(仅18.2%),加入高分子稠化剂和悬浮剂,制成含油污泥调剖剂,其粘度为56mPa·s,颗粒沉降时间4～5小时。在平行双岩心封堵实验中,注入2PV该调剖剂并关闭48～72小时后,高渗岩心的封堵率>90%,低渗岩心的伤害率<20%;耐水冲刷性>30PV;以多段塞方法低流量注入调剖剂而以高流量注水可得到好的封堵效果。以岩心封堵前后的压汞、铸体薄片数据和扫描电镜观测结果证实了封堵效果。2001～2002年在广北油田11口注水井实施污泥调剖,单井平均注入量247m3,介绍了选井原则、施工工艺及2口井调剖效果。图6表5参5。

海上油田水平井底水脊进控制技术

对南海涠洲11-4油田C4水平井底水脊进的原因进行了分析,提出利用选择性堵剂和选择性注入及过顶替的方法来控制底水脊进。根据涠洲11-4油田的地层条件,选择性堵剂可选用廉价的具有不同成冻时间及不同强度的冻胶型堵剂并利用地层渗透率的差异和相渗透率的差异进行选择性注入,即堵剂优先进入高渗透层,水基堵剂优先进入出水层;过顶替是用粘度与堵剂粘度相当的流体将堵剂顶替至水平井的油水界面,从而为原油留下更好的产出通道。现场试验证实,该方法应用效果很好,C4井有效期超过一年;该平台其他3口井也相继投产,平台最高产油量达到147.1m3/d。截止到2004年8月,累计产油12913m3,投入产出比为1∶16。

聚丙烯酰胺微球的制备方法及其在油田调剖封堵中应用的研究进展

综述了聚丙烯酰胺微球的制备方法,包括反相乳液聚合法、反相微乳液聚合法、分散聚合法及反相悬浮聚合法。分析了各种方法的特点、影响聚合的工艺条件及所得聚丙烯酰胺微球的性能。介绍了聚丙烯酰胺微球在油田调剖封堵中的应用,不同粒径的聚丙烯酰胺微球适用于不同渗透率的油藏。未来的研究应加强数值模拟和分子设计以缩小聚丙烯酰胺微球在实验室研究与现场应用的差距。

堵调剂GDMB及其在孤岛油田的应用

本文介绍了堵水调剖剂GD MB的室内研究与现场应用。GD MB堵调剂由生物钙粉、矿物粉、固化剂等组成 ,配制成可携带、易泵注 ,在一定温度条件下可反应生成高强度凝结体的悬浮浆液。凝结体在 70℃温度条件下可稳定存在 6个月以上 ,其抗压强度大于 1 .0MPa。该堵调剂对岩心的堵塞率大于 98% ,对岩心孔隙具有很强的封堵能力 ,适用于高含水油田油水井堵水调剖 ,已用于胜利孤岛油田 5口注水井的调剖 ,取得了明显效果。

抗高温的遇水膨胀型交联聚合物凝胶颗粒选择性堵水剂JAW

在交联剂存在下使丙烯酸钠、丙烯酰胺、季铵盐单体及抗高温单体进行引发共聚合，制得交联聚合物凝胶，机械破碎后在胶体磨中研磨至一定粒度，得到遇水膨胀型交联聚合物凝胶颗粒堵水剂ＪＡＷ。在室内对主要性能所作的评价表明，该堵水剂抗温性良好（≤１３０℃），堵水率高（＞９２％）而堵油率低（＜８％），具有良好的封堵选择性。