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。

选择性堵水剂的作用机理及应用影响因素

综述了目前应用较普遍的4种选择性堵水剂(聚合物类堵水剂、体膨型堵水剂、稠油类堵水剂、泡沫),总结出选择性堵水剂的4种作用机理,即吸附、捕集和物理堵塞机理、膨胀收缩机理、不稳定机理和油水通道分流机理。介绍了选择性堵水剂在现场应用中的影响因素(岩石润湿性、地层水矿化度)。为油田施工时堵水剂的选择以及方案的设计提供理论依据。

凝胶型选择性堵水剂DQ-2的研制及应用

以改性聚丙烯酰胺为主要原料,配以交联剂和稳定剂,制得选择性堵水剂DQ-2.优选出选择性堵水剂DQ-2的最佳配方:0.6%改性聚丙烯酰胺+0.6%交联剂+0.03%稳定剂.采用瓶试法成胶实验和岩心流动实验评价了DQ-2体系的各项性能.实验结果表明:DQ-2堵水剂耐温30～70℃;抗矿化度性能良好,对K+和Na+的容忍度可以达到10 000 mg/kg,对Ca2+和Mg2+的容忍度可以达到5 000 mg/kg;对不同渗透率的岩心,堵水率达到90%,突破压力梯度大于10 MPa/m,堵油率小于30%,突破压力梯度低于1 MPa/m,具有较好的油水选择性.DQ-2体系的这些性能指标均达到了长庆油田现场应用的要求,实现了对水淹油井的有效治理,取得了较好的经济效益.

新型稠油选择性堵水剂的研究及应用

研究了一种新型的稠油选择性堵水剂 ,并在吉林油区进行了现场应用。应用结果表明 ,该堵剂的选择性好 ,适用范围广。为无法区分出水层的油井进行选择性堵水提供了一种有效的技术手段。

抗高温抗盐选择性堵水剂ZDSJ研究

介绍了选择性堵水技术、常用选择性堵水剂国内外应用的现状,选择性堵水剂要求及所研制的堵水剂作用机理以及采用AA/AM/AMPS/DBDMAC(二烯丁基二甲基氯化铵)合成了阴阳非离子型聚合物,再与酚醛树脂合成选择性堵水剂的合成工艺流程及方法。考察了所合成的选择性堵水剂的溶胀性、热稳定性、化学稳定性、选择性堵水及处理岩心效果。研究结果表明,合成的ZDSJ系列选择性堵水剂中,ZDSJ5堵水剂的各种性能优良,在150℃,盐浓度达3×105mg/L,地层总矿化度达1×105mg/L的情况下都具有良好的选择性堵水作用,堵水效果好,在油气中ZDSJ5溶胀性极小,进一步说明该堵水剂具有选择堵水的功能。

耐温抗盐选择性堵水剂的合成及性能研究

为了得到耐温抗盐的凝胶堵水剂,采用丙烯酰胺(AM)、丙烯酸(AA)、疏水单体和无机矿物填料———凹凸棒土,在乳液聚合的条件下合成目标产物。以过硫酸铵作为自由基引发剂,采用适当的交联剂,得到凝胶的网络结构。通过傅立叶变换的红外光谱(FTIR)、热重分析仪(TGA)证实疏水单体对凝胶进行了疏水改性。借助扫描电子显微镜(SEM)考察凝胶的表面形貌,为改性后凝胶吸水性的改善作了进一步佐证。研究了矿化度、温度对凝胶吸水率的影响,凝胶在120℃水中的最大吸水率可达190g/g,在130℃,25×104mg/L矿化度的模拟地层中老化600h以上,没有观察到分解,且具有很好的强度。

有机硅吸水膨胀型选择性堵水剂的合成与性能评价

油井出水后会造成油井出砂、井底流压增大、自喷井停喷、井下设备被腐蚀,甚至造成严重的油井故障。国内外已研制开发的选择性堵水剂存在选择性不够理想、成本较高等不足,推广应用受到限制。采用水溶液聚合反应,在阳离子、阴离子及非离子单体的三元共聚物中引入有机硅活性官能团,合成了一种新型有机硅吸水膨胀型选择性堵水剂,其配方为:40mL水+6.2g丙烯酰胺+5.0g甲基硅酸+4.2g 2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸+1.0g四甲基氯化铵+0.03g硅偶联剂GL-1+0.10g硅偶联剂GL-2+0.025g K2S2O8+0.05g NaHSO3;合成条件是在60℃下反应8h。性能评价试验结果表明:新型选择性堵水剂对油水具有很好的选堵性,堵水率在95%以上,堵油率低于10%;可选择封堵高渗透大孔道及出水层位,对低渗透油层损害小;具有较高的封堵强度,水的突破压力梯度大于10MPa/m,满足油井现场堵水作业的工程要求。

溶液型选择性堵水剂的研究现状

溶液型选择性堵水剂(RPM)能够选择性的降低油井中水相的渗透率,对油相影响很小,目前国内外对其研究比较活跃,作者介绍了RPM的堵水机理,列举了国内外的研究状况,阐述了RPM的选择性堵水能力的评价方法,指出了RPM的发展趋势。

新型选择性堵水剂的研究

共聚物堵水剂以其"堵水不堵油"的良好油水选择性越来越受国内外研究者的青睐。通过水溶液共聚法合成得到的长链聚合物分子类堵水剂,依靠聚合物分子链在水相中伸展、在油相中收缩,形成对水相的"拖曳"作用,降低水相渗透率。该体系具有较高的强度和吸水性能,用于油井深部堵水,可获得良好效果。

油井堵水工艺和堵水剂的选择

本文介绍苏联油井大修科学研究所等单位制定的《堵水工艺和堵水剂选择规程》的要点，其中包括油井地质工艺条件主要指标、堵水工艺分类、堵水剂分类，并给出选择堵水工艺和堵水剂实例。该规程在西西伯利亚试点，堵水成功率达80％以上，收到比较好的效果。

新型水平井选择性堵水剂MX10-2性能研究

针对新疆油田公司陆梁作业区水平井生产中存在的问题,研制出疏水聚丙烯酰胺类选择性堵水剂MX10-2。该堵水剂采用聚合物单体溶液直接注入地层后进行聚合交联反应。实验发现,炮眼段剪切能够适当延长该体系的成胶时间,对凝胶强度无明显影响;引入的疏水基团能使MX10-2更有效地封堵高含水层,而对含油饱和度较高的地层影响不大,对含油饱和度为0～70%的孔道封堵效果较好,显示出优良的选择封堵性。

国外选择性堵水剂进展

简要介绍了与选择性堵水剂相关的概念,概述了选择性堵水剂的作用机理及一般组分、结构和性质,给出了两种新型选择性堵水剂的制备方法,介绍了其在国外一些油田的应用情况,展望了选择性堵水剂的研究及应用前景。

吸附型选择性堵水剂的合成及性能

以丙烯酰胺(AM)、丙烯酸(AA)和二甲基二烯丙基氯化铵(DMDAAC)为主要原料,通过自由基聚合反应合成吸附型选择性堵水剂(AM/AA/DMDAAC聚合物),考察了堵水剂的耐温性能、耐盐性能、吸附性能及选择性封堵性能。实验结果表明,温度从30℃升至90℃,AM/AA/DMDAAC聚合物的黏度保留率(42.5%)高于部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)的黏度保留率(39.3%);在NaCl质量浓度大于8 000 mg/L时,AM/AA/DMDAAC聚合物溶液的表观黏度大于HPAM溶液的表观黏度;在超声波冲刷120 min后,AM/AA/DMDAAC聚合物在载玻片上仍有较多残留量;AM/AA/DMDAAC聚合物具有较好的油水选择性,在水环境中具有更强的封堵能力。

选择性堵水剂配方的确定

油井堵水是降低采出液的出水率何提高勘探开发效益的一类重要技术。控制油层出水有很多方法:当油层和水层明显分割,可选择在含水层设置非渗透性的永久性屏障,如水泥浆、超细水泥、树脂或有机凝胶;当油层和水层在同一层位,工艺上又无法确保油层与水层分隔开的油气井,为达到降水增油的目的,需要采用具有高度选择性的堵水剂。对于选择性堵水剂,最关键的性能是堵水剂不但要具有良好的堵水性。

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。

南海东部惠州21-1油田选择性化学堵水可行性研究

惠州21—1为底水油田。已届高含水期，堵水势在必行。本文分析了该油田选择性化学堵水的可能性和国内堵剂对该油田的适用性。

多羟基化合物堵水调剖剂的研制

介绍了一种利用阳离子化改性多羟基化合物进行堵水调剖的方法 ,具有一定的选择性 。

液态双酚F型环氧树脂在堵水中的作用探讨

针对目前环氧树脂在油井堵漏中应用受限的状况,探讨了双酚F型环氧树脂在堵水中的作用。考察了温度和稀释剂对树脂黏度的影响,并对树脂的固化时间,树脂固化体的强度、溶解性和收缩率以及选择性堵水等进行了评价。结果表明,双酚F型环氧树脂溶液适用于中高温井下条件,适宜的稀释剂为无水乙醇和苯甲醇(体积比1:2)的复配稀释剂。加入自制的固化剂WLTP,树脂的固化时间可以在30 min至25 h范围内可调,固化体的强度在5 MPa以上,满足堵漏要求。双酚F型环氧树脂固化体在水和油中的溶解率很低;加入活性微硅粉的树脂固化体收缩率极低;树脂的渗透率低,封堵效果好。加入自制的增孔剂WXB-1后,可使双酚F型环氧树脂转变为选择性堵水剂,扩大了树脂在油井堵漏中的应用范围。

稠油开采泡沫堵水技术的应用与研究

本文简述了泡沫在稠油开采过程中的堵水、驱油功能,分离水油,进而封堵含水量过高的地层,提高产量和纯度。另外,本文还分析了国内该技术的应用情况和缺陷,探讨了泡沫堵水技术未来的发展方向和有待完善之处。

诱导作用在油田二次采油中的应用

介绍了诱导作用的概念 ,首次提出了诱导作用存在与否的两种并列关系的判断模式。W 1选择性堵水剂及FW 1高效调剖剂具有胶凝时间可调 (3h～ 4 0h)、凝胶强度高 [(10 0～ 4 0 0 )Pa·s]等特点 ,在大庆、辽河等油田使用后获得了较高的经济效益和社会效益。以诱导作用的判断模式为标准 ,对W 1选择性堵水剂及FW 1高效调剖剂延缓胶凝机理进行了分析 ,证实了诱导作用是该两种油田化学助剂延缓胶凝作用的关键。