支化预交联凝胶颗粒提高采收率机理实验

为解决华北油田河间东营某区块化学驱因聚合物老化导致的驱油体系黏度及驱油效果下降的问题,基于黏度和黏弹性测试、粒径分布测量、核磁共振测试、并联岩心驱替等多种实验手段,明确了支化预交联凝胶颗粒(B-PPG)的微观驱油机理以及并联岩心的驱油效果。结果显示:B-PPG分子的支链结构的水溶性较好,可提高溶液的表观黏度;B-PPG网状分子结构以破碎或变形的方式进入地层,从而改善流度比,提高非均质储层的波及效率;当主力油层的渗透率级差为7.4时,质量浓度为2000 mg/L的B-PPG体系提高采收率的幅度较水驱高20%。研究表明:B-PPG体系黏弹性好,变形能力强,具有理想的抗盐性,能在高渗层形成有效封堵,大幅度提高采收率。该研究为改善高温高盐油藏剖面、封堵高渗优势通道、大幅度提高油藏波及效率和采收率提供了借鉴。

纳微米聚合物驱油室内实验及数值模拟研究

用模拟污水配制了纳微米聚合物溶液,在未膨胀和预膨胀条件下,进行了室内封堵实验。结果表明,纳微米聚合物可顺利注入储层,膨胀后可以有效地封堵高渗透层,在一定压力下发生突破和运移,可实现逐级封堵。根据纳微米聚合物驱油渗流特点,建立了三维三相三组分纳微米聚合物调驱数学模型。考虑到对流扩散和调驱渗流特性,采用隐压、显饱、隐浓的差分方法求解该数学模型,并编制了相应的数值模拟软件。在大庆龙虎泡油田纳微米聚合物驱油矿场试验区进行了数值模拟研究,优化了注入参数,实施后达到了增油降水和提高采收率的目的,与数值模拟预测指标基本符合。

油基钻井液随钻防漏技术实验研究

与水基钻井液相比,油基钻井液更容易发生井眼漏失,且井漏现场处理困难,一旦发生井漏,往往会造成重大经济损失。针对油基钻井液漏失问题,从油基钻井液井漏预防措施入手,通过优选不同类型的钻井液防漏堵漏剂,研制了新型油基钻井液随钻防漏堵漏材料,并探讨了其协同作用机理。渗透性封堵实验以及作用机理分析表明,刚性架桥颗粒、弹性填充颗粒、微细纤维材料等不同类型钻井液防漏堵漏剂具有协同作用效果,能够迅速形成具有"强力链网络"的致密封堵层,显著提高了油基钻井液的随钻防漏堵漏性能。进一步优化了强封堵性油基钻井液体系,该体系在120℃、16 h热滚前后的流变性、滤失性能良好,PPA砂盘滤失量仅为11.4 m L,具有良好的随钻防漏堵漏性能,能够起到强化封堵井壁作用,有助于提高地层承压能力。

高温深井微裂缝封堵评价方法及其应用——以松辽盆地徐深气田为例

松辽盆地徐家围子断陷深层白垩系营城组火山岩地层微裂缝发育,钻进过程中经常发生井壁剥落、坍塌和恶性漏失等井下复杂,而采用常规钻井液封堵评价方法在模拟裂缝形态和效果评价方面与现场实际存在着较大的差距。为此,提出了有针对性的高温深井微裂缝封堵评价方法 ：使用与岩石成分接近的硅铝酸盐材料制作了一种新型微裂缝岩心模型,微裂缝开度介于1~50μm,重复性好,缝面粗糙度、孔隙发育情况及缝面形态与天然裂缝更加接近,弥补了传统方法的不足;自主设计了微裂缝封堵评价装置,工作温度达200℃,工作压力介于3.5~5.0 MPa,可模拟井下工作液的流动状态,具有钻井液用量少、操作简便及成本低等优点。XSP-3井现场试验结果表明,采用上述评价方法优选的钻井液配方有效地解决了微裂缝发育的火山岩地层难以安全钻进的难题,改善了钻井液的粒度分布,提高了钻井液封堵防塌能力,保证了该区深层裂缝性地层的安全钻进。

SMA强凝胶封堵裂缝性砂岩性能研究

SMA强凝胶封堵剂由主剂、交联剂和延缓剂组成，调节延缓剂用量可以控制其成胶时间（12～144h）．用人造岩心进行凝胶性能实验，50℃时成胶时间为72h，岩心封堵率大于99．9％，注水50PV后仍不低于99．8％，突破压力梯度一般不低于3、4MPa／m．在玻璃填砂裂缝模型封堵实验中，可以清楚地看到SMA强凝胶可以有效地封堵裂缝，后续注入水液流改向，波及面积明显扩大．最后在SMA强凝胶封堵裂缝性长岩心驱油实验中，可以大剂量地注入SMA溶液，成胶后可以长时间地封堵裂缝，增加后续注水的利用效率，在初始水驱的基础上提高原油采收率31．7％、

钻井液致密承压封堵裂缝机理与优化设计

针对钻井液防漏堵漏技术难题,借鉴微观颗粒物质力学"强力链"基本原理,提出了评价防漏堵漏材料的颗粒强度、颗粒弹性、颗粒表面摩擦等主要精细化技术指标,建立了相应的实验表征方法,揭示了基于微纳米尺度的钻井液致密承压封堵机理,给出了钻井液强化致密承压封堵优化设计方法,即通过合理的颗粒类型、粒度级配与浓度控制,刚性颗粒、弹性颗粒、纤维材料等协同封堵裂缝,可形成具有"强力链网络"的致密承压封堵层,显著提高地层承压能力。研制了钻井液封堵特性评价动态模拟实验装置,可模拟不同地层温度、压力条件下不同开度裂缝的漏失与封堵过程,为致密承压封堵机理及钻井液防漏堵漏效果评价提供了实验方法。采用所研制的封堵动态模拟实验装置,优化了不同开度楔形裂缝的强化致密承压封堵钻井液配方。实验结果表明,其具有良好的自适应裂缝开度致密封堵特性,承压能力达8 MPa以上,可显著提高地层承压能力。

强力网堵漏材料实验研究

目前国内外在深层超深层、海洋深水等复杂地层的油气勘探开发过程中,普遍存在严重钻井液漏失问题。现场处理井漏最常用的方法是桥接堵漏法,而传统的桥接堵漏材料自适应性能较差,堵漏成功率较低。因此,研制了一种强力网堵漏材料,抗温能力可达150℃,具有良好的分散性能、压缩回弹性能和耐碱性能,摩擦系数较大,抗拉强度较高。基于所研制的强力网堵漏材料,开展了井筒压力恢复速率实验和堵漏效果评价实验,发现强力网堵漏材料可变形挤入裂缝与其他颗粒材料共同架桥,显著提高堵漏材料在裂缝中的滞留能力,有效提高堵漏成功率。

井壁强化技术的研究及其在乐东区块的应用

乐东区块构造位于莺歌海盆地的凹陷斜坡带,属于典型的海上超高温高压区块,地层安全密度窗口窄,深层井漏问题突出,严重制约了乐东气田的勘探与开发。针对该区块的井漏技术难题,通过井史资料统计,分析了该区块的漏失特征及漏失机理。基于黏滞单元法,模拟了井壁强化作用前后的井周应力变化,并预测了预充填裂缝开度。基于新型可变裂缝封堵模拟实验装置,开展了井壁强化材料粒径及浓度优化实验研究。实验结果表明,较优粒度匹配准则为D_(50)准则,合理浓度为5%。基于乐东区块抗高温油基钻井液,优化构建了井壁强化钻井液体系配方。综合评价表明,该井壁强化配方对钻井液的流变性影响较小,砂床滤失侵入深度仅为1.5 cm,1 mm动态裂缝封堵承压能力达12 MPa以上。

低渗透油田深度调剖技术化学研究与应用评价

以聚丙烯酰胺类聚合物为研究对象,在室内进行了纳米微球水化膨胀实验和选择性封堵实验,分析了不同注入参数时纳米微球的封堵特性,明确了低渗透油藏纳米微球深度调剖封堵界限。结合现场实际应用,开展了矿场微球调驱动态分析和效果评价研究。结果表明:纳米微球水化特性与地层温度和矿化度密切相关;微球粒径与孔喉直径比值为0.5时纳米微球的封堵效果最佳。深度调剖应用结果,显示800 nm的微球封堵率最佳,可实现井组增油532 t、降水88.56%的效用。

含绒囊结构的新型低密度钻井液

含绒囊结构的水基钻井液由定位剂、成层剂及成膜剂等处理剂配制而成。显微镜下观察发现,绒囊结构由内向外为气核、表面张力降低膜、高黏水层、高黏水层固定膜、水溶性改善膜、聚合物高分子和表面活性剂的浓度过渡层。室内配制了密度为0.85g/cm3的含绒囊结构钻井液。静态填砂堵漏实验和动静态岩心封堵实验表明,绒囊可根据地层渗流通道自行改变形态或改变性能,占据地层渗流通道或形成外黏膜层,封堵漏失通道。现场应用表明,含绒囊结构钻井液是一种新型的封堵低压漏失地层的钻井液体系。

岩心中硅酸凝胶堵剂突破压力的研究

在不同渗透率k(0.7～1、3～4、11～13μm2)的人造石英砂岩心上,测定了4个配方实验硅酸凝胶堵剂(4%、6%、8%、10%水玻璃+10%盐酸)的突破压力pt。堵剂用矿化度1.12×104mg/L、含Ca2++Mg2+377.8mg/L的注入水配制。堵剂注入岩心后在80℃下密闭放置24h使之凝胶化,测得对水的比突破压力p′t(单位岩心长度的突破压力)的对数值与岩心初始平均渗透率k的对数值之间有线性关系,lgp′t随lgk的增大而降低。设水在岩心内的流动为稳态单相流,导出了lgp′t与lgk之间的线性关系式,利用该式计算了4种实验堵剂的lgp′t～lgk直线斜率。当凝胶化温度升高时(40℃→60℃→80℃),测得的p′t值增大。在岩心渗透率0.7～1μm2,凝胶化温度80℃时,用蒸馏水配制的4种实验堵剂,其突破压力普遍大大低于用注入水配制的4种实验堵剂。图2表4参1。

基于泡沫微观渗流特征的泡沫驱数学模型

通过泡沫微观渗流实验可以看出泡沫在多孔介质内呈现两种渗流状态:流动泡沫和捕集泡沫.泡沫封堵实验可以看出泡沫封堵能力具有叠加性,当泡沫驱达到稳态后,岩心入口端泡沫封堵压力梯度小于岩心后段封堵压力梯度.基于泡沫总量平衡思想和泡沫性质表征模型,建立泡沫驱多组分数学模型.对该模型进行数值求解,模型采用全隐式方法求解.通过与泡沫封堵实验拟合,验证了模型的有效性,在此基础上研究了泡沫驱过程中不同位置处泡沫数目、压力、含水饱和度等泡沫驱渗流特征参数变化规律.

冀东油田高浅北油藏天然气泡沫驱泡沫体系优选

模拟冀东油田高浅北区油藏油水条件,综合考虑起泡剂起泡能力、半衰期及界面张力评价指标,初步筛选出CEA/FSA1、CEA/DHF-1两种复配泡沫体系,质量比均为7:3,二者的起泡体积分别为152、140mL,半衰期分别为72、63 min,无因次筛选系数分别为21.144、19.881,界面张力达到10^(-3)数量级。泡沫性能评价研究结果表明,CEA/FSA1与冀东原油作用后,起泡体积降至110mL,半衰期降至40min,无因次筛选系数为1.180,耐油性较好,并且耐温抗老化能力较强。优选CEA/FSA1为该油藏天然气泡沫驱油起泡剂,起泡剂加量为0.5%。单管封堵实验中,单一CEA/FSA1泡沫阻力因子为127,封堵性较好;CEA/FSA1和爱森聚合物组成的强化泡沫的阻力因子为438,二者匹配性良好。双管驱油实验中,水驱后强化泡沫驱可提高采出程度22.9%,高、低渗模型的采出程度分别提高18.8%、27.0%。