热采水平井管外封隔器封隔材料高温力学性能试验

国内外各油田运用水平井热采技术开采稠油已形成一定的规模,与传统方式相比,取得了明显的经济效益。近年来通过监测发现,稠油水平井注汽后只有1/3井段吸汽,影响了热采效果。为解决水平井吸汽不均匀的问题,需要采用管外封隔器对水平井段进行分段完井。在热采水平井中,井下工作温度可达300℃,而现有的封隔器高分子封隔材料不能满足稠油热采的要求。通过高温(300℃)试验研究,得到了一种适合于稠油热采的管外封隔器封隔材料,并获取了这种新的封隔材料的应力-应变关系及杨氏模量等力学参数,为预测封隔器在高温下的工作性能提供了重要依据。

新型冻胶封隔材料的制备及性能

针对普通冻胶本体强度弱和成胶时间不可控等问题,采用双交联体系MEA/MEB,通过丙烯酰胺(AM)、甲基丙烯酸钠(NaMAA)对淀粉进行接枝改性制备了冻胶封隔材料。采用高温高压稠化仪模拟冻胶现场应用环境,研究了丙烯酰胺用量、交联剂MEA用量、pH值、黏度调控剂(HXC)用量和加重材料类别对冻胶性能的影响,得到了基础配方为5%淀粉+4%丙烯酰胺+2%甲基丙烯酸钠+0.125%交联剂MEA+5%交联剂MEB+6.5%增韧剂SL-2+0.0025%引发剂APS的冻胶封隔材料,考察了该冻胶体系的稠化性能、可破胶性能以及三种常用加重材料对冻胶强度的提升作用。结果表明,基础配方的冻胶材料本体强度可达25 N;通过调节pH值7~13,可实现1~3 h的可控成胶时间;采用铁矿粉(1200目)调节密度至1.4 g/m^3的同时可使冻胶本体强度提高24%;采用自制环保型破胶液可实现有效破胶,破胶后呈流体状,黏度低至42 mPa·s,便于及时返排,为该冻胶封隔材料的现场应用提供了安全保障。

定点堵水用触变凝胶研发及性能评价

为解决油田开发过程中割缝筛管完井的水平井定点封堵问题,研发了一种适用于60~80℃油藏的水平井环空化学封隔材料Annular Chemical Paker(ACP),并针对其触变性、环空充填性能、持压强度、堵水率及降解性能等进行了评价。研究表明:改性聚多糖+丙烯酰胺(AM)单体+引发剂过硫酸铵+交联剂N’N-亚甲基双丙烯酰胺(MBA)+触变剂纳米二氧化硅(SiO_(2))和有机钛(TiTE)+阻聚剂对苯二酚在70℃的环境可以稳定成胶,且成胶时间2~8 h可控,触变性优良,可实现瞬时环空充填,无重力“坍塌”现象,完全成胶后凝胶强度高,封堵效果好。在70℃、模拟地层水条件下(注入速度为1 mL/min,注入量为0.8 PV),测试体系最大轴向滑移压力为3.13 MPa,最大径向击穿压力为2.16 MPa,突破压力梯度高达9.52 MPa/m,堵水率98.48%,解决了油田割缝筛管完井的水平井定点封堵问题,对于筛管完井的水平井控水稳油战略有重要的指导意义。

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。