润湿反转剂提高灰岩裂缝油藏基质系统水驱采收率实验

大港油田官3断块属生物灰岩,裂缝发育,水驱条件下储量动用难。针对润湿反转剂的界面吸附和润湿反转特性,结合该断块灰岩油藏混合润湿的特点,进行了油藏岩心水驱效果评价及润湿反转剂提高水驱采收率方法的室内研究。结果表明,润湿反转剂具有低吸附、高活性的特点,可有效地提高基质系统原油采出程度,实验条件下,可提高水驱采收率8％以上。

阳离子型Gemini润湿反转剂提高砂岩岩心原油采收率

本文研究了阳离子Gemini型表面活性剂(GS12-2-12)对砂岩岩心原油采收率的影响。结果表明:GS12-2-12在岩石表面能够产生动态吸附,动态吸附量为0.3 0.7 mg/g。在润湿反转剂驱替后,亲水/亲油岩心表面都呈现向中间润湿状态转变的规律,接触角最大变化有50°。在此过程中,原油与岩心表面的黏附功有下降趋势,此趋势有助于减弱"贾敏"效应,降低油水运动阻力,驱油效率提高5%。在用可视化光刻蚀微观驱油模型研究润湿反转剂驱油过程中观察到了明显的油膜剥离现象,发现这种剥离式驱替方式启动了水驱难以启动的残余油。

一种新型高温稳定的油基钻井液润湿反转剂

对于油基钻井液而言润湿反转剂是一种重要的处理剂。在此优选出了一种新型的阳离子表面活性剂XNWET作为油基钻井液的润湿反转剂 ;它具有来源广、价格低、亲油性强的特点。陈化前后对比实验表明 ,在 2 2 0℃高温下 ,XNWET仍能与亲水性固体有很好的吸咐性能 ,其最优加量为 1.2 g/ 10

润湿反转剂的制备与性能评价

针对气体钻井过程中气液转换时井壁坍塌失稳等问题,以胺基硅醇和聚合醇为主要原料制备了润湿反转剂RSFZ-5,并对其性能进行了评价。室内研究结果表明,润湿反转剂RSFZ-5可降低表面张力,增大其溶液与岩石的接触角,减缓钻井液滤液侵入地层的速度,具有良好的抑制膨胀能力、疏水性能和配伍性。RSFZ-5吸附在黏土表面形成疏水膜,减弱水分子与黏土接触,阻碍黏土吸水,能增强钻井液的抑制性和降低钻井液的滤失量,减少由气液转换井壁失稳造成的井下复杂情况,避免恶性钻井事故的发生。

润湿反转剂的优选及在气体钻井中的应用

火北地区是新疆油田公司致密油勘探的重要战场之一,气体钻井技术是解决该区石炭系地层厚度大、可钻性差的有效方法。应用火北地区空气钻井井段获取的岩屑、相应钻井液及邻近对应地层获取的岩心,在室内从起泡性、表面张力、润湿反转能力、与钻井液配伍性和抑制性方面对润湿反转剂进行综合评价,最终给出了加量为1.5%的RSFZ-5配方适合于该地区地层。通过对几口探井的成功应用,表明优选的润湿反转剂完全满足该地区气体钻井气液转换工艺的要求。

钻井液氟碳润湿反转剂作用机理的量子化学研究

针对低孔低渗储层钻井过程中极易受到水锁损害的特点,对氟碳类润湿反转剂的作用机理进行量子化学研究。建立了两种模拟砂岩的原子簇模型。利用量子化学从头计算法(HF-3-21G)计算了两种不同分子结构的氟碳润湿反转剂与砂岩模型的相互作用关系;并计算了水分子与砂岩以及润湿反转剂模型的相互作用关系。结果表明,两种氟碳润湿反转剂均倾向于以HOMO轨道和砂岩的LUMO轨道发生结合,结合后氟碳链官能团向外伸展,对内部结构及砂岩起到了屏蔽保护的作用;水分子在砂岩模型表面的吸附势阱绝对值大约在40 kJ·mol-1左右,为氢键力作用,在氟碳润湿反转剂模型表面的吸附势阱均绝对值小于10 kJ·mol-1甚至更小,为物理凝聚;此外,水分子在润湿反转剂模型表面的吸附距离也远大于砂岩模型表面,说明钻井液与砂岩的接触过程中,氟碳润湿反转剂倾向于以不含氟官能团吸附在砂岩表面,且吸附后砂岩表面与水分子的作用力明显减弱。

用于解水锁的气润湿反转剂的合成与性能评价

使用不同摩尔比的含氟丙烯酸酯单体和丙烯酸单体合成含氟丙烯酸酯聚合物,通过接触角测量法、自吸吸入法和Owens二液法评价了含氟丙烯酸酯聚合物对岩心表面气润湿反转程度,并考察了处理浓度、无机盐浓度、p H值以及温度对岩心气润湿性的影响。研究发现,当含氟丙烯酸酯单体与丙烯酸的摩尔比为1∶2时,合成的含氟丙烯酸酯聚合物FP-2具有良好的润湿反转能力。质量分数为1%的FP-2可将水相和油相在岩心表面的接触角由未处理时的23°和0°反转为137°和57°,岩心表面自由能由67.52 m N/m降至1.66 m N/m,岩心表面的润湿性由液润湿性反转为中性气润湿。自吸实验结果表明,处理后岩心液相饱和度明显降低,岩心的含水饱和度相比含油饱和度的减小程度更为显著。当无机盐质量浓度达到10 000 mg/L、温度达到120℃、p H值为5~7时,岩心表面仍能够保持中性气湿。

固井用润湿反转剂的研究与应用

注水泥前将黏附在环空界面上的油基钻井液和油膜清除,并将井筒内油基钻井液与隔离液的混合液转变成水润湿体系,是提高固井质量的关键因素,为此笔者研发了针对油基钻井液用润湿反转剂PC-W31S和PC-W25L,其加量范围为:PC-W31S为0.5%～1.0%(占水的质量百分数)、PC-W25L为5%～10%(占水的质量百分数),并探讨了其作用机理;重点研究了该润湿反转剂对隔离液水润湿能力的影响,2者相互促进,复配使用。评价结果表明,以PC-W31S和PC-W25L为主剂的隔离液占混合液(油基钻井液与隔离液)的体积分数不大于50%,可使混合液从油连续相完全转变为水连续相;该隔离液冲洗黏有油基钻井液的转子,冲洗效率达80%以上,冲洗后的界面为水润湿;且与油基钻井液、水泥浆的流变相容性良好,对水泥浆稠化时间和抗压强度的影响均在可控范围内。该产品在LD8-1-7井成功应用,并中标东南亚某固井项目。

致密砂岩气藏润湿反转剂适应性分析及工艺设计

致密砂岩受储层岩性及物性影响,呈现强亲水性,且束缚水饱和度高,气相渗透率随之升高而下降,严重影响致密气藏产量。针对该问题,利用润湿反转剂对岩石表面润湿性加以改善,从而调整相渗曲线,最终提高单井产量及采收率,但润湿反转剂效果受限于储层物性及地层流体性质,需展开润湿反转剂优选性实验,并进行配套工艺设计,从而满足施工要求。针对苏里格A区块,通过室内实验结论选取影响因素,根据灰色关联的方法确定影响因素的权重,同时优选出与A区块匹配的润湿反转剂,进行相渗曲线的数值模拟,并进行微压裂工艺设计,进而形成了一套适用于该区块的润湿性反转适应工艺方案,提高了单井产能和采收率。

稳定井壁的润湿反转剂及其分子结构设计

表面活性剂的性能之一是对井壁起稳定作用,而要设计出具有稳定井壁的分子结构,必需熟悉各类润湿反转剂的理论基础,从而对其分子结构进行合理性、正确性、创新性设计。通过对润湿反转剂研究使我能够更清楚的认识润湿反转剂的各种性能,并找出泥页岩抑制剂:烷基三甲基氯化铵、烷基氯化吡啶、环氧丙基三甲基氯化铵、苄基三甲基氯化铵、聚1,2-亚乙二甲基氯化吡啶、聚2-羟基-1,3-亚丙基二甲基氯化铵、丙烯酰胺与丙烯酸-1,2-亚乙酯基三甲基氯化铵共聚物。

气体钻井转换钻井液井壁稳定技术

气体钻井可以提高机械钻速、预防井漏,川东北地区上部陆相地层采用该技术钻进,加快了施工速度,大大缩短了钻井周期。但在气体钻井结束,转换为钻井液钻进后经常出现井壁失稳问题。分析了川东北地区气液转换过程中井壁失稳的原因,主要是该地区复杂的地质特点、干燥井壁吸水和钻井液冲刷。针对干燥井壁吸水,提出以润湿反转剂作为前置液的技术措施;针对该地区的地质特点和钻井液冲刷制定了符合川东北地质特点的气液转换施工工艺。在P204-2井和其他井的应用结果表明,以润湿反转剂作为前置液的技术措施和制定的气液转换施工工艺能减少由气液转换井壁失稳造成的井下复杂情况,避免恶性钻井事故的发生。

川西气液转换技术探索

多数井将气体钻井转换成常规水基钻井液钻井后都出现了井壁失稳问题,且处理时间长,严重影响了气体钻井取得的成果,介绍了2个实例。分析了井壁失稳的原因后,介绍了解决该问题的3种途径。一种是使用润湿反转剂RSF-1,将其作为替入钻井液之前的润漏反转前置液,RSF-1能把岩石的亲水表面转变成亲油表面,减缓滤液侵入地层。再配合使用性能优质的钻井液与合理的施工方案,可保证后续施工顺利进行。该技术在P301-4和P204-2井的应用,起到了有效维护井壁稳定的作用。另一种是对已钻的不稳定地层实施封堵加固,介绍了几种井壁加固的工作液。还有一种是选用隔离膜钻井完井液或成膜封堵保护油气层钻井液技术。

致密砂岩油藏注表面活性剂驱油体系提高采收率实验

致密砂岩油藏由于储层物性较差及地层能量不足,自然产能较低,因此需要研究合理的提高采收率方法,以改善此类油藏的开发效果。通过室内实验优选出了具有良好界面活性的非离子氟碳表面活性剂FT-121,和能够有效改变岩石表面润湿性的润湿反转剂FZJ-14,并将两者进行复配,形成了一种新型表面活性剂驱油体系,评价了该驱油体系的注入时机对提高驱油效率的影响。结果表明:在注入压力稳定后,转注表面活性剂驱油体系仅能起到降低注入压力的作用,对驱油效率的影响较小,最终驱油效率仅为37.3%;在注入压力最大时,转注表面活性剂驱油体系提高驱油效率的幅度较大,最终驱油效率为50.8%;而不采用前期水驱,直接注表面活性剂驱油体系提高驱油效率的幅度最大,最终驱油效率可以达到65.6%。因此,致密砂岩储层越早注入表面活性剂驱油体系,提高驱油效率的幅度就越大。这说明表面活性剂驱油体系能够在油田进入高含水期前,通过降低界面张力、改变润湿性、乳化作用及增大波及体积等方式来提高采收率。

气体钻井后气液转换新工艺

为了解决气体钻井后气液转换过程中容易出现的地层水化剥蚀、井壁坍塌、钻井液漏失等问题,对气体钻井后的气液转换工艺进行了研究。分析了3种常规气液转换工艺存在的风险,根据井壁润湿反转理论,在井壁上喷淋润湿反转剂使其形成亲油状态,保护井壁不坍塌;在注入钻井液前先将钻头提至上一层套管内,然后旋转钻头喷淋润湿反转剂,对井壁进行润湿反转处理;最后将钻头下到井底,边慢速起钻边小排量注入钻井液。在元坝区块元页HF-1井的应用表明,转换时间仅为常规气液转换工艺的47%,润湿反转剂消耗量仅为常规气液转换工艺的13%,整个过程无井下故障发生。这说明该气液转换新工艺是一种安全、简易、经济有效的气液转换工艺,可为气体钻井后气液转换提供新的技术支持。

煤层水锁效应的消除及其对甲烷解吸特性的影响

为研究气润湿反转剂对缓解煤层水锁效应,提高煤层瓦斯解吸速度,采用气润湿反转技术改变煤体的润湿性、降低煤体表面自由能,进而提高瓦斯抽采效率。以0,0.2%,0.5%,0.8%,1%和1.5%的质量分数对2种气润湿反转剂进行稀释,制备出不同浓度的气润湿反转剂溶液,并将其对煤样进行处理。首先利用接触角测量仪对煤样进行接触角和表面张力的测定,验证两种表面活性剂的基本特征。然后,在不同吸附平衡压力条件下,对干燥/含水煤样的解吸量和解吸速率进行测定,对比气润湿反转剂处理前后的效果差异;同时利用解吸公式进行解吸量的拟合,得到极限解吸量和拟合度大小。研究结果表明:随着表面活性剂浓度的增加,煤样表面接触角逐渐增加、溶液表面张力逐渐减小。在气润湿反转剂浓度达到0.5%时,实现了煤体表面润湿性的由亲水性向疏水性的转变,且具有较低的表面张力。在2种表面活性剂中,均具有疏水和低表面张力的特点,符合气润湿反转剂的基本特征;在干燥和含水煤样中,经过气润湿反转剂处理后,1 h内的解吸量和解吸速率均有所提高,其中FC117效果更佳;通过解吸公式对解吸量进行拟合,得到的极限解吸量与1 h内所测定的解吸量变化规律一致,且拟合效果较好,拟合度基本是在0.98以上。通过对气润湿反转剂处理前后煤样解吸特征的评价,为气润湿反转技术消除煤层“水锁效应”、提高煤层解吸特征,增加瓦斯抽采效果提供了一定的理论基础和科学指导。

苏里格气田低渗储层解水锁剂的制备及性能评价

针对苏里格气田低渗储层岩石表面特性及水锁成因,通过对润湿反转剂、酸液及缓蚀剂等药剂进行筛选优化,确定出最优的解水锁剂配方;并在此最优解水锁剂配方下,进行了解水锁剂性能评价、岩心自吸实验及苏里格气田5口低产井解水锁实验。实验结果表明,最优的解水锁配方为0.5%(w)乙烯基三甲氧基硅烷+0.01%(w)非离子表面活性剂+10%(w)CH_(3)CH_(2)OH+1.5%(w)缓蚀剂+0.5%(w)HCl+1.0%(w)CH_(3)COOH+3.0%(w)HF;解水锁剂可将亲水性岩石表面反转为强气润湿性,接触角从58.73°增加到130.81°;解水锁剂处理后的岩心自吸水量降低74.8%,岩心气测渗透率回复率达到80.6%~88.7%;施工后的气井产能显著提高,日增气量达到(0.54~3.09)×10^(4)m^(3),起到了很好的解水锁效果。

苏里格低渗砂岩气藏水锁损害防治技术探索

针对苏里格气田砂岩储层的水锁损害,提出通过尽量减少滤液进入或通过改变滤液性质使进入的滤液能抑制地层膨胀并易于返排等来解决这一问题的技术思路。据此,研制出了油溶屏蔽暂堵型完井液和滤液易于返排的润湿反转型完井液,并分别在该气田进行了现场应用。结果表明,无固相润湿反转型完井液用于该气田的开发中使钻速得到了提高,成本降低,并保护了气层,提高了产量;油溶屏蔽暂堵型完井液在现场应用后,侵入储层的滤液显著减少,试验井与邻井相比明显增产,平均渗透率恢复率达90%以上,岩心束缚水饱和度接近原始地层束缚水饱和度。

气湿对凝析气藏渗流特征的影响

通过毛细管上升法、Washburn法和自发渗吸法实验,研究了十二烷基苯磺酸钠、十六烷基三甲基溴化铵、辛基苯酚聚氧乙烯醚OP-15、二甲基硅油GB-201、二氯二甲基硅烷等化学剂使人造砂岩岩心的润湿性向气湿转变的能力及特点;用非稳态渗流法实验研究了它们对气液两相渗流的影响,并测定岩心润湿性改变前后的气、液相对渗透率。实验结果说明:在气/水体系中,二甲基硅油和二甲基二氯硅烷可以将强水湿表面转变为优先气湿表面;在油/气体系中,二甲基硅油可以将强油湿表面转变为弱油湿或中性润湿表面;与亲油、亲水表面相比,优先气湿的孔隙表面液相流动性显著增强;润湿性由液湿转变为优先气湿后,液相相对渗透率增加,液相饱和度降低,等渗点左移,气相相对渗透率减小。通过这种润湿性反转处理可以改善井眼附近的渗流环境,提高凝析气藏的生产能力。

高温高密度油基钻井液在四川盆地页岩气井中的应用

由于四川盆地页岩气区块地层压力系数高、井底温度高,存在钻井液性能不稳定、井壁失稳等难题.通过研发出新一代润湿反转剂、降滤失剂,调整水相中氯化钙的质量分数,改进了高温高密度油基钻井液体系性能,解决了高温高密度油基钻井液在四川盆地页岩气井钻探中出现的黏度升高、破乳电压下降等稳定性能方面的问题.该研究对前期在涪陵地区页岩气井钻探中应用的油基钻井液体系进行了补充和完善,提高了高温高密度油基钻井液的抗高温周期,保证了钻井液性能稳定.

华北油田冀中坳陷低渗透气藏水锁损害防治技术研究与应用

低渗透砂岩气藏具有强的潜在自吸水趋势,不利的气井作业使这种趋势变为现实,并最终导致水锁损害。根据华北油田冀中坳陷低渗透气藏地质特征,分析其潜在的水锁损害,开展水锁损害评价和水锁预防解除方法的室内研究,并进行了现场应用。研究表明:欠平衡条件下打开砂岩气层时,欠平衡压差往往并不能完全抵消岩石的毛细管自吸力,从而产生毛细管逆流自吸效应,是造成储层损害的主要因素和重要途径。通过改变岩石润湿性和界面张力,可降低岩芯毛细管自吸力、加快滞留液体排出,达到预防和解除水锁损害的效果。现场应用表明,采取针对性措施后,试验井表皮系数和堵塞比平均值在低于对比井情况下,获得自然高产,达到了良好的储层保护效果。