水平井分段多簇压裂暂堵球运移封堵规律

投球暂堵转向技术是水平井分段多簇压裂实现多簇裂缝均衡扩展的主要技术之一,由于暂堵球在水平井筒内的运移封堵规律尚不明确,该技术应用效果并不佳。基于此,文中采用CFD+DEM耦合方法建立暂堵球水平井筒运移封堵模型,分析暂堵球密度、施工排量、压裂液黏度、投球数、暂堵球直径和孔眼出口应力分布状态对暂堵球井筒运移封堵行为的影响规律,并结合室内实验结果验证模型的准确性。模拟结果表明:增大暂堵球密度与压裂液黏度,封堵效率先减小后增大,密度与黏度的转折点分别为1300 kg/m^(3),20 mPa·s;增加施工排量与投球数,封堵效率持续增大,但增大幅度渐缓,排量达到16 m^(3)/min后,封堵效率基本稳定,投球数为24个时暂堵球有效利用率最高;暂堵球直径越小,封堵效率越高,使用1.25倍孔眼直径的暂堵球坐封效果最佳;压裂段内应力非均匀分布导致各簇孔眼出口流速不同,合理的施工参数方案有利于增强单簇孔眼封堵效果与出口流速的正相关性。基于上述模型优选出的施工参数方案,现场应用效果良好,验证了模型的工程应用价值。

多孔介质中弱凝胶运移封堵特征

弱凝胶运移封堵能力的强弱是决定其能否实现深部调剖的关键因素之一。本文通过多测压点填砂模型中的封堵性能评价实验,研究了弱凝胶(酚醛交联部分水解聚丙烯酰胺体系)对高渗通道的运移封堵特征。结果表明,封堵能力较强体系应以残余阻力系数(Frr)为评价指标,封堵能力较弱体系应以渗透率封堵率(E)为评价指标。动态成胶状态对弱凝胶封堵能力影响较小,为了最大限度的实现深部调剖,凝胶溶液注入后可连续地进行后续注水而无需候凝。弱凝胶能通过自身运移对模型未注胶部位形成良好封堵。注胶深度为4.2 m、注入体积为2.0 PV时,其能在0数8.5 m形成较强封堵(E≥96.3%、Frr=27.0数385.7),在8.5数25.8 m形成部分封堵(3.0%≤E≤76.7%、Frr=1.0数4.3),在25.8数32.0 m则无封堵。与注胶部位相比,弱凝胶对未注胶部位的封堵能力显著降低。多孔介质的剪切作用导致弱凝胶黏度和粒度大幅减小,使其封堵能力随运移距离的增大而显著降低。

聚合物凝胶调剖剂运移特性及封堵效果

封堵调剖是油藏注水开发中、晚期控水稳油的重要技术,为了认清调剖剂的运移特性和封堵机理,进行调剖剂及注采参数的优化。利用扫描电镜的方法,通过岩心驱替实验,定性或定量描述调剖剂在多孔介质内的运移状态和封堵性能,并给出调剖剂与储层物性参数的配伍性判定原则。结果表明:随着聚合物质量浓度的增加,聚合物调剖剂的成胶效果变好,调剖剂黏度增加,凝胶调剖剂网格结构变得更加紧实,壁厚增加,网格空洞减少,而当聚合物质量浓度大于1500 mg/L后,调剖剂成胶效果增加不再明显;剪切力对于聚合物凝胶成胶效果影响较大;聚合物凝胶在低渗透率岩心中封堵效果更好;当封堵率大于99%、突破压力大于0.4 MPa时,可以形成有效封堵;当封堵率小于等于95%、突破压力小于等于0.2 MPa时,无法形成有效封堵;介于两者之间则为运移—封堵状态。研究成果为改善聚合物凝胶调剖效果提供技术支持。

聚合物微球调剖剂的制备及性能评价

为探究聚合物微球对高渗条带的封堵能力,以乳液聚合法合成苯乙烯-苯乙烯磺酸钠聚合物微球,采用红外光谱仪、热重分析仪、核磁共振氢谱、扫描电镜等手段表征产物基本物性,采用核孔膜、填砂岩心评价微球封堵性能。结果表明,聚合物微球空间构型以间规、无序结构为主,微观形貌光滑、规整,粒径约为500 nm,呈单分散分布,耐温大于150℃,热稳定性好,在微米级孔喉中具有挤入架桥、封堵及运移能力,250 mg/L的微球乳液可对3μm核孔膜有效封堵,滤过比1.66,微球对填砂岩心高渗条带封堵能力强,调堵后岩心渗透率改变率达86.5%。

海上高温高盐油藏自聚集调驱体系研发与应用

印尼某海上油田油藏条件复杂,属于高温高盐油藏,长期衰竭式开采导致渗透率极差大、含水率高、采出程度高。为了解决该区块开采问题,研发了一种新型调驱剂YC-1,与普通调驱体系相比,在实现深部调驱的基础上,能够通过电性作用自组装获得较普通微球粒径更大、封堵强度更高、稳定性更强的聚集体。通过马尔文激光粒度仪、SEM、金相显微镜等对其进行性能测定,测定结果显示,YC-1在98℃、矿化度70 000 mg·L^(-1)的高温高盐条件下60天保持结构稳定,且注入性和封堵性能良好。同时,通过探究YC-1在多孔介质中的封堵运移规律,包括注入浓度优化、注入速度优选、运移能力及封堵能力验证等,形成了一套针对目标油田的注入工艺方案,对现场施工具有一定指导意义。

新型在线复合调驱体系及其聚集特性研究

针对水窜速度大于5 m/d,渗透率超过5000×10^(-3)μm^(2)的地层,以丙烯酰胺、丙烯酸、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵等为单体,采用反相乳液聚合法制备了双层聚合物微球和乳液聚合物,并将其复配的制得一种新型在线复合调驱体系。实验结果表明:在65℃下老化5 d后,高浓度新型在线复合调驱体系聚集形成网状体型聚集体;双层聚合物微球与乳液聚合物之间的非共价键作用是体系增黏的主要原因;采用先注入乳液聚合物后注入双层聚合物微球的方式,其封堵效率可达86.6%。

暂堵转向压裂关键技术与进展

暂堵转向压裂是非常规油气资源开发过程中的重要增产改造手段之一。通过对国内外暂堵转向压裂技术文献的整理,从暂堵转向压裂机理、材料和工艺3个方面对暂堵转向压裂技术的发展进行了总结。首先,暂堵转向压裂过程包括3个关键步骤:暂堵剂运移、封堵、裂缝转向。不同暂堵剂颗粒的运移分异行为影响了其后续的封堵过程,进而影响新缝的开启,三者紧密相连。其次,在现场应用的暂堵剂种类繁多,包括固体颗粒、纤维、凝胶、泡沫等类型,需要根据储层特征优选适合的暂堵剂,特别是考虑其耐温性、降解性以及承压能力。目前,可降解颗粒和纤维暂堵剂是主流的发展趋势。最后,暂堵转向压裂技术具有广泛的应用场景,其效果得到多种监测手段的证实。在作业过程中需要根据暂堵剂类型的差异采用不同的加注方式,暂堵剂用量和加入时机可根据管外光纤、高频压力监测等多种先进技术手段进行优化设计。随着这些先进技术的应用与推广,暂堵转向压裂作业终将实现实时调控与优化。

聚合物微球粒径与喉道匹配性研究

为实现对强非均质性油藏的控水增油,采用实验室自制聚合物微球PM1的微观形貌及粒度分布进行评价;通过岩心压汞法对岩心喉道分布进行测试,开展一系列岩心物理模拟驱替实验,并以粒度累积分布曲线上25%,50%和75%所对应的聚合物微球颗粒直径与平均喉道直径的比值作为匹配系数,综合研究聚合物微球粒径与喉道的匹配性。研究结果表明:聚合物微球PM1为微米级圆球状凝胶颗粒;由高才尼公式和岩心压汞法获得的平均喉道直径的差距较大。聚合物微球在不同匹配系数条件下的运移与封堵模式可划分为完全封堵、高效封堵、低效封堵和顺利运移。对于主要目的是实现近井地带调剖的油藏,应优先考虑高效封堵模式对应的匹配系数范围;若主要目的是实现微球深部调驱,应首先考虑低效封堵模式对应的匹配系数范围,从而筛选出适宜的聚合物微球粒径。与高才尼公式计算结果相比,岩心压汞法测试结果能更准确地反映岩心喉道分布,因此建议在实际措施中,应重点考虑岩心压汞法对应的匹配系数范围。

预交联体膨颗粒合成技术研究进展

综述了预交联水膨凝胶颗粒类深部调剖剂的研究进展。从初始粒径、吸水膨胀速率、抗温抗盐性能及封堵与运移能力等的调控方面,介绍了预交联颗粒的应用性能与其结构之间的联系。对常规水膨颗粒类深部调剖剂存在的问题进行了分析,对预交联体膨颗粒类深部调剖剂的材料制备提出了建议。

微线团深部调驱技术在姬塬油田吴433低渗透油藏中的应用

针对吴433低渗透油藏存在压裂裂缝和天然裂缝,层内、层间非均质较强,整体水驱程度低、吸水剖面严重不均等突出问题,提出注入微线团调驱剂,该剂为缠绕的小分子线团体,通过分子间作用力在孔喉处或裂缝中吸附滞留、产生堵塞,实现窜流通道的封堵,能够有效建立油水井驱替压力梯度,从而改变局部流场,扩大波及体积,提高水驱效率。先导试验区共实施6个井组,从注水井和采油井均见到调驱效果;调驱后水井油压从11.9 MPa上升到12.86 MPa,提高0.96 MPa;调驱前年自然递减率为15%,含水上升率为5.3%;调驱后年自然递减率为7.02%,含水上升率为0.66%,深部调驱现场试验区取得良好试验效果。

纳微米聚合物颗粒驱油剂的表征及性能评价

蒸馏沉淀聚合法制备AM/AA/MMA聚合物颗粒,利用傅里叶变换红外光谱仪、扫描电子显微镜和激光粒度仪进行表征,研究Na Cl质量浓度对聚合物颗粒水化膨胀性能的影响及水化时间对聚合物颗粒运移封堵性能的影响,并在不同渗透率的岩心中进行驱油实验。实验结果表明,AM/AA/MMA聚合物颗粒为规则球形,干球粒径约为500 nm。随着水化时间增加,聚合物颗粒粒径逐渐增加,水化时间增至200 h后,粒径基本不再增加。随着Na Cl质量浓度增加,聚合物颗粒的膨胀倍数逐渐减小,质量浓度由5 g/L增至20 g/L,膨胀倍数减小了1.01。随着水化时间增加,聚合物颗粒对岩心的封堵作用增强,水化时间由24 h增至120 h,岩心封堵率增大了40.62%。注入0.5倍孔隙体积、质量浓度为1.5 g/L的聚合物颗粒溶液段塞,可平均提高采收率9%以上,随着渗透率增加,提高的采收率逐渐增加,当渗透率大于50×10-3μm2后,提高的采收率基本不变。