致密油藏CO_(2)驱响应性防气窜体系的制备及性能

以3-二甲胺基丙胺(NNDP)和油酸为原料,制备了具有叔胺结构的CO_(2)响应性单体N,N-二甲基油酸酰胺丙基叔胺(DOAPA),将其与阴离子表面活性剂对甲苯磺酸钠(SPTS)复配,构建了具有CO_(2)响应性的蠕虫状胶束(CO_(2)-TWMS)。通过考察CO_(2)-TWMS与CO_(2)接触前后的电导率、化学结构和微观形貌变化表征了体系的响应性,结合其表面活性变化及致密基质/裂缝双重介质CO_(2)驱替与CO_(2)-TWMS防气窜过程中的压力和采收率变化,揭示了CO_(2)-TWMS防气窜性能与机制。结果表明,当n(SPTS)∶n(DOAPA)=1∶1时,CO_(2)-TWMS的黏度最大(4125 mPa·s)。CO_(2)和N2能够刺激CO_(2)-TWMS电导率在0.90~1.95 mS/cm之间可逆变化,诱导微观形貌在蠕虫状胶束和球形胶束间转换。此外,CO_(2)能够将CO_(2)-TWMS临界胶束浓度(CMC)从0.63 mmol/L(未通入CO_(2))降至0.25 mmol/L,最低表面张力从30.2 mN/m(未通入CO_(2))降至29.1 mN/m,CO_(2)-TWMS在气液界面的吸附效率和效能增强,有利于胶束的形成。在致密基质/裂缝双重介质中,CO_(2)诱导蠕虫状胶束形成,增大驱替过程中的压力,扩大CO_(2)驱替波及率,采收率提高22.6%。

不同固井水泥浆体系防气窜能力研究

【目的】为了研究常用的几种水泥浆体系防气窜性能,并建立科学的评价方法,同时指导施工现场进行水泥浆体系配方的调整。【方法】在对固井水泥浆发生气窜机理研究的基础上,采用自制的水泥浆防气窜评价设备,建立水泥浆防气窜能力评价方法,测试并研究不同水泥浆体系的防气窜性能。【结果】结果表明,高水灰比不利于水泥浆防窜,防窜材料能够明显提升水泥浆防窜能力。【结论】研究得出,后期水泥浆防窜能力研究应聚焦在高压下模拟水泥浆气窜效果及弹性颗粒材料等方面。

泛摆线齿轮泵气塞原因分析与防气塞设计研究

气塞会导致摆线滑油泵不供油,影响泵的正常工作,严重时可能导致滑油泵零件磨损,大大缩短滑油泵的使用寿命。结合实际,论述滑油泵气塞原因、防气塞设计等,以期为后续泵类产品设计提供参考和借鉴。

顺北油气田用抗高温弱凝胶防气侵钻井液体系

顺北油气田奥陶系一间房组和鹰山组的碳酸盐岩储层微裂缝发育且气层活跃,钻井液受气侵严重,主要存在油气上窜速度快,频次高,程度严重,漏涌同存等气侵特点。分析总结了顺北油气田现用防气侵方法和存在的问题,提出使用弱凝胶钻井液体系防气侵的对策。为提高该体系的抗高温性及防气侵效果,研制出高温稳定剂MG-HT、抗高温流型调节剂JHVIS、抗高温降滤失剂JHFLO和耐温封堵剂JHSEAL,并优选了其他配套处理剂,形成一套抗温效果好、堵气和承压能力强的抗高温弱凝胶防气侵钻井液体系。该体系抗温可达180℃,密度可达1.8 g/cm^(3),具有较好的流变性、降滤失性和抗污染性;此外,体系的φ6和φ3读数均大于5,低剪切速率黏度大于15 000 mPa·s,正向承压能力大于5 MPa,反向承压能力高于1MPa,具有良好的防气侵效果。为顺北油气田碳酸盐岩裂缝性储层的安全、快速勘探和开发提供了技术支持。

胶凝过渡态水泥浆防气窜能力评价方法

环空气窜是多年来困扰固井工程界的技术难题之一。以水泥浆失重理论为基础,通过分析水泥浆有效液柱压力、内部结构阻力和地层流体压力三者间关系以确定验窜时机,结合连续采集水泥浆孔隙压力变化来判别气体是否克服水泥浆内部结构阻力而发生气窜,形成了一种可以直观考察处于胶凝过渡态水泥浆的防气窜能力评价新方法,以此方法研究了不同类型水泥浆的窜流情况,结果表明:①水泥净浆几乎无法抵抗气体侵入;②引入适量的降失水剂可轻微提高水泥浆基体的防气窜能力,但效果并不明显,仅能抵抗50 psi(0.344 MPa)的气窜压力;③防气窜水泥浆体系因防气窜剂的种类和加量变化,防气窜能力表现各异,通常能够抵御气窜压力范围为100~200 psi(0.689~1.379 MPa),部分防窜材料可以通过增大其加量达到提高防气窜能力的效果,但材料受自身特性影响,存在一定的气窜抵抗能力极限。该方法操作相对简便、实用性强、重复性较好,可横向对比评价不同类型防气窜水泥浆抵抗气体侵入的能力,为防气窜水泥浆体系设计优选提供有效参考。

防气窜与腐蚀水泥浆体系研究及应用

为满足二氧化碳驱油与封存井的固井技术需求,开发了一种防气窜与防腐蚀水泥浆体系,并进行了现场应用。通过对常规水泥浆体系的防气窜效果评价,验证了应用防气窜剂的必要性,分别基于膨胀实验、静胶凝强度实验、防二氧化碳腐蚀实验,对发气膨胀型和聚合物类两种防气窜剂进行了优选,并通过其他外加剂优选,构建了水泥浆体系。结果表明,两种防气窜剂的防气窜效果均较好,但在二氧化碳腐蚀后,发气膨胀型防气窜剂配制的水泥石强度衰减率达到了57.1%,是聚合物类防气窜剂体系的7倍。构建的防气窜与腐蚀水泥浆体系强度高、稳定性强、抗气窜和腐蚀能力强,大幅提升了应用井的固井质量和后期运行安全。该项技术的研发及成功应用为同类区块井的高效固井提供了借鉴。

致密气藏防气窜固井技术研究与应用

苏里格致密气藏气层段固井质量差,难以满足新标准要求,2020年因气窜不达标井占比约15%,严重影响固井效率和后期开发。为此开发新型界面增强型隔离前置液和防气窜水泥浆,优化设计防气窜压稳固井工艺以提高防气窜能力。室内研究表明界面增强型隔离前置液可有效提高冲洗效率增强界面胶结强度;新型防气窜水泥浆从性能系数、触变性、静胶凝强度过渡时间、水泥石早期抗压强度、水泥石渗透率、水泥石膨胀率等方面有效提高防气窜能力;从注替、候凝最可能发生气窜的时刻进行精细防气窜压稳设计,确保压稳气层。现场应用于300余口井,固井施工顺利,固井质量达标井占96.5%,有效解决气窜问题。

胶乳纳米液硅高温防气窜水泥浆体系

针对顺南区块超深高温高压气井固井面临井底温度高、气层活跃难压稳的问题,研究了胶乳纳米液硅高温防气窜水泥体系。通过将纳米液硅防气窜剂与胶乳防气窜剂复配使用,协同增强水泥浆防气窜性能;不同粒径硅粉复配与加量优化,增强水泥石高温稳定性;无机纤维桥联阻裂堵漏,抑制裂缝延展,提高水泥浆防漏性能和水泥石抗冲击性能。该水泥浆体系具有流动性好、API失水量小于50 m L、直角稠化、SPN值小于1,水泥石具有高温强度稳定性好、胶结强度高、抗冲击能力强的特点。密度为1.92 g/cm^3的水泥浆体系在190℃、21 MPa养护30 h后超声波强度逐渐平稳,一界面胶结强度达12.6 MPa;水泥石弹性模量较常规低失水水泥石降低52%,抗冲击强度增加了188%,且受霍普金森杆冲击后仅纵向出现几条未贯穿的裂纹。该高温防气窜水泥浆体系在顺南5-2井和顺南6井成功应用,较好地解决了顺南区块超深气井固井难题。

水泥浆防气窜性能评价新方法

目前固井行业缺乏可结合实际情况进行水泥浆防气窜性能的评价方法,导致在单井设计中水泥浆的防气窜性能难以把握。通过规范水泥浆静胶凝强度的试验分析,提出将环空水泥浆柱视为由多段长度为30.48m的水泥浆柱组成,考察最接近气层水泥浆柱能否抵抗气侵从而延绅至井口的整个水泥浆柱的环空水泥浆防气窜性能的评价新方法。使用该方法对固井水泥浆配方进行了研究,并结合气田的现场尾管固井实例对所选水泥浆配方进行了评价。结果表明,在水泥浆的防气窜设计中仅强调控制水泥浆失水或缩短水泥浆候凝期间的过渡时间是不够的,必须提高水泥浆在候凝期间的内部结构阻力或降低水泥浆在候凝期间的渗透率,才能确保气井的固井质量。该方法可指导入井水泥浆的防气窜性能设计及评价。

川东北地区高压防气窜固井技术

川东北地区地层条件复杂,井深,气层压力高,固井防气窜的难度大。要提高高压气井的固井质量需要设计合理的液柱结构确保压稳,应用具有良好防气窜能力的高密度水泥浆体系,并采取合理的固井工艺。通过采用Gaudin-schutzmann粒度分布方程来优化高密度水泥浆体系的粒度分布,使其达到紧密堆积状态;优选防气窜能力强的添加剂,来提高水泥浆体系防气窜性能;应用新型分段气窜预测模型来进行防气窜预测与压稳设计,以优化环空液柱结构。高密度防气窜水泥浆体系在川东北地区的河坝2井、元坝2井等应用了10井次,入井水泥浆最高密度2.41 kg/L,气层固井质量均达到优质。

CO_2驱开发后期防气窜综合治理方法研究

室内实验得到的CO2混相驱油效率往往可达90%以上,但现场却难以达到室内实验的驱油效果。限制采收率提高的主要原因是CO2的黏性指进、重力超覆和油层的非均质性等因素对注入CO2波及效率的影响。针对注CO2驱开发后期油藏气窜现象逐渐加重、开发矛盾不断加剧等问题,从开发层系、注采结构、注入方式以及注入剖面4个方面开展了改善CO2驱开发效果的研究,并提出了细分层系、高部位注气、水气交替注入、聚合物调剖及CO2+泡沫驱防气窜等技术对策。现场实施结果显示,油藏整体气油比从2 733.1 m3/m3下降到63.84 m3/m3,日产油从注气前的30.72 t上升到注气后的81.68 t。该项防气窜综合治理技术及经验可为类似油藏注气驱开发方案设计和后期防气窜提供借鉴。

防气式分采泵分层采油技术在长庆油田的应用

三叠系延长组是长庆油田主力开发层系,油藏在纵向上表现为多套小层叠合。受到超前注水、笼统注水等因素影响,两层笼统合采油井层间压差较大,层间矛盾突出,分采泵分层采油是消除合采油井层级间干扰矛盾的主要方式之一。鉴于长庆油田三叠系油藏饱和压力低、地饱压差小、油井气油比高,研发了一种"上泵抽下层,下泵抽上层"的防气式分采泵,为分采油层分别提供了排气通道,对高气油比油井适应性强。现场试验应用表明,油井防气式分采泵分采效果明显,为长庆油田叠合油藏的高效开发探索出一条新途径。

顺南井区高温高压防气窜尾管固井技术

顺南井区井温超高,地层压力系统复杂,气层异常活跃,防气窜固井难度大,导致固井质量不合格。为解决气体窜通和水泥石高温强度衰退的难题,开展高温高压防气窜固井优化研究。通过优化外加剂,得到了新型胶乳液硅防气窜水泥浆体系。研究结果表明,用粒径为0.18、0.125或0.09 mm的硅砂复配,能够克服178℃下水泥石高温强度衰退的难题;胶乳水泥浆体系加入液硅后,防气窜能力增大;加入纤维可以使水泥石弹性模量降低48%,抗冲击性好;水泥浆呈直角稠化,具有较好的防气窜能力。优化前置液结构,使用加重隔离液技术实现低速紊流顶替。为防止水泥浆失重导致气层不稳,替浆后反循环洗井并尽快进行环空憋压,实现以快治窜。同时,配套抗高温气密封固井工具与附件,以保证防气窜固井质量。顺南井区φ177.8 mm尾管防气窜固井质量得到良好改善,为该工区高温高压防气窜固井提供重要的技术支撑。

川西水平井水泥浆防气窜评价方法

为解决水平井开发中油层套管固井质量差的实际难题,从水泥浆防气窜性能设计入手,通过室内实验分析了不同体系水泥浆性能对气窜的影响,评价了各种常用防气窜评价方法的适应性;结合水平井井眼轨迹特点,形成了水平井水泥浆防气窜性能多因素评价方法,即在自由水为0和滤失量小于50 mL条件下修正了水泥浆性能系数(SPNx值)和阻力系数(Ax值)评价方法,并成功应用于川西某口中浅层水平井固井中,为以后川西水平井固井水泥浆防气窜性能设计提供了理论指导。

元坝气田超深探井小尾管防气窜固井技术

元坝气田是我国最深的生物礁海相大气田,具有超深、高温、高压、高含硫等特点,开发的主要目的层为二叠系长兴组,随着勘探的深入,近年来如川深1井已探至更深的灯影组,井深达到了8420 m,井身结构复杂、套管层次多。为解决最后一层小尾管固井时所面临的小井眼、窄间隙及“一超、三高”技术难题,开展了元坝气田超深探井小尾管固井技术研究。优选了抗高温胶乳和纳米硅乳液作为防气窜剂,配套防腐蚀剂,基于颗粒级配原理设计了高密度水泥浆,建立了防止水泥石高温下强度衰退技术和防酸性气体腐蚀技术,开发了抗高温增强型防气窜防腐蚀水泥浆体系,适应温度达180℃,密度1.88~2.25 g/cm3,SPN值<1,水泥石180℃下48 h抗压强度大于14 MPa,弹性模量小于8 GPa,且长期强度不衰退,耐H2S、CO2腐蚀。在元坝7侧1井、川深1井Ø139.7 mm超深小尾管固井进行了应用,固井质量优良率100%,并应用到元坝204-1H井、河嘉202H井、川深1井等3口井的Ø193.7 mm生产套(尾)管固井,固井质量综合评定优良率67%。研究与应用结果表明,高温高压防气窜防腐蚀固井技术可以有效解决元坝地区超深探井及类似高酸性气田固井技术难题。

高温防气窜胶乳水泥浆的室内研究

为满足高温井固井对防气窜水泥的特殊要求,研制出了一种高温防气窜胶乳水泥浆体系。胶乳由苯乙烯(St)、丁二烯(Bd)、聚乙烯醇等制备而成,具有稳定性好的特点。介绍了胶乳的制备条件,室内评价并分析了胶乳的高温降失水性能、耐温性能以及胶乳水泥石的性能。利用美国CHANDLER公司7150型气窜模拟分析仪研究了胶乳水泥浆的防气窜性能。通过用X′Pert Pro X射线衍射仪分析水泥石受不同腐蚀介质腐蚀后的组分变化,研究了胶乳水泥浆的耐腐蚀性能。

水泥浆防气窜性能设计及合理的浆体组成研究

解决注水泥作业的防气窜问题 ,是提高固井质量 ,保护油气层的关键技术。现有预测和防止水泥浆气窜的方法虽然较多 ,但应用于现场却有一定困难 ,主要表现在所考虑的因素比较单一 ,有些高温、高压下的水泥浆性能参数难以测定。文章在分析国内外预测和防止气窜方法的基础上 ,应用水泥浆浆体在环空的组成 ,GFP系数、水泥浆稠度阻力系数 (A)及多凝水泥和环空加压等措施 ,拟定出一套提高水泥浆顶替效率 。

塔河油田外围高温高压井气滞塞防气窜技术

为解决新疆塔河外围奥陶系高温高压储层钻井过程中气窜速度过快等难题,对油气上移规律和影响因素进行分析,认为影响油气上窜的主要因素是井筒内流体的凝胶强度和表面张力。为此,优选了抗高温流性调节剂SMRM、表面张力调节剂SMSM和抗高温降滤失剂SMPFL等气滞塞用关键处理剂,形成了高温高压井气滞塞防气窜技术。室内试验表明,气滞塞抗温达200℃,表面张力低于22mN/m,高温下凝胶强度大于30Pa,且与井浆具有较好的配伍性。气滞塞防气窜技术在塔河油田外围5口气侵严重的井进行了应用,分别配合起钻、测井、取心和完井等进行施工作业,气窜速度降低75%以上,延长了安全作业时间,提高了钻井完井安全和效率。研究与应用表明,抗高温气滞塞防窜技术为高温高压气侵储层段的钻井完井施工提供了一种安全有效的井控手段。

塔河油田桥古区块防气窜固井技术

桥古区块卡普沙良群、库姆格列木群地层稳定性差,易发生井壁垮塌掉块、缩径、卡钻等井下复杂情况,尾管封固段气层活跃,防气窜难度大。分析总结前期固井情况,考虑地层岩性特征,优选出微膨胀防气窜盐水水泥浆体系,具有API失水小于50 mL、SPN值小于3、24 h水泥石强度大于14 MPa的特点;结合应用新型分段气窜预测模型,考虑领、尾浆胶凝失重、水泥浆失水、井口加压等因素对气层压稳的影响,较真实地预测气层压稳状况,并对固井施工工艺和参数进行了优化和改进。现场应用2口井均取得了良好效果,封固段综合评定优质,满足了桥古区块固井作业要求。

胶乳水泥浆的防气窜性能评价及应用

介绍了一种新型水泥浆防气窜评价方法,并采用该方法分别对胶乳水泥浆与未加胶乳水泥浆进行了防气窜性能评价,对水泥浆进行了失水量、静胶凝强度及气窜评价实验,结果表明,胶乳水泥浆具有良好的防气窜性能。将胶乳水泥浆在四川龙岗62井进行了现场应用,固井效果良好,未发生气窜,与室内气窜性能评价实验结果一致。