高温胶凝酸体系室内评价研究与应用

通过对现场广泛应用的40余种酸液添加剂进行室内评价与筛选,研究形成了一套适合于140℃～160℃碳酸盐岩储层改造的"高粘、缓速、防腐"的高温胶凝酸体系,该体系在川东北元坝区块元坝1-侧1井得到成功应用,获天然气产量50.30×104m3/d,取得了可喜的增产效果,为该区块乃至整个川东北地区的勘探开发提供了技术支持。

水基钻井液用耐高温凝胶堵漏剂的制备与评价

以丙烯酰胺、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸和乙烯基吡咯烷酮为耐高温凝胶的单体,引发剂优选过硫酸钾和亚硫酸氢钠,交联剂优选N,N'-亚甲基双丙烯酰胺,合成方法选择水溶液聚合法,制备了一种水基钻井液用耐高温凝胶堵漏剂。采用红外光谱分析、核磁共振分析和热重分析对耐高温凝胶的分子结构和抗温能力进行了表征。采用高温高压失水仪和长裂缝堵漏评价实验装置对耐高温凝胶的渗透型漏失堵漏效果和裂缝型漏失堵漏效果进行了评价。当温度为150℃时,耐高温凝胶堵漏剂对渗透型漏失堵漏效果可达7 MPa,对2×1 mm裂缝的漏失堵漏效果可达1.88 MPa。

稠油油藏高温凝胶改善蒸汽驱开发效果可视化实验

针对稠油油藏蒸汽驱汽窜现象严重的问题,为了研究高温凝胶改善稠油注蒸汽开发的效果,利用二维可视化物理模拟设备,通过图像采集系统对比了注入高温凝胶前、后的图像,并全程跟踪了蒸汽驱开发稠油时汽窜产生的过程以及注高温凝胶后蒸汽驱油层的波及情况,据此研究了利用高温凝胶改善蒸汽驱开发效果的微观机理。实验结果表明:稠油蒸汽驱过程中,由于压力梯度的差异,注采井间容易形成窜流通道;蒸汽在油层中产生明显的指进现象,从而降低蒸汽的波及范围,窜流通道两侧存有大量的剩余油;凝胶溶液首先进入窜流通道,并占据颗粒间的大孔隙,成胶之后对高渗通道有良好的封堵作用;后续注入的蒸汽绕过主流通道,能够进一步驱出剩余油。驱油结果表明:注入凝胶之后的最终波及效率能够达到70.44%,最终驱油效率达到60.45%,分别比单纯蒸汽驱提高了22.35%和15.17%。

高温凝胶渗透色谱(GPC)测试聚乙烯分子量的条件研究

研究了Polymer Laboratories(PL)GPC 200型高温凝胶渗透色谱测试聚乙烯分子量的精密性和重复性,并对线性低密度聚乙烯(LLDPE)、聚乙烯蜡(PEW)PEW1、PEW2的分子量进行了测试。结果表明,一份样品连续进样8次,其重均分子量Mw、数均分子量Mn和峰面积的相对标准偏差(RSD)分别为1.3%,0.5%和0.3%,说明仪器精密度良好;对3份样品进行测定,其Mw,Mn和峰面积的RSD分别为0.4%,5.9%,0.6%,说明仪器的重复性良好;测得LLDPE的Mw为117 443,分散系数为4.0,PEW1的Mw为4 892,分散系数为10.5,PEW2的Mw为3 536,分散系数2.0。

耐高温复合凝胶堵水体系FHG-1研究与应用

针对孤岛油田中二北馆5稠油热采单元水平井高含水的问题,研发了一种适合热采水平井先期堵水的耐高温复合凝胶堵水体系FHG-1。室内模拟孤岛油田中二北馆5单元地层条件,研究出了成胶时间和成胶强度合理的耐高温复合凝胶堵水体系FHG-1配方:0.3%聚丙烯酰胺+3.5%交联剂+7.0%添加剂A+13%添加剂B。研究表明,耐高温复合凝胶体系具有良好的耐温性、耐盐性、热稳定性以及封堵性能。双管并联岩心分流试验结果表明,耐高温复合凝胶体系堵调效果明显,低渗岩心分流率从封堵前的5%左右上升到90%。耐高温复合凝胶堵水技术现场试验5井次,应用效果表明,实施先期堵水后,效果明显好于未进行先期堵水的邻近井,5口井累计增油10820t。

高温凝胶调剖剂的研制及应用

高温凝胶调剖剂是以间苯二酚、甲醛为交联剂,添加热稳定剂,复合以部分聚丙烯酰胺水溶液形成的。研究确定了调剖剂的最佳配方,考察了聚丙烯酰胺、交联剂用量对凝胶强度及凝胶时间的影响,热稳定剂加入凝胶体系后提高了凝胶的耐温性,并进行了岩心封堵试验。高温凝胶调剖剂自2005年以来已在辽河油田98口蒸汽吞吐井进行了现场试验。文章介绍了辽河油田特种油开发公司3口蒸汽吞吐井的调剖封窜情况。

高温凝胶调剖剂的研制及在辽河油田的应用

高温凝胶调剖剂是以间苯二酚、甲醛为交联剂,添加热稳定剂,复合以部分聚丙烯酰胺水溶液形成的高温凝胶调剖剂。研究确定了调剖剂的最佳配方,考察了聚丙烯酰胺、交联剂用量对凝胶强度及凝胶时间的影响,热稳定剂加入凝胶体系后提高了凝胶的耐温性,并进行了岩心封堵试验。高温凝胶调剖剂已在辽河油田98口蒸汽吞吐井进行了现场试验,取得了较好的增油效果。

抗高温弱凝胶配方的实验室研究

在实验室条件下，引用有机复配高温稳定剂NN，采用聚丙烯酰胺／甲醛－苯酚复合体系成功地研制了一系列适合于高温油藏应用的弱凝胶，该体系具有化学剂浓度低，增稠能力强，成胶时间可控，稳定性好（115℃下两个月粘度保留率为85％以上）等特点。

抗高温纤维强化凝胶颗粒堵漏剂

井漏是钻井过程中常见的复杂难题,针对常用聚合物凝胶堵漏剂抗温性能差、承压封堵能力弱的问题,通过分子结构设计,以丙烯酰胺、甲基丙烯酸丁酯和2-丙烯酰氨基-2-甲基丙磺酸为单体,柔性纤维为强化材料,过硫酸铵为引发剂,通过与自制大分子交联剂BWL聚合反应,制备了一种新型抗高温纤维强化凝胶堵漏剂。研究了柔性纤维对凝胶堵漏剂流变性能的影响,通过扫描电镜、热重、承压堵漏实验等对凝胶堵漏剂的微观结构、热稳定性、吸水膨胀性和承压堵漏性能进行了研究。结果表明:柔性纤维增强了凝胶堵漏剂的空间网架结构,使其韧性更强;凝胶堵漏剂颗粒具有良好的热稳定性和吸水膨胀性,通过“吸水膨胀、挤压充填”的堵漏原理对漏失通道进行封堵,在140℃下对高渗透性漏失层的封堵承压高于7 MPa,对宽裂缝漏失通道封堵后承压高于5 MPa,可满足高温高压漏失地层中堵漏目的。

高温成胶可降解聚合物凝胶堵漏剂的研制与评价

以甲基丙烯酸酐对明胶进行季铵化改性,合成了一种可聚合改性明胶交联剂。基于热熔胶的热塑性,成功将引发剂包覆在热熔胶颗粒中,实现高温缓释引发。利用丙烯酰胺(AM)和自制交联剂(DGCL)为原料研发了抗高温可降解聚合物凝胶堵漏剂P(AM-DGCL)。利用核磁共振对自制交联剂进行了结构表征,并对凝胶的力学行为、封堵能力和破胶性能进行了测试。结果表明,P(AM-DGCL)凝胶堵漏剂成胶时间随热熔胶引发剂胶囊浓度的增大而缩短,随温度的增加,成胶时间逐渐减少,150℃高温下成胶时间在2~13h可调;P(AM-DGCL)表现出优良的力学性能,断裂延伸率达1279%,拉伸强度为0.0425MPa;由于起化学交联作用的交联剂DGCL本身具有可破胶性,在高温和破胶剂的作用下P(AM-DGCL)凝胶16h破胶率达95%以上,保证了储层漏失封堵后的反排能力。

高温凝胶化学堵漏技术在XJ-3井封层堵漏作业中的应用

针对XJ-3井在调层作业中出现的封隔器不能解封而缺乏循环通道,油管内断落连续管导致空间狭窄,地层又漏又喷且有H_2S的复杂情况,设计选用了高温凝胶化学堵漏技术。室内实验表明:高温凝胶抗温达到170℃,成胶强度达到50 000 m Pa·s,且成胶时间可调;在温度160℃,pH值为8或4时,成胶时间在210 min。承压能力测试表明:在井下成胶后堵漏剂能够承受2 MPa/hm的压力,根据XJ-3井井下压力情况确定堵漏剂封堵长度300 m。采用单液法施工,即在地面配好胶液后用一台水泥车将胶液泵入井筒,用钻井泵将胶液顶替到需要的位置;顶替排量控制在400~500 L/min,如现场条件允许,可适当提高顶替排量,施工完成后关井4~6 h完成成胶。施工结果表明高温凝胶堵漏技术有效实现了XJ-3井封层堵漏作业。

高温凝胶色谱测定药用低密度聚乙烯的相对分子质量

目的建立准确测定药用低密度聚乙烯(聚乙烯瓶)相对分子质量信息的高温凝胶色谱方法。方法供试品于150℃下震荡溶解2 h,流动相为1,2,4,-三氯苯(含250 mg/L的抗氧剂BHT),色谱柱为高度交联的多孔聚苯乙烯/二乙烯基苯基柱,流速为1 mL/min,进样量为200μL,柱温为150℃,运行时间为35 min。考察溶解温度、溶解时间以及抗氧剂对相对分子质量测定的影响,并对方法进行优化,对不同的相对分子质量测定方法进行比较。结果对优化后的方法进行方法学考察,并采用相对法和绝对法计算相对分子质量。采用相对法计算出3批供试品的相对分子质量分别为236 327,238 832,240 631,相对分子质量分布分别为3.42,3.48,3.66;采用绝对法计算得到的相对分子质量分别为184 158,186 674,184 006,相对分子质量分布分别为4.30,4.25,4.24。结论该方法可准确测定药用低密度聚乙烯的相对分子质量信息。

耐高温气凝胶绝热材料的研究进展

绝热材料主要是指可以阻止或者减少辐射、对流、传导所形成的热传递材料,其在热力设备、管道、保温及保冷方面具有重要应用。因多数绝热材料存在多孔的网状结构,并具有疏松多孔、高强度、阻燃性强等优点,也常用于建筑行业。气凝胶就具备独特的纳米网状结构,其体积密度较小,热导率甚至低于空气,气凝胶已成为首选的绝热材料。基于此,本研究通过分析气凝胶的绝热机理,结合相关实例探讨耐高温气凝胶绝热材料的研究进展。

耐高温气凝胶绝热材料的制备特点和性能

气凝胶材料的结构为三维网状,其具有较高的孔隙率,达到了90%以上,内部有大量的气体,而且其内部表面积较大,密度达到了3kg/m3,而且导热系数比较低,因此这些优良的性能使其在光学、热学、声学和微电子等领域都有广阔的应用前景。气凝胶有着较为丰富的制备方法,耐高温氧化铝气凝胶的制备是一种优良的方法,本文对耐高温氧化铝气凝胶绝热材料的制备过程进行阐述,并分析了其性能,为现实的应用及科学研究提供了方向。

耐高温凝胶调剖剂的耐温及稳定性研究

目前渤海油田相对高温油田较多,随着水驱开发深入,含水上升速度加快,平面、纵向矛盾日益突出。目前油田作业公司稳油控水技术方面欠缺耐高温的凝胶调剖体系,尤其是在线调剖体系,无技术积淀。为解决这一问题,对耐高温聚合物进行了筛选,从不同聚合物、交联剂以及助剂之间的复配方面着手,探索影响高温成胶及热稳定性的各种因素,完成聚合物质量分数、交联剂质量分数以及助剂优选,另采用Sydansk凝胶代码法明确体系的成胶强度及成胶时间。优选得出3种凝胶配方体系,体系一:0.2%~1.0%AS+0.1%~0.5%A1+0.1%~0.5%B1+0.6%~1.8%络合剂1+0.5%除氧剂;体系二:0.2%~1.0%AS+0.1%~0.5%A1+0.1%~0.5%B1+0.3%填充剂+0.5%辅助交联剂;体系三:0.2%~1.0%AS+0.1%~0.5%A1+0.1%~0.5%B1+0.6%~1.8%络合剂2+0.5%除氧剂。

兴古潜山油井无机凝胶堵水剂的研发

兴古潜山油藏具有双重孔隙介质变质岩的渗流特征,储层具有埋藏深、温度高、天然裂缝发育的特点,该块储层及原油物性非均质性较强,油水渗流特征复杂,目前多采用直井控制、水平井开发,随着油藏开发的不断深入,部分油井见水。由于兴古潜山特殊的储层特点与开发方式,国内外尚无可借鉴的成熟堵水工艺。为保护储层,提高低渗储层利用率,本文提出了段塞堵水技术,研发了新型的高温暂堵剂与高温无机凝胶堵剂,获得了较好的室内试验效果,建议进一步投入现场试验研究。

环境友好型无铬高温高压水基钻井液的应用研究

介绍了一种环境友好型高温高压水基钻井液体系,该体系使用新型无铬合成聚合物,具有稳定的高温流变性,能有效控制钻井液高温高压滤失量、防止钻井液高温胶凝。现场应用结果表明,基于新型无铬合成聚合物的高温高压水基钻井液配方具有良好的灵活性,可用于开发适用于不同要求的环境友好型高温高压水基钻井液体系。

高分子量PE-HD的添加对双峰聚乙烯抗熔垂性能的影响

针对管材用双峰聚乙烯抗熔垂性能不足,导致大口径厚壁管材壁厚尺寸不均的现象,首先应用高温凝胶渗透色谱仪表征了双峰聚乙烯的平均分子量、分子量分布以及短支链分布,对表征结果进行分析发现低分子量部分占比较大是影响双峰聚乙烯抗熔垂性能的重要原因。然后,应用熔体流动速率(MFR)仪、微量混合流变仪、旋转流变仪等研究了高分子量高密度聚乙烯(PE-HD)添加量对双峰聚乙烯抗熔垂性能的影响,同时研究了高分子量PE-HD的添加对双峰聚乙烯结晶熔融行为的影响。结果表明,平均分子量为80万的PE-HD的少量添加就能够明显降低双峰聚乙烯的MFR,提高其挤出加工过程的扭矩和熔体黏度,同时提高体系的零剪切黏度(η0)和松弛时间(λ),而MFR越低、η0和λ越高说明双峰聚乙烯的抗熔垂性能越好,因此实验结果表明高分子量PE-HD的添加能够有效改善双峰聚乙烯的抗熔垂性能。添加少量的平均分子量为80万的PE-HD会降低PE-HD100S的结晶峰值温度并提高其熔融峰值温度。上述研究结果能够对双峰聚乙烯的抗熔垂改性和管材应用起到一定的指导作用。

酸液对酸蚀裂缝导流能力影响的研究

采用塔里木盆地奥陶系碳酸盐岩岩心,在不考虑酸液滤失的情况下,用Nierode-Kruk方法,通过室内实验评价了酸液用量、温度、酸液体积分数、组合酸等因素对长效酸(高温胶凝酸、变黏酸和自转向酸)酸蚀导流能力的影响规律,分析了闭合压力对导流能力的影响程度。研究表明:酸蚀导流能力和刻蚀强度由强至弱依次为高温胶凝酸、自转向酸、变黏酸,且随酸液体积分数和用量的增加,酸蚀导流能力逐渐增加,但裂缝导流能力保持率的变化趋势有所不同;高温胶凝酸在高温状态的酸蚀导流能力较高;高温胶凝酸和自转向酸的组合产生的裂缝导流能力最大。现场应用长效酸进行酸化压裂施工取得了良好的效果,该研究成果在优化酸化压裂施工设计和提高现场施工效果方面具有一定的参考价值。

有机锆交联AM/DMAM/AMPS三元聚合物流变动力学

以乳酸/丙三醇有机锆为交联剂,聚合物[一种耐高温的丙烯酰胺(AM)/N,N-二甲基丙烯酰胺(DMAM)/2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)三元聚合物]为稠化剂,获得了耐高温聚合物凝胶。研究了聚合物凝胶的流变学特性(黏弹性、触变性)及其交联流变动力学,获得了聚合物交联过程中黏度、黏弹性模量随时间的变化关系,并考察了剪切速率和温度对凝胶形成的影响,建立了交联流变动力学模型。结果表明,交联聚合物凝胶具有明显的黏弹性和触变性;在180℃、170 s-1下剪切120 min后,黏度达176.8 mPa·s,获得了耐高温达180℃的凝胶;一级交联流变动力学模型可拟合聚合物的交联流变动力学过程,拟合的模型参数物理意义明确合理。