乳化沥青提高原油采收率研究进展

乳化沥青具有注入性能好、封堵强度高等优点,作为一种选择性堵剂在油田提高采收率领域比其他化学剂体系更具应用潜力。本文总结了国内乳化沥青堵水体系的开发历程及现场选择性堵水的应用效果。通过调研近年来国内外文献,概述了乳化沥青堵水的作用机理,一种是作为乳液的作用机理,主要是乳液颗粒被变形捕获产生贾敏效应和乳液液滴的机械滞留使水的流动阻力增大;另一种是其分散相也就是乳液破乳后沥青的作用机理,主要是沥青黏附在岩壁上起到的堵水作用。同时,总结了乳化沥青稳定的主要影响因素,包括温度、水相中的电解质浓度和pH值以及分散相中的沥青质,并且论述了各因素影响乳化沥青稳定性的作用机理。最后,详细叙述了乳化沥青应用于油田调剖堵水领域的最新研究进展,研究表明乳化沥青不仅具有优异的封堵效果,还具有独特的封堵选择性。此外,乳化沥青还能与CO_(2)吞吐、泡沫调驱组成复合增产技术进行现场应用,并且指出了乳化沥青应用于调剖堵水领域存在的问题与未来展望。

聚酯类颗粒暂堵剂的降解规律及水解机理

考察了盐酸和NaOH水溶液质量浓度、温度对聚乳酸(PLA)、聚乙交酯(PGA)、聚己二酸-对苯二甲酸丁二醇酯(PBAT)降解性能的影响,通过FTIR、XRD、SEM探究了聚酯类颗粒作为酸压暂堵剂的降解规律和水解机理,并对其封堵性能进行了评价。结果表明,盐酸或NaOH水溶液质量浓度越大,温度越高,PLA、PGA、PBAT完全降解时间越短,在相同质量浓度下,它们在NaOH水溶液中降解比在盐酸中更快;同样条件下,降解速率由大到小的3种聚酯类颗粒暂堵剂排序为PGA>PLA>PBAT。聚酯类颗粒暂堵剂在降解初期,酯基开始水解,颗粒表面出现孔洞,颗粒体积略微减小;随着降解的进行,水解优先发生在无定形区,结晶度增大,羰基指数减小,羟基指数增大,颗粒表面孔洞增多,体积进一步缩小;降解后期,结晶区开始水解,结晶度减小,聚合物分子链大量断裂,直至完全降解。封堵性能(承压能力)由大到小排序为PLA>PGA>PBAT,聚酯类颗粒暂堵剂与水的固液比(g∶L)为150∶1的PLA、PGA、PBAT突破压力分别为11.7、10.9、7.5 MPa;注入聚酯类颗粒暂堵剂的固液比越大,封堵层越致密,承压能力越强。

油井选择性堵水剂研究进展及作用机理

随着油田水驱开发的进行,油井高含水是油田后期普遍面临的问题,针对油井高含水的治理难题,分析调研了目前研究与应用较广泛的油井选择性堵水剂,根据作用机理的不同,可以分为聚合物类堵水剂、泡沫与稠化油堵水剂、体膨类堵水剂、乳化沥青堵水剂以及纳米乳液堵水剂,介绍了5类选择性堵剂的构成,总结了堵水剂的室内研究情况与油田的实际应用效果,详细分析了5类选择性堵剂的作用机理,主要包括吸附、捕集和堵塞机理、贾敏效应、膨胀以及架桥和黏连封堵,对比了每种堵水剂适用的油藏条件,展望了堵水剂的发展趋势,以对油田的选择性堵水研究理论与应用提供参考。

天然气井化学解堵技术与讨论

由于天然气井结垢沉积造成井筒堵塞影响开采效果,研究了一种新型低腐蚀性、高阻垢性能的复合防垢剂。进行结垢表征、卤水成分分析、流体配伍性和稳定性分析、溶解性测试、沉淀溶解平衡、腐蚀测试和岩心驱替等一系列综合实验研究。结垢样品包括碳酸钙和硫酸盐垢。结果表明,在70℃条件下,6 h后2种样品的溶出率均大于74%,而在100℃条件下,5 h后2种样品完全溶解。新型防垢剂的p H为9,在6.9 MPa、100℃下6 h的低腐蚀速率为0.063 kg·m^(-2)。此外,岩心驱替测试表明,使用新型防垢剂可以将岩心渗透率从最初的0.67 mD提高到1.29 mD,新型防垢剂可以明显提高岩心渗透率,可用于天然气井化学解堵。

适用于海上油井堵水的稳砂剂室内实验研究

针对海上油井堵水作业后生产期间可能出砂的风险,研制了一种与堵水作业相配合的生物型稳砂剂(稳砂剂ZJ),并从抗压强度、渗透率保持率、耐冲刷性、有效期和可注入性五个方面进行室内实验测定及评价。室内实验结果表明该稳砂剂质量分数10%及以上抗压强度均大于6.4 MPa,高于行业标准规定的抗压强度需大于4 MPa,岩心渗透率保持率均大于87%,具有一定的耐冲砂能力,有效期长,同时该稳砂剂与堵水体系配合注入后,注入压力上升较小,其可注入性较强。该稳砂剂应用于渤海Q油田堵水作业,取得了良好的试验效果。

海上裂缝性油藏化学堵水体系优化研究

为了实现对裂缝性油藏水窜通道的有效封堵,以渤海A油田开发为例开展化学堵水体系优化实验研究。研究表明:聚合物SD-3、TP-1完全溶解所需时间较短,能够迅速达到黏度高峰值,其间抗剪切性逐渐增强;交联剂JT-1与聚合物构成的凝胶体系成胶时间更长、成胶强度更高。通过驱替实验优选出的凝胶体系注入性良好,封堵率高,降水增油试验效果显著。

基于井壁稳定的大位移井水基钻井液体系研究

针对南海东部区块大位移井低承压地层易井壁失稳、安全密度窗口窄易漏失等问题,设计开发了一种提高井壁稳定性的大位移井水基钻井液体系。该体系通过高效抑制剂HIB-3实现对地层泥页岩水化分散的有效抑制;利用化学固壁剂HXGB-1与岩石反应,在井壁表面形成具有较强内聚力和黏附性的凝胶,提高低承压地层的抗压强度;使用复合封堵剂FHSEAL-4进行有效物理封堵裂缝,降低漏失风险和漏失影响程度,提高井壁稳定性。实验评价表明,该体系的流变性能、润滑性能、封堵滤失性能和造壁性能等满足钻井要求,抑制性能和封堵防塌能力强,泥页岩岩屑在该钻井液中的热滚回收率达92.6%,砂岩岩心在该钻井液中浸泡2天后,单轴抗压强度提高20.2%。

新型选择性堵水剂的合成及性能评价

针对裂缝性低渗油藏堵水困难且堵剂注入性差、封堵强度弱等问题,以丙烯酰胺(AM)、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)和N-(3-二甲氨基丙基)甲基丙烯酰胺(DMAPMA)为原料制备P-AAD共聚物,并以酚醛树脂作为交联剂制得新型选择性堵水剂。利用红外光谱、核磁共振和扫描电镜进行表征,并对堵水剂的抗剪切性能、注入性能、油水选择性及耐冲刷性能进行评价。结果表明,在不同剪切力作用下,黏度保持率均在80%以上,具有良好的抗剪切性能;在裂缝开度为19μm时,注入压力适中,对微裂缝依然有良好的注入性;油相封堵率为11%~21%,水相封堵率为82%~91%,说明堵水剂具有堵水不堵油的特性;在注入水冲刷后,水相渗透率降低幅度极小,说明堵水剂在裂缝壁面形成强吸附和强滞留,具有良好的耐冲刷性能。

裂缝型油藏油溶颗粒堵剂研制及性能评价

针对裂缝型油藏,常规堵剂选择性差,在封堵出水大裂缝的同时,也会污染出油中小裂缝的问题,以渤海A油田为研究对象,研发出油溶颗粒堵剂,并对其微观结构、热重、接触角以及油水分散性、油水选择性封堵等性能进行系统评价。结果表明,该堵剂具有微观三维网状结构,结构分解温度为298℃,在水中均匀分散、油中溶解,水相溶解率为7.65%,油相溶解率为83.67%,裂缝岩心水相封堵率为93.33%,油相封堵率为15.79%,说明该油溶颗粒堵剂具有较好的耐温性和油水选择性封堵性能。

海上油田水平井底水脊进控制技术

对南海涠洲11-4油田C4水平井底水脊进的原因进行了分析,提出利用选择性堵剂和选择性注入及过顶替的方法来控制底水脊进。根据涠洲11-4油田的地层条件,选择性堵剂可选用廉价的具有不同成冻时间及不同强度的冻胶型堵剂并利用地层渗透率的差异和相渗透率的差异进行选择性注入,即堵剂优先进入高渗透层,水基堵剂优先进入出水层;过顶替是用粘度与堵剂粘度相当的流体将堵剂顶替至水平井的油水界面,从而为原油留下更好的产出通道。现场试验证实,该方法应用效果很好,C4井有效期超过一年;该平台其他3口井也相继投产,平台最高产油量达到147.1m3/d。截止到2004年8月,累计产油12913m3,投入产出比为1∶16。

暂堵重复压裂转向技术研究进展

介绍了机械转向、化学转向和纤维转向三大类暂堵重复压裂转向技术的优缺点。讲述了堵球转向、最大压差及注入速率转向、连续油管转向和封隔器转向的机理和存在的问题,概括了机械转向的特点;介绍了化学微粒转向、泡沫转向、聚合物转向和VES转向酸的发展历程,以及最新纤维转向的机理和最新的发展情况,并对暂堵剂未来的发展方向进行了探讨。

化学转向暂堵技术的研究进展

介绍了化学转向暂堵技术分别应用于酸化、压裂及酸压施工中的工作原理以及它们之间的联系与区别。综述了暂堵剂的研究历史以及目前使用较为普遍的几类暂堵剂,包括纤维暂堵剂、颗粒暂堵剂、聚合物交联暂堵剂、吸水膨胀型暂堵剂、泡沫暂堵剂等。总结了各类暂堵剂在施工时封堵高渗透层的作用机理及存在的优缺点,并对暂堵剂的发展及应用进行了展望。

抗高温的遇水膨胀型交联聚合物凝胶颗粒选择性堵水剂JAW

在交联剂存在下使丙烯酸钠、丙烯酰胺、季铵盐单体及抗高温单体进行引发共聚合，制得交联聚合物凝胶，机械破碎后在胶体磨中研磨至一定粒度，得到遇水膨胀型交联聚合物凝胶颗粒堵水剂ＪＡＷ。在室内对主要性能所作的评价表明，该堵水剂抗温性良好（≤１３０℃），堵水率高（＞９２％）而堵油率低（＜８％），具有良好的封堵选择性。

堵调剂GDMB及其在孤岛油田的应用

本文介绍了堵水调剖剂GD MB的室内研究与现场应用。GD MB堵调剂由生物钙粉、矿物粉、固化剂等组成 ,配制成可携带、易泵注 ,在一定温度条件下可反应生成高强度凝结体的悬浮浆液。凝结体在 70℃温度条件下可稳定存在 6个月以上 ,其抗压强度大于 1 .0MPa。该堵调剂对岩心的堵塞率大于 98% ,对岩心孔隙具有很强的封堵能力 ,适用于高含水油田油水井堵水调剖 ,已用于胜利孤岛油田 5口注水井的调剖 ,取得了明显效果。

浅层套管漏失井封堵新工艺的开发与应用

随着油田的进一步开发,浅层套管漏失井占套管漏失井的50%以上,大多数浅层套管漏失井仍然采用封堵的方法治理,但封堵一次成功率较低,不足20%。在对浅层套管封堵失效原因深入分析的基础上,在"先建网,再封堵"的思路指导下研制了新型堵剂。新型堵剂主要由建网堵剂和封口堵剂组成。建网堵剂主要由膨胀吸水剂、架桥剂和悬浮拉筋剂组成,封口堵剂以超细水泥为主。施工采用Y531封隔器保护漏点上部套管。现场施工应用于8口井,封堵一次成功率达100%,封堵后套管漏失部位承压大于8MPa,能够满足油水井日常生产需要,很好地解决了浅层套管漏失井封堵难题。

85℃下高矿化度地层化学堵水剂研究

针对高矿化度地层堵水需求,结合油田实际出水情况分析了聚丙烯酰胺结构与耐盐性能的关系,并研制了一种耐高矿化度的阳离子聚丙烯酰胺为主剂的凝胶型堵剂,交联剂采用含苯环结构的树脂,并加入保护剂减缓高温下主剂水解。实验评价结果表明:堵剂体系能封堵85℃下、NaCl矿化度220000mg/L、CaCl2矿化度10000mg/L的地层水,堵剂体系最佳pH值为7～11;有效期长;岩心封堵水突破压力大于45MPa/m,突破后20PV体积驱替后封堵强度大于30MPa/m,封堵率98%以上;并且堵剂对含油饱和度高的地层封堵强度低,具有一定选择性。

冻胶类堵剂对油水的不同封堵能力研究

利用岩心流动试验研究了三种强度不同的高温堵剂的封堵能力，并对影响封堵能力的因素进行了考察，研究了岩心渗透率、注入速度、油水相的影响。结果表明，冻胶类堵剂对水的封堵能力大于对油的封堵能力。这种选择性是由于油、水通过岩心时与冻股的相互作用不同造成的。水通过冻胶处理后的岩心时由于冻胶中的大分子受剪切取向而表现出非牛顿性；油通过冻胶处理后的岩心时，由于不与冻胜发生作用，因而表现出牛顿流体行为。

新型水溶性暂堵剂JYDⅡ的研制与应用

针对油田水井及高含水油井暂堵防漏作业的需要 ,研制了一种水溶性暂堵剂JYDⅡ。本文介绍其水溶性、分散性、粒径配比等性能及岩芯渗透率、暂堵剂浓度和注入量等因素对岩芯暂堵效果和暂堵强度的影响。结果表明 ,该暂堵剂对 0 .4— 15 μm2 的岩芯的暂堵率大于 90 % ,水溶率大于 95 % ,突破压力梯度大于 10MPa/m ,渗透率恢复值大于 85 % ,因而可用于水井及特高含水油井暂堵、防漏作业 ;针对地层渗透率选择合理的暂堵剂粒径配比 。

油基超细水泥浆选择性堵剂研究

油基超细水泥浆可用作油藏的选择性堵水剂。本文工作考察了添加剂用量、油灰比、油基携带液和配制温度对其密度和流动性的影响 ,研究了油基水泥浆的水化性能 。

选择性堵水剂的作用机理及应用影响因素

综述了目前应用较普遍的4种选择性堵水剂(聚合物类堵水剂、体膨型堵水剂、稠油类堵水剂、泡沫),总结出选择性堵水剂的4种作用机理,即吸附、捕集和物理堵塞机理、膨胀收缩机理、不稳定机理和油水通道分流机理。介绍了选择性堵水剂在现场应用中的影响因素(岩石润湿性、地层水矿化度)。为油田施工时堵水剂的选择以及方案的设计提供理论依据。