水驱油藏聚乙烯亚胺交联聚合物凝胶体系研究进展

聚乙烯亚胺(PEI)是一种低毒性环保材料,它与聚合物交联的凝胶体系具有适用温度范围广、成胶时间可控、成胶后强度大、高温稳定时间长、几乎不受储层岩石矿物影响等优点。本文回顾了以PEI作为交联剂的各类凝胶体系的研究动态,阐明了PEI与各类聚合物的交联反应机理及其凝胶体系特点,分析了各类因素对凝胶性能的影响,并列举了改善凝胶性能的方法和成功的矿场应用实例,重点分析了提高凝胶体系交联活性的方法研究。最后,提出聚丙烯酰胺(PAM)/PEI凝胶体系作为环保型调驱体系在中低温油藏深部调控方面具有非常大的应用前景,应继续深入研究提高PAM/PEI凝胶体系交联效率的方法及其作用机理,以降低聚合物与交联剂用量,为这一体系的推广应用提供理论依据与实验基础。

一种高温高矿化度复合冻胶的研制与应用

为了解决高温高矿化度油藏深部调驱问题,以丙烯酰胺(AM)、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)和N,N-二甲基丙烯酰胺(DMAA)为原料合成共聚物PASD,并以酚醛树脂作为交联剂、硫脲作为稳定剂,添加增强剂MZQ制备得到复合冻胶体系。通过红外光谱仪、扫描电镜、岩心流变仪等对冻胶体系进行应用研究,考察了共聚物PASD、交联剂、稳定剂、增强剂加量的影响,确定复合冻胶体系的最佳配方;在150℃、矿化度为25.198×10^(4) mg·L^(-1)下条件下应用,其冻胶强度为Ⅰ级,抗老化脱水性能良好,有效耐温脱水时间超过180d;冻胶封堵能力超过93%,具有良好的封堵性能以及抗盐耐温性能。

提高水井分注测试成功率配套技术研究与应用

为解决苏北复杂断块油田同心分层注水在实际应用中存在测试仪器遇阻、分层注水量调配不到位等问题,创新采用空心杆冲洗清管,研究应用防返吐配水器、化学防砂技术来保持注水管柱清洁;设计聚合物冻胶调剖体系来缓解层间矛盾,避免层间级差影响测调效果。各项配套技术累计应用13井次,矿场试验证明其在避免测试仪器遇阻、降低分层注水量调配难度方面具有良好效果,年度配套措施井测试成功率达100%,同心分层注水井整体测试成功率由74.4%提升至84.4%,做优精细注水工作的同时实现降本增效,具有良好的推广应用前景。

油气钻采领域功能胶黏材料研究进展及前景

通过概述功能胶黏材料的组成、分类及性能表征,阐述了功能胶黏材料的吸附/界面反应、扩散、机械互锁和静电吸附等黏结作用机理,综述了其在防漏堵漏、井壁稳定、水力压裂和调剖堵水等油气钻采工程领域的研究现状、应用挑战及应用展望。依据现阶段功能胶黏材料在油气钻采领域的应用,提出了功能胶黏材料在油气钻采领域的重点研究方向:(1)对热塑性树脂进行共混改性或设计可固化热塑性树脂,提高黏结堵漏剂的黏结性能和承压能力;(2)在聚合物中引入低成本黏附性基团和正电荷结构,降低黏结固壁剂成本,提高其在井壁的黏附性能;(3)在热固性树脂中引入热可逆共价键,预防支撑剂回流,提高黏结支撑剂抗压强度;(4)在热塑性聚合物中引入热可逆共价键,提高黏结堵水剂的抗温抗盐能力和堵水性能。

超低密度凝胶堵剂的制备与评价

针对哈拉哈塘油田大水体发育的储层条件,以聚丙烯酰胺为主剂制备了一种超低密度(0.88~0.95 g/cm^(3))凝胶堵剂。探究了聚合物、密度调节剂M4对体系密度和增强剂Z3、密度调节剂M4对成胶强度的影响。结果表明:当体系加入密度调节剂时,体系密度可从1.2 g/cm^(3)降为0.88 g/cm^(3),同时密度调节剂M4对体系强度有明显增强作用,无密度调节剂M4时屈服应力只有42 Pa,密度调节剂M4质量分数为4%时,屈服应力为284 Pa。

高强度乳液冻胶体系的研究与应用

为解决传统冻胶体系现场溶解困难和针对大孔喉的封堵效果差的问题,研究了一种可快速溶解的水溶性乳液聚合物为主剂的高强度冻胶堵剂体系,并评价了该体系的稳定性和封堵性能。实验结果表明,配方为5000 mg/L HPAM类聚合物乳液主剂+500 mg/L交联剂+1500 mg/L pH调节剂乙酸的体系,在60℃下可形成黏度为130 Pa·s以上的高强度冻胶,该冻胶体系具有良好热稳定性和针对大孔道的封堵能力,对大孔隙和裂缝的封堵率高达89.36%。此外,通过玻尔兹曼拟合建立了交联剂浓度与交联反应进程间的显函数关系,首次从理论上提出了一种通过调整交联剂浓度来控制冻胶体系黏度变化的方法。

渤海油田区块整体调驱技术研究及应用

渤海K油田X砂体为3注4采井网,非均质性强,平面渗透率差异大,综合含水率90.8%,含水率上升速度快,注水开发效果逐年变差,因此,有必要开展区块整体稳油控水措施。针对三井同时作业和海上作业空间受限问题,采用了集成式在线调驱注入工艺缩减设备占地面积,开展了“初低黏缓凝凝胶”和“水基微球”的在线调驱体系研究与评价,并介绍了整体调驱设计方法。实验结果表明,在线调驱体系均具备良好的注入性、封堵性和提采能力。矿场应用表明,X砂体区块整体调驱见效良好,作业期间已累计增油9 599 m^(3),作业后区块整体仍保持良好受效态势,综合含水率下降8.0个百分点,日净增油50.42 m^(3),井组已持续见效长达11个月降水,增油效果明显。区块整体调驱技术及设计方法可为海上类似区块开展稳油控水措施提供借鉴。

Research progress and application prospect of functional adhesive materials in the field of oil and gas drilling and production

By summarizing the composition,classification,and performance characterization of functional adhesive materials,the adhesion mechanisms of functional adhesive materials,such as adsorption/surface reaction,diffusion,mechanical interlocking,and electrostatic adsorption,are expounded.The research status of these materials in oil and gas drilling and production engineering field such as lost circulation prevention/control,wellbore stabilization,hydraulic fracturing,and profile control and water plugging,and their application challenges and prospects in oil and gas drilling and production are introduced comprehensively.According to the applications of functional adhesive materials in the field of oil and gas drilling and production at this stage,the key research directions of functional adhesive materials in the area of oil and gas drilling and production are proposed:(1)blending and modifying thermoplastic resins or designing curable thermoplastic resins to improve the bonding performance and pressure bearing capacity of adhesive lost circulation materials;(2)introducing low-cost adhesive groups and positive charge structures into polymers to reduce the cost of wellbore strengthening agents and improve their adhesion performance on the wellbore;(3)introducing thermally reversible covalent bond into thermosetting resin to prevent backflow of proppant and improve the compressive strength of adhesive proppant;(4)introducing thermally reversible covalent bonds into thermoplastic polymers to improve the temperature resistance,salt-resistance and water shutoff performance of adhesive water shutoff agents.

交联聚合物冻胶调堵剂性能评价指标及方法

交联聚合物冻胶 (凝胶 )因其独特的结构及优良的性能 ,而成为国内外油田堵水调剖作业中应用最广泛的堵剂。根据聚合物、交联剂及其它添加剂的不同 ,交联聚合物凝胶又可细分为多种类别的堵剂 ,这些堵剂尽管结构、形成路径和使用范围不同 ,但其基本性能及性能评价指标差异不大 ,现有的性能评价方法[1] 多数缺乏科学性和实用性。本研究以聚丙烯酰胺凝胶堵剂为基准 ,建立了交联聚合物凝胶堵剂系统的性能评价方法 ,针对堵剂的溶解性能、成胶性能及在多孔介质中的封堵性能等量化指标进行了探讨 ,提出了聚合物凝胶调堵剂性能评价指标及定量评价方法。

体膨型颗粒类堵水调剖技术的研究

凝胶类堵水调剖剂的地下交联程度和选择性进入能力是影响堵水调剖效果的重要因素，为解决这些问题，开发研制了一种新型体膨型颗粒类堵水调剖剂，该堵水调剖剂为地面交联预聚体，具有膨胀度和粒径可控、比重接近于水、稳定性好、选择性好等优点，较好地解决了常规堵水调剖剂进入地层因稀释作用而不交联的弊端；同时，通过合理选择颗粒粒径和注入压力，可使堵水调剖剂在低渗透层形成表面堵塞而顺利地进入高渗透水洗层位，从而达到堵水调剖剂选择性进入大孔道的目的。

一种适用于高温高盐油藏的柔性堵剂

现有的聚合物类或纤维性预交联体膨颗粒堵剂以及聚合物凝胶堵剂在高矿化度下耐温性能差，不适用于温度高于120℃的高盐油藏的堵水作业。为了改善高温高盐油藏的堵水技术，研制了一种耐高温高盐的柔性堵剂。该堵剂是不溶于水、微溶于油、可任意变形、拉伸韧性强的颗粒，其粒径范围为1～8mm。该柔性堵剂在高温高盐条件下的化学稳定性好，可二次黏结形成完整的封堵层。在塔河油田油藏条件下，柔性堵剂用量从0．03PV增至0．2PV，封堵效果出现突跃式升高，可对油藏的裂缝和高渗通道形成强封堵。在堵水作业中这种堵剂如果造成油井误堵，使用甲苯就极易解堵，是一种既可在高温高盐下形成稳定封堵又可安全使用的堵剂。

二次采油与三次采油的结合技术及其进展

二次采油与三次采油的结合技术 (简称“2 +3”提高采收率技术 )是指在充分调剖 ,充分发挥二次采油作用的基础上进行有限度三次采油的技术。该技术由两项技术组成 ,即充分调剖技术和有限度三次采油技术。前者有两个技术关键 :一个是调剖充分程度的判别 ,另一个是堵剂系列的建立。后者也有两个技术关键 :一个是高效驱油剂配方的筛选 ,另一个是驱油剂用量的优化。文中重点介绍了上述技术关键的研究结果 ,其中特别重要的是提出了用注水井井口压降曲线充满度判别调剖充分程度的标准和在有限度三次采油中注入 0 .0 2 Vp 的量化指标。此技术已在老河口油田的试验井组和蒙古林油田的试验区中取得了较好的结果 。

调剖堵水的潜力、限度和发展趋势

油田试验证明调剖堵水仍很有潜力，这一方面是由于试验区的采出程度低，另一方面是由于近年来区块整体调剖堵水技术在决策技术和堵剂技术上有新的突破。调剖堵水的潜力随着开发时间的推移而逐渐减小。调剖堵水有两个限度：一个是堵剂使用的数量限度；另一个是堵剂作用机理的限度。调剖堵水的发展趋势表现为对这两个限度的突破所进行的努力，其中包括降低堵剂成本，合理组合堵剂，把握堵剂注入时机，延长堵剂有效期，提高堵剂的整体效果，发展一种在最大限度发挥二次采油作用的同时进行有限度三次采油的技术（“２＋３”技术）。

我国油田化学堵水调剖新进展

堵水调剖技术是高含水油田控水稳油的重要措施。从堵水调剖的物理模拟研究、优化设计和决策技术、堵水调剖剂的研制、深部调剖技术、堵水技术和堵水调剖施工配套设备等方面简要介绍了“八五”以来我国油田化学堵水调剖技术的新进展，并对堵水调剖的研究和发展提出了加强堵剂系列化、调剖剂放置技术、效果预测方法、施工动态监测技术和水平井堵水技术的研究等建议。

国内外化学堵水调剖技术综述

本文从物理模拟、堵剂研究、数值模拟、示踪剂及施工工艺等方面对油田化学堵水调剖的国内外技术发展水平进行了对比，并对我国油田堵水调剖技术的发展提出了建议。

大剂量多段塞深度调驱技术

为改善注水井吸水剖面和油井产液剖面,基于调剖堵水“2+3”理论提出了大剂量多段塞深度调驱技术。对堵剂的选择性堵水作用、渗透率对注入压力的影响、堵剂的耐冲刷性和可动性进行了室内实验,制定了堵剂施工段塞设计以及堵剂粒径的选择方案。实验表明,注入大剂量、低浓度、多段塞的体膨性堵剂可达到堵水和驱油的双重作用。在平方王油田滨17块进行了2口井的大剂量多段塞深度调驱技术试验,调剖后平均日注入量为86.5m3,平均注水压力提高了3.5MPa,对应10口油井有5井次见效,见效初期日增油17t,取得了较好的增油效果,对进一步提高大厚层区块的调驱效果及进行多轮次调剖技术工作提供了借鉴。

调剖堵水材料研究现状与发展趋势

综述了近年来油田常用调剖堵水材料研究的现状和最新成果。分析了各种材料的性能和实用性。介绍了复合材料、延缓交联体系、胶态分散凝胶、高吸水树脂等今后可能大规模应用的材料 ,以及了无机材料、工业废弃物、磁性材料、活性稠油等较为廉价的材料。最后探讨了油田调剖堵水材料的研究方向 ,即疏水缔合聚合物、新型表面活性剂、微胶囊技术已经或有望取得突破并得到实际应用。纳米材料。

裂缝性油藏控水堵水方法研究与应用

随着油田逐渐进入后期开采,调堵井的数量不断增加,所面临的问题是如何在高温、高盐以及裂缝性等恶劣油藏条件下提高采收率技术。目前凝胶类和颗粒类堵剂依然是裂缝性油藏化学调堵体系的主流;另外基于对水体分布、能量预测等油藏地质条件全面认识下的各种物理堵水技术也得到了较好应用。从裂缝性油藏控水堵水难点出发,介绍了国内外的配套技术,重点综述了恶劣油藏条件下的各种凝胶体系,并分析了提高凝胶体系热稳定性的研究思路,认为聚合物高温碳化作用对凝胶的使用有着变革性意义。用某种高吸水材料配成的软颗粒状凝胶完井液130℃高温下与低渗岩心动态污染时,在岩心端面形成强度高、韧性好的黄-黑色胶质暂堵层,极大地避免了漏失,降低了水相圈闭的损害,在中国东海天外天高温低渗气田A1s、A7完井中取得了较好应用效果。另外,丙烯酰胺与丙烯酸叔丁酯的共聚物(PAtBA)用聚乙烯亚胺作交联剂的凝胶体系在国外已得到了成功的应用,聚乙烯亚胺有着低毒、环境友好等诸多优点,研制出性能更优越的聚合物与之交联对未来的凝胶体系研究有着重要意义。最后从控水-堵水-治水整体思路出发,提出了对今后的研究设想。

丙烯酰胺类反相微乳液聚合研究及应用进展

分析总结了丙烯酰胺类反相微乳液聚合的基本理论和工艺方法,介绍了国内外聚丙烯酰胺类水凝胶微球在调剖堵水和驱油中的应用现状,指出了该研究领域存在的问题和当前的研究热点。