氮气泡沫调剖技术在孤岛油田热采井中的应用

针对孤岛油田稠油热采中的汽窜井和高含水井蒸汽吞吐效果差的问题,进行了氮气泡沫调剖技术应用试验。利用气流法测试了发泡剂的性能,试验结果表明,在260℃的条件下,0.3%的发泡剂恒温24h后,泡沫半衰期保留率为94.1%;通过岩心试验测定发泡剂在260℃耐温72h后的封堵能力时,优选浓度为0.3%的发泡剂体系,发泡剂最佳气液比为2∶1。双管驱油试验结果表明,注蒸汽时注入氮气泡沫体系的采收率比蒸汽驱的采收率提高了23.9%;在标准条件下,经济有效的氮气、蒸汽和发泡剂注入比例为60∶1∶1。至2005年已现场应用13井次,成功率为100%,实施后与上一周期对比单井平均增产原油946t,表明氮气泡沫调剖技术是改善稠油蒸汽吞吐后期开采效果的有效工艺。

长庆气田小直径管排水采气工艺技术

介绍了小直径管注发泡剂排水采气工艺的原理及流程,筛选出了适合长庆靖边气田的发泡剂和消泡剂,优选出该气田小直径管排水采气的工艺参数。现场试验证明,该工艺技术能解决长庆靖边气田部分气井因产地层水影响气井稳产的问题。

泡沫排水起泡剂的研制与应用

针对中原油田地层水矿化度高、温度高、井深的情况 ,研制了泡沫排水起泡剂。该起泡剂分子中碳链长度为 12～ 16 ,在高矿化度 (16× 10 4mg/L)、高凝析油含量 (2 0 0g/m3 )气井采出水中和 90～ 10 0℃高温下有良好的起泡性能。该起泡剂在中原油田进行了现场应用 。

一种适用于高温高矿化度井化排采气的起泡剂

化学排水采气已成为有水气藏的主要开采方式之一，用于化学排水采气工艺的起泡剂也很多，但仍不能适用于川东某些高矿化度、高温气井。针对川东地层温度高（９０ ℃～１１０ ℃） 、矿化度高（１００ ０００ ｍｇ／ Ｌ） 的特点，对目前使用的起泡剂进行筛选、复配，从而找到了一种适用于高温、高矿化度气井的新型起泡剂 Ｃ Ｏ Ｍ。根据研究表明：用 Ｏ Ａ 和 Ａ Ｓ 作为主发泡剂、 Ｐ Ｖ Ａ 为稳定剂起泡效果最佳。给出了新起泡剂 Ｃ Ｏ Ｍ 的配方及性能参数。同时研究了矿化度对泡沫携液量的影响。

起泡剂发泡特性及其影响因素研究

通过对泡沫复合体系发泡特性的静态实验研究,评价了泡沫复合体系发泡特性及泡沫稳定性.通过细玻璃管测定法和综合发泡能力的经验公式,讨论了表面活性剂类型和结构、聚合物分子量、碱浓度、地层水矿化度、温度及原油性质对体系发泡性能的影响.通过研究,得到了泡沫复合驱中表面活性剂、碱和聚合物都存在一个合理的浓度临界值,且随着矿化度、温度和原油轻质含量的增加,体系的综合发泡能力降低的结论.同时得到了不同表面活性剂类型中,硫酸盐型表面活性剂发泡效果最好,磺酸盐直链型次之;而同一类型表面活性剂中,随着表面活性剂碳链长度的增加,发泡效果变好,但碳链增加到一定长度后,综合发泡能力下降的认识.

泡沫体系改善草20区块多轮次吞吐热采开发效果技术研究

针对草20区块存在产油量低、油气比低、含水高、开发经济效益差以及蒸汽在高渗透带无效窜流的问题,开展了高温泡沫改善多轮次吞吐稠油热采油藏开发效果的技术研究,在室内研制出了适用于310℃的FCY复合泡沫体系,分析了影响FCY复合泡沫体系性能的因素,确定了该泡沫体系的适用范围。通过管式模型和二维模型评价了不同注入时机、注入方式提高多轮次吞吐采收率的程度,确定氮气发泡剂混注为最佳现场注入方式。胜利油田草 20区块实施氮气泡沫辅助蒸汽吞吐试验8井次,单井日增油0．8-6．2 t,截至2005年5月,8口生产井累计增油 3 843 t。室内研究和现场试验表明,高温复合泡沫体系可有效改善热采稠油油藏吞吐开发效果,是进一步提高稠油热采油藏采收率的有效手段。

微泡沫钻井液的稳定性研究与应用

分析微泡沫钻井液的稳定性是评价该类钻井液性能的关键。目前,通常用泡沫半衰期来衡量微泡沫钻井液的稳定性。分析了影响微泡沫钻井液稳定性的因素,利用发泡体积和出液半衰期等宏观参数优选了发泡剂的类型及加量,配制了微泡沫钻井液,并采用近红外分散扫描仪对两种密度的微泡沫钻井液进行了红外扫描测试,结果表明,所配制的微泡沫钻井液是均质的。介绍了微泡沫钻井液在吉林油田海39井的应用情况,与常规水基钻井液对比发现,微泡沫钻井液能够明显提高机械钻速及测井的一次成功率。

氮气泡沫堵水在火烧山油田的应用研究

氮气泡沫堵水技术是在注入液体中掺入氮气使发泡剂发泡,利用气阻效应(贾敏效应),使液体不能沿微观大孔道、宏观高渗层或高渗区窜流,达到封堵高含水层的目的。从泡沫堵水机理入手,针对火烧山油田H3油藏,进行了氮气泡沫堵水剂配方的优化,分别对发泡剂、稳泡剂、交联剂进行了筛选,并开展了岩芯封堵实验及提高采收率实验,制定了现场单井堵水工艺实施方案,对泡沫堵水段塞组合、施工压力、排量等现场施工工艺进行了优化,并顺利完成现场试验。

丙烯酰胺聚合物与发泡剂对油水界面性质及乳状液稳定性的影响

用界面张力仪、表面黏弹性仪和Zeta电位仪研究了胜利埕东油田聚合物强化泡沫复合驱中聚合物和/或发泡剂质量浓度对油水界面特性及乳状液稳定性的影响。结果表明,随聚合物质量浓度增加,模拟水与原油模拟油间油水界面张力、界面剪切黏度和油滴表面的Zeta电位绝对值增大;而随发泡剂质量浓度增加,模拟水与原油模拟油间的界面张力降低,界面剪切黏度有所增加,但变化幅度很小,油滴表面的Zeta电位绝对值增大;原油模拟油与含聚合物和发泡剂的模拟水间所形成的W/O乳状液稳定性随聚合物和/或发泡剂质量浓度增加而增强。

可循环空气泡沫钻井技术在元坝10井的应用

针对川东北地区上部陆相地层砂岩、泥岩、页岩互层频繁,硬度大,研磨性强,常规钻井液钻井机械钻速低,而气体钻井由于地层出水无法顺利进行的技术难点,研发了适合该地区上部地层钻进的空气泡沫流体配方,研制了HX-350型环隙式机械消泡器,形成了可循环空气泡沫钻井技术。元坝10井660.4mm导眼段应用了可循环空气泡沫钻井技术,该井段的平均机械钻速为4.88m/h,与邻井常规钻井液钻井井段相比,平均机械钻速提高了3倍;消泡器消泡效果显著,累计回收泡沫基液2 230m3,节约清水2 230m3,污水处理量减少2 230m3,并大大减少了发泡剂的消耗。应用结果表明,可循环空气泡沫钻井技术能有效解决大尺寸井眼的携岩问题,实现泡沫基液的循环利用,大幅度降低泡沫钻井成本,具有广阔的推广应用前景。

泡沫渗流机理及渗流模型研究

利用稳态法测量了气、液流速对泡沫渗流的影响及气液两相相对渗透率曲线,结果表明:液相渗透率不因泡沫的存在而改变;存在临界含水饱和度,当含水饱和度小于临界饱和度时,泡沫不能稳定存在,气相渗透率与无泡沫时相同,当液相饱和度大于临界含水饱和度时,泡沫稳定存在,气相渗透率大幅度降低;泡沫具有剪切变稀的特性。基于分离压力和毛细管压力对气液相对渗透率规律进行了合理的解释。考虑发泡沫剂质量分数、油相饱和度、渗流速度及临界含水饱和度的影响,建立了泡沫作用下气液两相相对渗透率数学模型,利用该模型对试验结果进行了拟合,并与文献中的模型进行了对比,结果表明,所建模型可以很好地拟合试验结果,实用性强。

油基泡沫钻井流体技术研究

针对水基泡沫钻井流体在水敏性地层易造成泥页岩水化膨胀,气体钻井遇到地层出水时即转换成水基泡沫钻井流体,在此过程中易造成井壁坍塌等问题,开展了油基泡沫钻井流体技术研究。研制出以油基发泡剂DRI-YF-1和油基稳泡剂DRI-YW-1为主要组分的油基泡沫钻井流体,进行了发泡体积、半衰期、流变性、抗高温和抗污染等性能评价实验。实验结果表明,油基泡沫钻井流体密度范围为0.17～0.38g/cm3,其发泡体积和半衰期比国外同类产品高,流变性好,抗高温、抗污染能力较强。并观察了油基泡沫和油包水泡沫微观结构,提出了水进入油基泡沫前后的油基泡沫微观结构的假设模型。

气井井筒积液分析及排水工艺研究

针对朱家墩气藏生产气井存在较严重井筒积液的现象,从液体来源、井筒举升能量方面对积液原因进行了分析,其原因为气井产气量小于携液最小流量,造成进入井筒的边水和游离水无法排除。利用最小携液流速理论对泡沫排水采气法和换用小管柱排水采气法在该气藏的适应性进行了分析,结果表明,这两种排水采气法均能达到连续排液采气的目的,但从充分利用地层能量角度考虑,生产初期采用泡沫排水采气法,中后期地层压力下降,选择换用小管柱排水采气法。盐城1-2井6井次的泡沫排水采气试验表明,泡沫排水采气效果显著。

可循环强抑制性稳定泡沫钻井液研究

针对泡沫钻井过程中一次性泡沫使用量大、耗材多以及井壁易失稳的问题,从泡沫循环以及泥页岩抑制机理出发,通过评价不同处理剂的性能,研制了可循环强抑制性稳定泡沫钻井液。采用常规泡沫性能评价方法、泡沫循环性能测试以及泥页岩抑制性能测试对其综合性能进行了评价。结果表明:NaCl质量分数、岩屑含量以及煤油加量分别达15%时,该泡沫钻井液在130℃下滚动16h后,发泡体积维持在400mL以上,说明其具有较好的抗温、抗污染能力;调节pH值进行8次循环以后其发泡体积仍维持在500mL以上;泥页岩在该泡沫钻井液中的一次、二次滚动回收率达96%以上,泥页岩经其处理后的硬度与经白油处理后的硬度相近。研究结果表明,应用可循环强抑制性稳定泡沫钻井液进行钻井,可以避免地面泡沫大量堆积,降低钻井成本,同时能有效抑制黏土水化膨胀,且抑制性能持久,有利于维持泥页岩地层的稳定。

新型水基微泡沫钻井液的室内配方优选和性能评价

分析了微泡沫在水溶液中的具体结构及微泡沫钻井液分散细、稳定性好的原因。通过室内试验优选出了水基微泡沫聚合物钻井液的配方,并对其密度、流变性、稳定性和滤失性等性能进行了评价试验,总结出压力、温度和剪切速率等对其性能的影响规律。根据优选配方所配制的微泡沫水基聚合物钻井液性能稳定、密度低(循环当量密度维持在0．93～1．04 kg/L),具有保护储层的功能,不需要增加钻井设备,能满足近平衡或欠平衡钻井的要求。

氨基磺酸型两性表面活性剂配方体系的泡沫稳定性能

开发了系列含氨基磺酸型两性表面活性剂的泡沫体系,其主要成分为直链烷基碳数分别为12和14的氨基磺酸型两性表面活性剂混合物(以质量比3:1混合,简称为AS_(12)-AS_(14))。按AS_(12)-AS_(14)的质量分数递增依次得到FJ-1、FJ-2、FJ-4、FJ-6和FJ-8体系,筛选了能与矿化度为120.67g/L的混合盐水配伍的泡沫体系FJ-4、FJ-6和FJ-8,测定了泡沫体系在水溶液中的临界胶束浓度c_(cmc),并通过泡沫的半衰期(代表泡沫的稳定性)研究了它们在低于c_(cmc)下的耐盐和抗温性能。实验结果表明:25℃下,随NaCl含量增加,FJ-6和FJ-8体系的泡沫稳定性降低,而在不超过14g/L的CaCl_2水溶液中,随着CaCl_2浓度增加,FJ-6和FJ-8体系的泡沫半衰期几乎呈线性线增长。而在混合盐水中FJ-6和FJ-8的泡沫稳定性并没有显著降低,这是由于混合盐中存在二价反离子Ca^(2+)和Mg^(2+)所致。同时,盐水中泡沫尺寸的均一性是泡沫稳定性良好的宏观表现;在温度低于80℃范围内,随温度升高,FJ-6和FJ-8体系在矿化度为120.67 g/L的混合盐水中的泡沫稳定性缓慢降低,与纯水中快速降低形成了明显对比,说明了FJ-6和FJ-8具有良好的耐温性能。

精炼炉熔渣泡沫化的实验研究

对精炼炉熔渣的泡沫化进行了实验室研究和半工业性的实验研究。实验在硅化钼棒炉和 10 0 0 kg感应炉内进行。考察了熔渣碱度、熔渣中 Ca F2 含量及发泡剂配比对发泡效果的影响。在分析大量实验数据的基础上 ,对熔渣发泡机理进行了探讨。研究结果表明 :所研究的 Ca O- Si O2 -Mg O- Al2 O3渣系 ,在碱度为 1.0～ 1.2、Ca F2 含量为 6 %～ 8%和碳加入量过剩指数为 1.4～ 1.5时 ,发泡效果较好。

充气泡沫钻井液在元坝地区陆相地层的应用

针对川东北元坝地区地层硬度大、研磨性强、可钻性差、用常规钻井液机械钻速较慢、采用气体钻井常因地层出水无法顺利实施的情况,优选出了适合该类地层钻进的充气泡沫钻井液。室内性能评价试验表明,优选出的充气泡沫钻井液可以携带出地层水和岩屑、抑制岩屑水化分散。优选出的充气泡沫钻井液在元坝地区4口井的上部可钻性极差的砂泥岩地层进行了应用,结果表明,优选出的充气泡沫钻井液解决了气体钻井钻遇出水地层无法实施、井壁稳定及大尺寸井眼携岩的问题,提高了钻井速度,缩短了钻井周期,可以满足元坝地区陆相地层快速钻进的需要。

哥伦比亚圣湖油田稠油油藏增产技术

针对哥伦比亚圣湖油田稠油油藏开发进入中后期,存在老井产量递减率大、新井产能不足、热采效果变差、高含水率井增多、增产措施效果不明显等问题,在通过室内试验优选发泡剂和氮气与蒸汽注入比的基础上,对泡沫调剖工艺和氮气辅助蒸汽吞吐工艺进行了优化;通过分析生产情况,制定了适应不同区块的稠油注汽转周最优时机图版;进行了高含水率水平井堵水试验。泡沫调剖8井次,平均单井日增油4.4t,累计增油4 575t,预计增油超8 000t;氮气辅助蒸汽吞吐井11井次,平均单井日增油2.4t,累计增油3 124t,预计增油超5 000t;Girasol区块实施优化转周后,周期递减率由18.5%降至15.0%,三个月累计增油5 680t;A9井堵水后,含水率由100%降至65%,增油303t。现场应用结果表明,以上增产技术措施适用于圣湖油田稠油油藏,应用以后存在的问题得到了解决,且增产效果显著。

高温蒸汽泡沫驱油技术的研究进展

详细回顾了高温蒸汽泡沫驱油体系在国内外的发展现状,阐述了高温发泡剂和蒸汽泡沫驱油的机理和影响因素。指出发泡剂向耐高温方向发展的趋势,尤其是近几年磺酸盐类耐高温发泡剂研究受到国内外普遍重视。为今后找到耐高温和低成本的发泡剂,加大蒸汽泡沫驱油在三次采油中的应用研究提供参考。