油田用防膨缩膨剂的研究进展

防膨缩膨剂作为一种新型油田化学助剂,有着能够防止黏土水化、膨胀、分散和运移,并能使已水化膨胀的黏土脱水并收缩其膨胀体积,恢复油藏储层渗透率,降低注水压力,增大注水量,提高石油产量的作用。本文依次对防膨缩膨剂的作用机理、表征、评价方法、研究现状、现场应用和市场上的产品进行介绍,最后进行总结和展望。

超低渗透油田降压增注体系的研究与应用

为了降低超低渗透油田的注水压力,增加注水量,研制出由质量浓度为320～850 mg/L的双子表面活性剂G12-3、质量浓度为60～200 mg/L的防膨剂NNR、质量浓度为16～50 mg/L的阻垢剂YJ以及质量浓度为4～20 mg/L的铁离子稳定剂QA组成的降压增注体系.当降压增注体系溶液的质量浓度为400～1 200 mg/L时,油水界面张力降至10-3 mN/m,防膨率为81.2％～89.3％,Ca2＋,Ba2＋和Fe3＋的阻垢率分别为84.7％,83.5％和81.7％;降压增注体系溶液能够使亲油的云母表面向弱亲水转变;从油水相对渗透率曲线可看出,降压增注体系溶液能够改善地层中油水的渗流能力.现场试验表明,降压增注体系溶液使欠注井（T214-16井）的注入压力平均降低了3.5 MPa,且能够按照配注量注水,有效期达6个月以上,在该区取得了较好的应用效果.

商三区块注水井堵塞机理研究

针对商河油田商三区块注水面临的地层堵塞问题,进行了商三区块储层堵塞机理理论研究和实验研究,进而对酸化解堵增产措施进行了分析。结果表明,注入水水质不合格及注入水与储层的不配伍造成了注入水堵塞地层;储层岩样解堵实验推荐用盐酸+低浓度土酸+多氢酸体系来改善沙二下储层;缩膨剂缩膨效果评价实验表明,缩膨剂能恢复地层的渗透率。矿场试验表明,质量分数为12%盐酸+质量分数为1%氢氟酸+质量分数为5%多氢酸+缩膨剂的复合解堵工艺能明显改善储层,达到注水井增注、油井增产的目的。

低聚季铵盐型粘土稳定剂的合成与性能评价

以1,2—二溴乙烷(EDB)和N,N,N’,N’—四甲基乙二胺(TMEDA)为原料,在室内合成了一种水溶性低聚季铵盐型粘土稳定剂。研究表明,最佳合成工艺条件为:在反应温度为70℃,反应时间为8h的条件下EDB和TMEDA按摩尔比为1:1反应后重结晶后产率达77.1%;实验表明,在质量分数为1%时,防膨率可达到89.8%,在缩膨方面也有极好效果,最高可达50.3%;而产品在持久防膨性能方面相对于无机粘土稳定剂体现出明显的优势。

表面活性剂/缩膨剂降压增注体系的研究

针对油房庄长1油藏地层水矿化度较高,渗透率低,粘土矿物含量高,剩余油饱和度较高,水相渗透率低的特点,制备了表面活性剂/缩膨剂体系,确定了最佳配方:表面活性剂加量0.5%,缩膨剂JC-931加量0.1%。评价了该体系的性能,结果表明,该体系与地层流体具有良好的配伍性,耐温耐盐性,界面张力稳定性,与油房庄长1油样间界面张力可达10-2mN/m数量级。

BSA-102防膨缩膨剂作用机理及性能研究

介绍了小分子阳离子聚合物BSA-102防膨缩膨剂的防膨缩膨机理,考察了该产品的防膨缩膨性能,简要说明了其现场应用效果。该产品防膨缩膨效果优异,具有很好的耐高温、抗酸碱、抗冲刷能力,在现场实际应用中具有明显的降压增注、恢复地层渗透率的效果。

砂砾岩稠油油藏蒸汽吞吐防缩膨技术研究

蒸汽吞吐是目前开采砂砾岩稠油的主要方法,频繁的吞吐过程会对储层造成伤害,但是综合应用防缩膨技术来解除储层伤害的较少。利用储层敏感性评价实验确定储层伤害类型,继而筛选适宜浓度的防缩膨剂,通过室内实验综合评价与地层水的配物性、耐酸碱性、热稳定性、防缩膨周期、处理半径、对驱油效率的影响、注入方式及注入程序,并制定了适应于研究区的现场施工工艺技术。研究结果表明,综合应用耐高温、耐水洗的防缩膨剂,不仅能够从根本上消除黏土分散、膨胀及运移造成的伤害,而且能够提高吞吐效果,最大程度地增加经济效益,并对砂砾岩稠油油藏的经济有效开发具有一定的指导意义。

缩膨剂HDS-01及其缩膨降压增注技术

研制了一种不仅能防止粘土水化膨胀 ,还能使已水化膨胀粘土颗粒体积收缩的阳离子聚合物即缩膨剂HDS 0 1,用于中原卫城、马寨油田水敏储层注水井的减压增注处理。介绍了该剂的缩膨机理。以现用防膨剂SSN 13(一种聚季铵盐 )为对比剂 ,考察了HDS 0 1的应用性能 :HDS 0 1和SSN 13的缩膨率分别为 81.5 %～ 86 .2 %和 17.2 %～ 18.5 % ;防膨率分别为 84 .5 %～ 86 .2 %和 81.5 %～ 83.2 % ;储层水敏岩心在HDS 0 1和SSN 13溶液中的失重率分别为 <7%和 >6 0 % ;充填砂柱经HDS 0 1和SSN 13溶液处理后 ,冲刷出的微粒量分别为空白实验值的 1.2 5 %～ 2 .6 0 %和 96 .4 %～ 12 1.9% ,最终渗透率分别为初始值的 98.6 %～ 118%和 12 %～ 5 2 % ;常规酸化后岩心注水压力迅速回升到原值 ,缩膨处理后则稳定下降 ,长时间内回升趋势很小。现场使用的HDS 0 1溶液浓度 5 %～ 15 % ,处理半径 1.5～ 2 .0m。介绍了在 38口注水井进行HDS 0 1缩膨处理的结果 :注水压力下降 ,注水量上升 ,有效期超过 132天 ,许多对应油井增产。图 4表 3。

可开发作高效有机缩膨剂的化合物探讨

在选定条件下由二甲基二烯丙基氯化铵(DMDAAC)、环氧氯丙烷与二甲胺、三甲胺或二乙烯三胺合成了链结构不同的6种聚季铵盐及一种单季铵盐;按石油天然气行业标准方法,以KC l和商品缩膨剂RUN为对比剂,测定了这7种季铵盐及DMDAAC单体在10、20、50 g/L溶液中对钙基膨润土的防膨率和对已水化膨胀钙基膨润土的缩膨率。除DMDAAC聚合物PDMD(50 g/L溶液)和DMDAAC(20和50 g/L)外,这8种季铵盐均无缩膨性,认为具缩膨性的季铵盐分子中不应含非离子极性基因如羟基和醚基,阳离子应在支链或杂环上,且相对分子质量适当。KC l和RUN缩膨处理的持久性均不如DMDAAC单体。以亚硫酸钠/过硫酸铵引发体系合成较低相对分子质量PDMD的正交设计实验结果表明:合成的所有PDMD在溶液浓度为10 g/L时均无缩膨性,溶液浓度20和50 g/L时缩膨率最大值分别为16.06%和22.86%;以防膨率或缩膨率为目的指标合成PDMD的条件不同;在最佳条件下合成的PDMD的缩膨率,溶液浓度20和50 g/L时分别为13.12%和22.20%,接近或略低于RUN和KC l的水平;将该样品与KC l复配不能提高缩膨率。考察了用PDMD缩膨和防膨处理后的钙基膨润土的红外光谱特征。

缩膨剂的研究进展

缩膨剂是一种油田助剂,水化膨胀的黏土经缩膨剂处理后能够脱水缩膨,提高储层的渗流空间,使储层的渗透率得到一定程度的恢复,同时其一般还具有一定的防膨能力。本文对缩膨剂的研究进展进行了介绍。目前关于缩膨剂的研究主要以国内为主,并且许多缩膨剂已应用到水敏油藏中,并取得降压增注的良好效果。

网状交联聚阳离子型黏土膨胀抑制剂及其作用机理

以二甲胺、环氧氯丙烷为原料,加入交联剂,合成网状交联型聚阳离子化合物黏土膨胀抑制剂,以膨润土的线性膨胀率为评价指标,优化抑制剂的合成条件,筛选出对膨润土具有较好抑制性能的抑制剂。采用防膨实验、泥球实验、钻井液性能评价实验等,综合评价所筛选出的抑制剂DEM-8对黏土稳定性能的影响。防膨实验显示0.8%DEM-8防膨率高达92.3%,泥球实验与钻井液性能评价实验表明该聚阳离子化合物有较强的抗黏土水化膨胀功能,并且能提高改性淀粉的抗温性。采用离子交换实验、扫描电镜(SEM)、热重分析(TGA)及X-射线衍射(XRD)等手段深入探讨了所合成黏土膨胀抑制剂的作用机理。研究表明,该聚阳离子型化合物与黏土中的可交换阳离子迅速发生交换,通过静电引力吸附于黏土表面和层间,进一步通过氢键作用、锚固作用以及疏水作用等实现对黏土的束缚,从而有效抑制黏土的水化分散膨胀。

一种阳离子型聚合物防膨剂的制备与性能研究

以丙烯酰胺(AM)、二甲基二烯丙基氯化铵(DMDAAC)和甲基丙烯酰胺丙基三甲基氯化铵(MAPTAC)为原料,采用水溶液聚合法制备出一种阳离子型防膨剂PMAD,通过FTIR进行表征,并对其粘均分子量进行测试;由防膨测试、耐温测试、耐水洗测试、耐盐测试及其与无机盐复配实验,对PMAD的相关性能进行研究。结果表明,PMAD具有较好的防膨性能、耐温性能、耐水洗性能和耐盐性能。当PMAD使用浓度为0.8%时,其防膨率可达87.12%,温度为100℃时防膨率超过80%,矿化度为200 g/L时,防膨率大于90%,三次水洗后,防膨率保持在80%以上。将PMAD分别与KCl、NH_(4)Cl进行复配,在使用浓度为1%时,体系的防膨率均大于90%,表明PMAD具有优异的抑制粘土膨胀的作用。

膨胀剂对混凝土胀缩变形及强度特征影响试验研究

为研究膨胀剂对特定比例大体积混凝土力学性能的影响,选取三种膨胀剂(UEA、CSA和MgO),测试分析不同含量膨胀剂对混凝土胀缩变形和强度特征的影响。试验结果表明:在试验基础配比基础上,膨胀剂种类不同,所需含水量不同,其坍落度亦有明显差异;在相同配比情况下,掺加MgO膨胀剂混凝土整体和易性优于UEA和CSA膨胀剂混凝土;在不低于施工标准强度条件下,MgO膨胀剂试样胀缩变形较UEA和CSA膨胀剂试样效果更好;掺加膨胀剂的混凝土抗压强度随膨胀剂掺量增加而降低。三种膨胀剂试样均达到高强度标准要求,其中掺加MgO膨胀剂试样强度更为稳定。