华北油田高含水油藏转向压裂用暂堵剂研究

华北油田阿尔区块部分油井出现高含水甚至是特高含水,进行简单的重复压裂不仅达不到控水增油效果,还会造成经济损失,为此提出采用三段式变配方注入暂堵剂的工艺思路进行调剖。通过实验优选出3种配方体系暂堵剂,并设计了一种新的实验方法考察暂堵剂的抗冲击性能。研究结果表明,该体系能够实现高强度堵水,满足重复压裂中实现裂缝转向的要求,而且抗冲击实验相比于传统渐进式实验更符合地层实际情况。

华北油田分层注水技术现状与展望

分层注水技术水平直接影响着注水开发油田的整体开发效果。针对华北油田分注技术状况,剖析了目前分注工艺技术存在主要问题;结合华北油田储层特点,优选出桥式偏心分注、桥式同心分注、免投捞测调一体化分注等3种分注工艺,引进了高效测调工艺,开展了系列分注配套工具研究。详细介绍了三类分注工艺的特点和在华北油田的应用情况,指出了分注技术的发展趋势。

华北油田岔39断块回注污水配制可动凝胶试验及应用

针对中温油藏采用回注污水配液的可动凝胶调驱,研制了包含与聚丙烯酰胺羧钠基交联的金属离子和与酰胺基交联的复合交联剂以及适合回注污水配制的促交剂和添加剂。交联试验结果表明,采用矿化度11061.3mg/L的油田回注污水配制的可动凝胶体系交朕强度高,稳定性好,72℃温度条件下恒温60d,凝胶黏度保持率70%以上。现场应用6口井,取得较好的增产效果,为中温油藏采用回注污水配液的可动凝胶调驱探索了一条新的有效途径。

Landmark软件在华北油田钻井设计和施工中的应用

本文从井身结构优化、固井工艺设计、钻井液设计、完井设计等方面论述landmark软件在华北油田高难度井钻井设计的作用,以及现场施工中通过软件实时监测井眼轨迹的动向,确保井控安全和完钻井身质量。

华北油田地层水与注入水结垢趋势预测及影响因素

在注水开发过程中,油层或采出系统结垢会大大影响生产效率。开展地层水与注入水结垢规律和机理研究,可对现场除垢技术提供理论指导。采用Davis-Stiff饱和指数法和Ryznar稳定指数法,对华北油田京11区块地层水和注入水在不同温度、p H和成垢离子质量浓度等影响因素下的结垢趋势进行了预测,同时开展静态结垢实验研究了模拟水样的结垢规律。结果表明:华北油田京11区块地层水和注入水的离子组成和质量浓度非常接近且均具有严重的结垢趋势,且地层水的结垢趋势略高于注入水,垢样主要为碳酸钙;模拟水样的实际结垢率可达61%;温度、p H以及成垢离子质量浓度的升高均能大幅提高模拟水样的结垢率,结垢率的增长幅度随温度和p H的升高逐渐增大,而随成垢离子质量浓度的升高逐渐减小。

宝力格油田微生物采油过程中菌群演替规律研究

为了明确宝力格油田微生物采油过程中菌群演替规律,利用16S rDNA高通量测序分析技术对宝力格油田微生物驱过程中和结束后的重点油井产出液中的菌群种类及相对丰度进行了连续跟踪检测。结果表明,油藏样品生物多样性十分丰富,但物种分布非常不均。微生物驱阶段由于不断地向油藏补充营养剂和外源菌,优势菌群以假单胞菌属、不动杆菌属、另希瓦氏菌属、陶厄氏菌属、盐单胞菌和沃林氏菌属等烃降解菌为主,该阶段微生物的主要作用效果是代谢产生生物表面活性剂,重点油井产出液中表面活性剂含量平均升高44.23%、表面张力平均降低12.75%。微生物驱结束后由于停止向油藏补充营养物质,菌群种类发生变化,烃降解菌相对丰度下降,厌氧产气菌群相对丰度增加,其中巴18-41井产甲烷菌丰度由0.116%增加到40.77%,该阶段微生物的主要作用是发酵产气,与微生物驱前相比,微生物驱结束60 d后甲烷气体含量增加10.65个百分点。

采油用高温缓蚀阻垢剂的研究及应用

目的通过化学防腐技术,解决油田生产中高温油井腐蚀结垢影响油田正常生产的难题。方法进行挂片失重实验和容量分析实验,开展现场水质分析和垢样分析,通过正交实验研究不同种类缓蚀阻垢剂在不同添加量、不同温度下对缓蚀效率、阻垢效率的影响。结果在明确油井腐蚀结垢原因的基础上,有针对性地研制出了以咪唑啉衍生物和有机膦酸盐等为主,以耐高温的氟碳咪唑啉为辅的HZG系列缓蚀阻垢剂。其缓蚀阻垢效果较好,缓蚀率达90%以上,阻垢率达95%以上,有效缓解了高温油藏(大于100℃)油井井筒腐蚀、结垢的问题。经10口井现场应用,铁离子下降率平均达到82%,钙离子浓度明显上升,平均检泵周期延长了2.2倍。结论氟碳咪唑啉的加入有效提高了缓蚀阻垢剂的耐温性。HZG系列缓蚀阻垢剂用于现场的缓蚀阻垢效果较好,解决了高温油井腐蚀结垢的难题。

宝力格油田巴19断块微生物-凝胶组合驱技术研究

宝力格油田巴19断块属于中高温(58℃)油藏,原油物性差,以高蜡、高胶质为主体,油水黏度比高,注水指进导致水驱效率低,储层非均质性强,层内层间矛盾突出。根据油田的特点,以整体改善油田的水驱开发效果为目的,研究形成了以微生物驱为主体、凝胶调驱为辅的微生物凝胶组合驱技术,微生物改善原油物性,并适当开展调驱扩大微生物工作液的波及体积,提高微生物-凝胶组合驱效果。通过该项技术在宝力格油田持续应用,目前油藏菌体浓度保持在106个/ml左右,形成了整体的微生物场,原油黏度平均降低率48.1%,微生物凝胶组合驱可使采收率提高9.5%。自2010年开展微生物凝胶组合驱以来,巴19断块增加可采储量63.96×104t。

整体微生物驱油技术在宝力格油田规模化应用研究

根据宝力格油田巴19断块地质条件、水驱开发特点及目前稳产存在的问题,华北油田公司通过在该断块建立稳定微生物场来实现整体微生物循环驱。实验首先从目标油藏筛选出4株高效采油菌,室内研究表明这四种菌不但能够很好地适应油藏环境,而且对原油具有很好的降黏乳化效果。气相色谱分析表明所筛选菌种能够以原油为碳源,有效降解长链烃,尤其将这4株菌按等比例复配后效果更佳,降黏率达52.8%,在水驱（采收率49.5%）的基础上,物模驱油提高采收率为9.1%。33口注水井进行两轮次的微生物驱后地层中的菌液浓度普遍在105～106个/mL之间,注入的目标菌得到有效生长和繁殖,并且能够维持8个月以上。微生物驱后含水率被控制在85%以下,采收率明显提高,12个月累计增油15000t,投入产出比达到1：2.5。该研究为微生物采油技术现场应用提供宝贵经验。

华北宝力格油田水处理系统微生物群落结构及多样性分析

在华北宝力格油田水处理系统的三相分离器与反应池之间加入激活剂,采用16S r DNA高通量测序技术,研究三相分离器、反应池、过滤器和喂水泵4个水处理节点水样中微生物(细菌和古菌)群落结构及多样性,并分析不同水处理节点水样中驱油功能菌含量。研究结果表明,各水处理节点水样的细菌和古菌群落结构存在差异。三相分离器、反应池、过滤器和喂水泵处水样中细菌群落中的优势菌分别为弯曲菌科、红长命菌属、红长命菌属和固氮弧菌属、地衣芽孢杆菌属;三相分离器和喂水泵处水样中古菌群落中的优势菌均为甲烷食甲基菌属。喂水泵处细菌和古菌多样性较前一个水处理节点减小,说明微生物群落结构由复杂向简单发展。喂水泵处驱油功能菌含量最大,这些驱油功能菌注入地下后可发挥驱油作用。

宝力格油田微生物驱物理模拟实验研究

针对宝力格油田微生物驱过程中存在的问题，通过室内物理模拟实验对不同驱替介质提高采收率的作用、产出细菌浓度与注入细菌浓度的关系以及营养液浓度对维持产出液细菌浓度的影响进行了深入研究。结果表明，通过注入1％的茵液及营养液进行微生物驱时可提高采收率16．77％。当产出液经补充营养液及茵液并发酵10～12h后再继续进行微生物连续驱时可进一步提高采收率5．74％，产出液细菌浓度达到10-8个／mL以上。但由于岩心对菌体的吸附作用以及岩心渗透率对微生物运移的影响，产出液细菌浓度始终要低于注入细菌浓度一个数量级以上。采用产出液回注并补充0．25％以上的营养液时，可使产出液细菌浓度维持在10-7个／mL以上。研究结果可为现场注入方案设计提供技术支持。

钻井液沉降稳定性测试与预测方法研究进展

在钻井作业中,为了平衡地层压力和维持井壁稳定,通常需要在钻井液中加入重晶石,铁矿粉等高密度材料。然而,加重材料在重力作用下容易发生沉降,并引发井下漏失、卡钻、井控和固井作业困难等问题。20世纪80年代末以来,国外学者对重晶石沉降问题进行了广泛研究。对目前常用的钻井液沉降稳定性测试技术、影响沉降稳定性因素以及钻井液沉降稳定性预测和控制方法进行了论述。

低分子量聚合物压裂液体系的研究与应用

为减少瓜胶压裂液对低渗透、碱敏储层的二次伤害,研制出了一种低分子量聚合物压裂液,并解决了该压裂液交联时间不易控制、低温破胶困难的技术难题。通过对主要添加剂进行优选,该压裂液以AM/AANa/NaAMPS的共聚物作稠化剂,其分子量为20万～30万,水溶速度快,现场配液容易,且增稠能力强,在压裂液中的浓度为0.2%～0.6%时即能满足压裂施工要求;用有机锆与醛的复合物作交联剂;针对不同的地层温度,从低温破胶剂DP-2+活化剂、过硫酸铵、胶囊破胶剂+过硫酸铵中分别选用;最终优选出了低、中、高温低分子量聚合物压裂液系列配方。该压裂液在华北二连的乌里雅斯太油田、鄂尔多斯盆地伊陕斜坡的油井与天然气井压裂改造中均取得了较好的效果。

微生物提高煤层气井单井产量技术研究与实践

为评价微生物提高煤层气井产量技术,向厌氧瓶中添加一定量的煤和利用煤层产出液配置的营养液,开展了煤层微生物降解煤产气实验研究。与煤层产出液相比较有益菌群浓度增加3~6个数量级,每毫升营养液产气量为2.84 m L,煤层微生物经过营养剂激活后,反应早期产生气体主要为N_2、H_2和CO_2,CH_4含量较低,随着反应时间延长CH_4气体含量逐渐增加,X射线衍射表明煤微晶结构发生变化。说明通过微生物与煤相互作用产生生物气体、降解煤组分,能增加煤层通透率促进甲烷气体的解吸,从而提高煤层气单井产量。在室内研究的基础上开展现场先导试验1井次,现场共注入微生物工作液230 m^3,措施前该井平均日产气量16.81 m^3,平均套压为0.09 MPa,措施后该井日产气75.13 m^3,平均套压0.35 MPa,截至2015年底累计产气14 100 m^3,目前正在持续稳产,达到了注微生物提高煤层气井单井产量的目的。

影响固井注水泥顶替效率的主要问题及其研究进展

理论研究与现场实践表明,注水泥顶替效率低主要是由套管偏心度过大、环空壁面上钻井液滞留层形成和注水泥顶替界面失稳造成的。针对上述三方面问题,调研了目前固井注水泥顶替机理的研究方法与成果,分析了研究中存在的不足,提出了注水泥顶替机理后续研究的相关目标:建立套管极限偏心度与井斜角、流体流变性能等参数的定量模型,进而指导下套管时扶正器安放设计(尤其是在大斜度井和水平井中);针对环空壁面上钻井液滞留层问题,理论分析其形成条件,确定无滞留层形成时流体性能参数之间满足的定量关系;为保证注水泥顶替界面的稳态,需研究适用于在不同井斜角的偏心环空中两相流体(非牛顿流体)之间顶替界面的理论模型,从而推导实现界面稳态的定量条件。通过对注水泥顶替机理开展系统的理论研究,可为提高顶替效果、改善固井质量提供一定的参考和依据。

页岩孔缝结构及海相与陆相储层特征差异研究

为了深入分析海、陆相页岩微观孔隙的特征差异和含气潜力,采用FEI Quanta 200F场发射环境扫描电镜对页岩岩样进行了高真空扫描,建立了微观储层孔隙结构体系。以扫描电镜观测的微观孔隙孔径大小、形态及连通性结果为基础,参考前人对页岩吸附气、游离气研究成果及吸附气、游离气特征差异,对不同孔隙的储气能力和对页岩气的渗滤扩散的控制作用进行了研究,将陆相页岩和海相页岩的微观孔隙进行对比分析,总结海、陆相页岩微观孔隙的特征差异和含气潜力。研究结果表明,页岩气6类储层孔隙中,有机质纳米孔、黏土矿物粒间孔富集海、陆相页岩吸附气,古生物化石孔、岩石骨架矿物孔、黄铁矿晶间溶蚀孔、微裂缝富集游离气,改造后的岩石骨架矿物孔和微裂缝在页岩气的渗滤扩散方面起到主要作用。海相页岩中有机质和有机质纳米孔的含量远高于陆相页岩,而纳米孔富集吸附气;海相包含较多石英、长石及碳酸盐岩矿物,使海相页岩脆性矿物的含量高于陆相页岩,更易压裂,以上两个因素导致海相页岩的开发潜力大于陆相。

天然气水合物层固井低热水泥浆研究

海洋深水表层固井作业环境具有低温、低地层破裂压力以及存在天然气水合物等突出问题,开发低热水泥浆,形成一套能够在天然气水合物层的低温环境下高效封固表层的硅酸盐水泥浆体系,是保证海洋深水勘探开发有效开展的关键。通过筛选和研制放热平衡抑制剂,使其在低温下能够吸收水泥水化产生的热量,平衡抑制热量,控制温度上限,可有效地降低水泥水化热,从而确立了一套可适于天然气水合物层固井的低热水泥浆体系。该体系在低温环境下具有低水化热、高早强、低滤失以及良好稠化和防气窜等性能,能够满足海洋深水天然气水合物层固井作业要求。

温度和含水状态对岩石劈裂强度影响的试验研究

岩土类材料的强度强烈依赖于含水率和温度条件.以兰州兰山砂岩为研究对象,分别进行了不同温度(+20℃、-5℃、-10℃)和不同含水率(干燥、天然含水率和饱和状态)条件下岩石的巴西圆盘劈裂试验.试验结果表明,常温下,岩石抗拉强度随含水率增加而急剧减小,试样饱和时软化、崩解,丧失承载能力;在不同负温条件下,天然含水状态的试样抗拉强度最大,干燥状态下最小;在-10^+20℃范围内,干燥岩石强度随温度升高,抗拉强度增大,含水岩石均是随温度升高,抗拉强度减小,但饱和岩石在-5℃时抗拉强度最大.含水率和温度对岩样强度的影响存在临界值,超过临界值,岩样强度随上述因素反向变化.试验结论为岩土类材料劈裂强度的标准化测试及其工程应用提供了重要的基础数据参考.

乌里雅斯太油田太27断块整体压裂数值模拟

乌里雅斯太油田太27断块属于典型的低渗透油藏,经过压裂改造后才具有一定的生产能力。为了优化太27断块的整体压裂参数,在考虑启动压力梯度的非达西渗流模型和整体压裂数学模型的基础上,采用数值模拟对生产井进行了历史拟合以验证模型的可靠性,并对乌里雅斯太油田太27断块反九点井网进行了整体压裂优化设计,分析了不同裂缝缝长比和导流能力对油井产能的影响。同时采用正交设计方法,设计了不同裂缝参数组合下的开发方案并进行优化。模拟结果表明,适合太27断块的裂缝参数为水井半缝长44 m,水井导流能力10 D·cm,边井缝长比0.3(半缝长66 m),角井缝长比0.45(半缝长99 m),角井导流能力为20 D·cm。在给定的井网条件下,裂缝缝长和导流能力存在最优值且并非越大越好,为其他低渗油藏区块整体压裂方案的设计提供技术参考。

驱油微生物营养组分在油藏中的消耗吸附及运移规律研究

基于对宝力格油田整体微生物循环驱过程中产出液的长期跟踪监测发现,从油井产出液中监测到的营养液浓度要远低于对应水井的注入浓度,尤其是葡萄糖的浓度始终检测不到,而且在油井产出液中监测到的微生物数量要比注入井低2个数量级左右。为了弄清楚注入的营养液组分在地层中的运移消耗情况,文章通过室内大型物模驱油实验及现场跟踪监测来深入研究微生物、营养液不同组分及代谢产物在油藏中的消耗、吸附及运移规律,结果发现,注入的葡萄糖在地层中有较强的吸附作用,而且由于代谢很快导致其难以进入到油藏深处,这也是目前制约现场微生物驱油效果的一个重要因素。代谢产物的分析表明葡萄糖主要被微生物代谢为有机酸,而葡萄糖及有机酸浓度对微生物的生长繁殖有着重要影响。氯化铵和磷酸二氢钾在地层中的吸附相对较小,但磷酸根在地层中的运移速度要比铵根慢,而且在pH较高的情况下很容易与地层水中的钙镁离子结合形成沉淀。该研究结果为微驱营养液的优化及注入工艺设计提供了重要的理论依据。