井间单套缝洞型油藏橡胶颗粒调剖堵水实验

以塔河油田井间单套缝洞型油藏为模型基础,设计了橡胶颗粒调流剂堵水物理模拟驱替实验,对水驱规律进行了分析,并探讨了不同的封堵位置、橡胶颗粒用量、粒径、密度以及注水速度对驱替效果的影响。研究结果表明:(1)模拟实验设置模型长度为40 cm,宽度为30 cm,厚度为5 cm,裂缝开度为4~20 mm,溶洞直径为2~4 cm,井筒宽度为10 mm,模型缝洞体积为175 mL,在温度为25℃、常压时,以10 mL/min的速度注水驱替至采油井含水率达到98%时的最终采出程度为43.83%;由于重力分异作用,注水驱替后存在大量的阁楼油和绕流油,阁楼油主要集中在横向顶部通道,绕流油主要集中在横向中部通道和横向底部通道的高位,油水界面与横向中部通道的高位缝齐平。(2)模拟实验中同时封堵横向底部通道和横向中部通道,橡胶颗粒采用混合粒径,颗粒密度和模拟地层水密度一致,用量越大,注水速度越大,调流效果越好;橡胶颗粒用量为0.04 PV,粒径小于1 mm和2~4 mm的颗粒各半,注水速度为15 mL/min时,采出程度提高了18.45%;同时注入水以及与水等密度的橡胶颗粒,可有效封堵优势通道,效果较好。(3)在TH25X井进行橡胶颗粒调剖堵水现场实验中,设置前置段塞橡胶颗粒粒径为2~4 mm,后置段塞橡胶颗粒粒径小于1 mm,颗粒密度为1.13 g/cm3,以50 m3/d的速度同时注入水和橡胶颗粒共920 m3,堵水后累计增油1 200 t,含水率下降15%,取得较好封堵效果。

断控型缝洞气藏酸压规模与无阻流量的关系研究

顺北二区发育典型的超深断控型缝洞储集体,由于钻井过程泥浆漏失量大,通常选择酸压或是酸洗完井作为解堵增产措施。为了研究酸液用量和酸压规模对无阻流量的影响,研究基于顺北二区地质特征,建立了钻遇裂缝(漏失井)和未钻遇裂缝两种情况的数值模型,利用裂缝扩展—气藏数值模拟方法,对两种情况井的酸压缝形态进行了模拟,进一步模拟了两种地质条件和不同酸压规模下的气井早期无阻流量,并用现场数据进行了反演验证。对比结果发现,当气井钻遇裂缝带时,酸压可以提高气井无阻流量,但幅度不大,酸压的规模不宜过大;当气井未钻遇裂缝带时,酸压则可以明确大幅度提高气井无阻流量和控制储量。

断溶体油藏井洞垂向窜流试井解释模型

断溶体油气藏储层类型多样,非均质性极强,常规多重孔隙介质模型以及简单溶洞等势体模型难以广泛应用。文中针对断溶体油藏复杂的地质特征,考虑大溶洞向井筒的垂向窜流以及小尺度缝洞储集体分别向井筒和大溶洞的径向供给作用,建立了双层双重孔隙介质井洞垂向窜流试井解释模型;利用Laplace变换方法获得井底压力解,绘制井底压力典型曲线并划分流动段,对窜流通道传导率、大溶洞半径、裂缝传导系数比等参数进行了敏感性分析。结果表明:窜流通道传导率主要影响早期窜流“下凹”特征,数值过大或过小均会导致早期窜流“下凹”特征减弱甚至消失;大溶洞半径与大溶洞储容比也主要影响早期窜流“下凹”特征,数值越大,“下凹”特征越明显;裂缝系统传导系数比和裂缝储容比主要影响中、晚期的窜流“下凹”特征。该研究结果对复杂断溶体油藏储集体参数评价具有重要意义。

塔河高温高盐缝洞型油藏堵剂性能评价

塔河缝洞型油藏高含水问题日益严重,堵水是解决高含水问题的有效技术之一。受高温高盐及缝洞特征影响,尽管凝胶堵剂种类多,但还未形成满足塔河缝洞型高温高盐油藏的凝胶堵剂。为此,研究了淀粉凝胶、耐温冻胶和高温凝胶3种类型堵剂在高温高盐条件下的成胶时间和成胶强度,评价了堵剂的关键性能指标,考察了堵剂的长期热盐稳定性。结果表明:淀粉凝胶的成胶时间为1~3 h,成胶强度达到E级;耐温冻胶的成胶时间为4~7 h,成胶强度为C~D级;高温凝胶的成胶时间为2~5 h,成胶强度达到I级;3种堵剂在高温下的长期稳定性均需进一步提升。

高温高盐油藏堵剂研究及堵调工艺进展

综述了目前油田常用的15类药剂,主要包括预交联凝胶颗粒、聚合物凝胶、体膨颗粒、泡沫、改性材料等,其中聚合物凝胶仍是目前油田应用最广的堵剂。在此基础上,也发展出复合调驱、压裂+堵水、堵调+深部调驱等工艺,后期通过对湿相改性可膨胀石墨、新型稀释无机沉淀剂、活性老化堵油剂、高强度堵漏复合材料进行论证,结合发展的新工艺,能够进一步提高油藏的采收率。

高含CO_(2)含有机硫天然气脱硫实验研究

为提高某天然气处理厂MDEA+UDS复合脱硫溶液CO_(2)吸收性能,解决高含CO_(2)含有机硫天然气净化问题。通过PROMAX工艺模拟软件,对比分析了单乙醇胺(MEA)、二乙醇胺(DEA)、二异丙醇胺(DIPA)3种活化剂CO_(2)吸收及再生性能,考察了复合吸收溶液加入优选活化剂后对有机硫、H2S、CO_(2)吸收效果的影响以及在不同浓度、不同气液比下对CO_(2)的吸收效果影响,并开展现场侧线实验。结果表明:DEA相比其余两种活化剂,CO_(2)吸收率可达83%,且再生后性能恢复率达到50%;在气液比560、溶液质量浓度44%条件下,“MDEA+UDS+DEA”复合脱硫溶液具有良好的H_(2)S、CO_(2)以及有机硫脱除能力,有机硫脱除率为72.6%,净化气H_(2)S、CO_(2)满足一类气标准要求。

西部某油田高温高盐环境油套管选材实验研究

西部某油气田具有超深、高温、高盐等特点,腐蚀环境十分苛刻,失重腐蚀风险极高。常用的抗硫碳钢和不锈钢等材质油套管缺乏在该工况中的试验和现场使用经验。研究P110S、S13Cr、15Cr、25Cr材料在该油气田工况下的腐蚀行为。结果表明:在该油田高温高盐工况中,P110S抗硫碳钢腐蚀极为严重,不能满足现场使用;S13Cr、15Cr马氏体不锈钢发生轻微腐蚀,可满足现场使用。

断溶体底水油藏不同隔板参数堵水强度影响规律

针对断溶体底水油藏开发过程中底水锥进导致油井含水率高、采收率低等问题,基于典型缝洞结构制作了二维断溶体底水油藏物理模型,开展了不同隔板参数对堵水强度影响规律的研究。结果表明,油凝胶相比于冻胶,自身力学强度大且与岩石壁面的黏附性能好,堵水强度大,当注入量为0.1 PV时,突破压力分别为1.97 MPa和0.57 MPa。隔板深层封堵效果优于中层和浅层封堵,展布长度越大,堵水强度越大。在段塞设计上,双段塞隔板适用于弱底水油藏,三段塞隔板由于更能够有效抑制冻胶的运移,从而形成稳定的隔板结构,适用于强底水油藏。该研究应用于塔河油田TH102X井后,平均产油量从0.23 t/d增至0.76 t/d,取得了较好的降水增油效果。

海西早期大型树枝状岩溶暗河发育条件与地质模式——以塔里木盆地塔河油田B94井区为例

塔河油田奥陶系发育类型多样的古岩溶缝洞型储集体,其中,海西早期大型岩溶暗河系统是最重要的储集空间之一。基于三维地震和钻井资料,利用地震属性提取技术,重建了B94井区奥陶系古构造、古地貌和古水文条件,描述了该区岩溶暗河的空间展布特征,揭示了岩溶暗河形成的地质控因,建立了岩溶暗河发育的地质模式。研究表明:塔河油田B94井区奥陶系位于2个次级鼻凸之间的向斜部位;该区处在海西早期岩溶作用区,主要发育中高幅度的岩溶地貌,呈现东高西低、北高南低的地势坡降,地表水系异常发育,呈近对称的树枝状,且从北向南汇流,最终汇入一条岩溶峡谷;该区岩溶暗河平面分布范围广,呈树枝状展布,垂向发育深度相对稳定,主要分布在T56以下120 ms;由于地表水向地下的转化频繁,岩溶暗河内部充填较为严重,暗河中下段充填更加明显;显著的地势坡降、次级背斜之间的向斜构造和NNE,NNW向走滑断裂共同控制了岩溶暗河的发育,形成了向斜汇流型岩溶暗河发育模式。这一认识可直接指引B94井区奥陶系的井位部署工作。

耐高温PPBES溶液型碳纤维上浆剂的制备及性能

碳纤维增强高性能树脂基复合材料具有质轻、耐腐蚀性、力学强度高等特点,提升树脂与纤维界面强度可以优化复合材料综合性能。利用杂萘联苯聚芳醚树脂所具有的优异溶解性,选择氯仿∶N-甲基吡咯烷酮=2∶8混合溶液作为溶剂,制备耐高温溶液型上浆剂。通过对碳纤维进行上浆操作,在碳纤维表面包覆杂萘联苯聚芳醚砜树脂基团,纤维表面活性增加,当溶液上浆剂质量浓度为1.0%~1.5%时,树脂在碳纤维表面分散性较好,通过对比使用不同上浆剂的碳纤维增强树脂基复合材料的界面性能,使用浓度为1.5%的溶液上浆剂处理后的碳纤维相较于脱浆碳纤维,玻璃化转变温度从未处理的214℃提升至223℃,损耗因子从未处理的0.38下降到0.33,所制备的复合材料弯曲强度提升了12.0%,层间剪切强度提升了11.1%,证明溶液型上浆剂的使用提升了纤维与树脂间的界面性能。综上,溶液型上浆剂的使用能够提升碳纤维的表面活性,进而提升复合材料的弯曲强度、界面剪切强度,且提升效果优于市售常见环氧上浆剂,加工方便,有着广阔的市场应用前景。

基于常压蒸馏产物的掺稀介质优选实验评价

针对常规掺稀工艺存在的稀油缺口问题,本文提出了选择炼化工业中的常压蒸馏产物作为掺稀介质的思路。通过常顶、常一、常二的轻质油与塔河稠油的降黏效果评价实验以及掺混体系兼容性评价实验,认为常二轻质油可以作为掺稀介质。降黏实验结果表明,稀稠比为0.47∶1时,稠油黏度可降低到2000mPa·s。相溶性实验结果表明,常二轻质油作为掺稀介质,且稀稠比不超过2.5∶1时,掺混体系的兼容性和稳定性可以满足集输要求。

雅克拉采气厂耐温抗盐甜菜碱型泡排剂的研发

为解决雅克拉采气厂90%以上的气井出现井底积液,影响油气田开发和生产的问题,文章在优选起泡剂和助剂的基础上,利用现场取得的地层水进行泡沫性能评价实验,确定了6种优势复配比;通过矿化度和温度评价实验得到了一种最适用于雅克拉采气厂的耐温抗盐甜菜碱型泡排剂。结果表明,所合成的甜菜碱型泡排剂具有良好的表面活性,起泡及稳泡性能优异,热稳定性好,耐温可达120℃,抗矿化度可达2.1×10^(5)mg/L,为气田的后续高效开发提供了技术支撑。

塔里木盆地顺北油气田少井高产地质工程一体化做法与关键技术

塔里木盆地顺北油气田埋藏深度为7300~9000m,脆性地层破碎形成的缝洞型储层沿高陡走滑断裂带发育,断裂破碎带内部非均质性极强,且流体性质差异大。面对这类超深复杂的断控缝洞型油气藏,高效成井面临世界级挑战,单井费用高,效益开发难度大,没有现成的经验、技术可借鉴。顺北油气田以项目管理为抓手,建立了独有的“五有五提升”地质工程一体化管理模式,创新形成了“少井高产”七要素关键技术。近几年,少井高产地质工程一体化实现了质的飞跃,落实了4号、8号断裂带2个亿吨级资源阵地,新增石油探明储量为1.53×10^(8)t、天然气探明储量为1620×10^(8)m^(3),4号断裂带共部署井位20口,两年建成了130×10^(4)t油当量产能阵地。与2016年开发动用的1号断裂带相比,高产井成功率提升了35%、单井产能提升了316%、单井发现探明储量提升了55%,实现了高效勘探,效益开发,其经验对其他同类型油藏开发具有较好的借鉴意义。

空气驱油可燃气体爆炸安全风险分析

目的目前,安全问题仍然是限制空气驱大规模应用的主要原因,为此进行了针对其爆炸极限计算方法的研究。方法通过对6种可燃气体的单组分计算方法、单组分文献值与2种多组分计算方法进行组合,得到了14种计算组合,将其与国内某油田3口井的爆炸实测值进行比较,以判断哪种组合适应性最好。结果含碳原子单组分燃气计算法与多组分燃气计算中查图-理·查特里修正法组合得到的计算结果整体误差相对较小,更符合爆炸极限实测值。结论可为C_(1)~C_(3)轻烃体积分数达90%以上的井流物的爆炸极限理论计算方法的选择提供参考。

多级压缩机气阀寿命评估与极限含水量预测

针对目前油田天然气回注具有介质含水多、压力高且变化范围宽等特点,多级往复式压缩机容易产生水击破坏,如何预测极限含水量以有效防止水击是亟需解决的关键问题。采用计算流体力学方法,数值模拟并分析了多级压缩机注入湿气条件下各级气阀阀片的动力学特性,得到了不同天然气含水量的气阀阀片载荷分布。进一步结合nCode计算疲劳,预测了多级压缩机气阀服役寿命与极限含水量。JGC-4型压缩机模拟计算结果表明:随着进气含水量增大,压缩机排气压力提高,气缸内不断析出水滴,致使水击产生,且对高压级影响更为显著,压缩机整机进气含水体积分数上限为0.43%。研究结果可为多级往复式压缩机的应用提供技术支撑。

塔河油田主体区奥陶系表层岩溶带智能识别及缝洞发育规律

塔河油田主体区中—下奥陶统表层岩溶带中—小尺度岩溶缝洞是油气开发的重要接替对象,智能识别表层岩溶带、厘定其中缝洞的发育规律至关重要。综合利用三维地震数据、成像测井、常规测井、岩心和岩石薄片资料,建立了表层岩溶带底界面人工智能识别方法,描述了不同尺度表层岩溶缝洞结构的特征及样式,探讨了表层岩溶带发育的主控因素,总结了表层岩溶缝洞发育的地质模式,并指出了此类储集体的有利发育部位。研究结果表明:①自相似系数法和动态时序匹配法可实现表层岩溶带底界面的智能识别,克服人为主观因素的干扰。②塔河油田主体区奥陶系表层岩溶带的厚度为4.5~62.5 m,平均为24.0 m;表层岩溶带呈现了5种不同的岩溶缝洞结构样式,以高角度溶扩裂缝和裂缝为主,局部见洞隙和溶蚀孔洞。③基于"薄化释然性(Thin Likelihood)属性分析+50 Hz分频+绕射波分离成像"多属性融合方法可有效预测表层岩溶带的中—小尺度缝洞。④不同级次的岩溶古地貌、岩溶水系和断裂裂缝共同控制了表层岩溶带缝洞的发育;建立了三级岩溶地貌控制下的表层岩溶缝洞发育模式与沟谷-断裂裂缝耦合条件下的表层岩溶缝洞发育模式。⑤岩溶台原区岩溶残丘的缓坡、核部是表层岩溶带缝洞最为有利的发育部位,其次为断裂和裂缝局部发育的沟谷,这些部位具有较好的开发潜力。

塔河油田西北部奥陶系古水系结构特征及演化

塔里木盆地塔河油田西北部中下奥陶统发育深切的地表水系结构,对水系两侧岩溶缝洞的发育影响显著,因此,对水系结构的定量描述及其演化模式的研究至关重要。基于三维地震资料,通过地震属性提取技术,对古岩溶台面和古岩溶地表水系进行了识别。同时,对水系的平面和垂向形态学结构参数进行了量化表征,据此探讨了古岩溶地表水系的形成与演化模式,剖析了水系演化与古岩溶缝洞发育的关系。研究结果表明:(1)塔河油田西北部自东向西发育3个岩溶台面和一个深切曲峡型地表流域结构。该流域的主干水系南北向汇流、分支水系东西向汇流,呈不对称分布。(2)水系单河曲弯曲率均大于1.5,超过了定义蛇曲的弯曲率临界值,具有典型的蛇曲特征。东西向河曲带弯曲率为2.42,南北向河曲带弯曲率为1.78。(3)东西向水系形态以单一“V”字形为主,南北向水系具有复合“V”字形,水系下切深度可达100~200 m。自东向西3个岩溶台面中水系的下切深度逐渐加大,水系宽深比平均值分别为4.06、3.52、3.03。(4)研究区古岩溶地表水系经历了自由曲流和深切曲流2个阶段,分别反映了水系的侧向侵蚀和垂向侵蚀作用过程。其中,水系的垂向侵蚀是逐步发生的,与3个岩溶台面的逐级抬升相适应。(5)深切曲流是区域性的最低排泄基准面,控制了河流两侧大型岩溶暗河的发育。每个岩溶台面具备独立的水循环结构,岩溶台面的逐级抬升促进了水系的差异演化,进而控制了岩溶暗河的规模和类型的差异性。对研究区古水系结构及其演化的认识对于古岩溶缝洞储集空间发育特征与分布规律的研究提供了重要的参考依据。

某油管柱穿孔断裂的原因

通过对断裂油管进行断裂特征分析、材料性能分析和载荷分析,结合服役环境和运行情况,研究了该油管断裂的原因。结果表明,该油管中硫含量超标,其他元素含量、显微组织、力学性能等都符合标准要求。从断裂特征分析可知,断口表现为韧性断裂特征,无明显腐蚀。通过载荷计算可知,当断裂油管附近套管出现漏点时,环空和地层形成压差,油管在压差作用下与套管接触,在附加应力作用下油管上下移动,不断磨损,最终穿孔断裂。

SiO_(2)微纳颗粒对凝胶堵剂耐温性能提升的研究

聚丙烯酰胺(PAM)体系水凝胶是采油中常用的堵水调剖试剂,无机微纳颗粒的引入常用于提升PAM体系水凝胶的机械性能,但其引入对凝胶耐温性能的影响则鲜有讨论。为了探索无机微纳颗粒粒径对凝胶堵剂耐温性能的影响,引入5种粒径分别为15 nm、30 nm、100 nm、1μm、10μm的SiO_(2)微纳颗粒并研究其对PAM凝胶高温老化前后的弹性模量、黏性模量和拉伸强度等性质的影响。结果表明,随着SiO_(2)粒径的减小,凝胶耐温性能呈先增加后减小的趋势;SiO_(2)颗粒粒径为30 nm时,凝胶的强度和耐温性能最好;与不含SiO_(2)颗粒的凝胶相比,高温老化前含粒径30 nm SiO_(2)颗粒的凝胶的储能模量高约2.1倍、拉伸强度高约4.6倍、同等应变下压缩所需应力更高;高温老化后含粒径30 nm SiO_(2)颗粒的凝胶储能模量高约1.9倍、拉伸强度高约3.3倍、同等应变下压缩所需应力更高。SEM扫描电镜结果表明,SiO_(2)颗粒粒径减小、比表面积增大,单位体积凝胶中微纳颗粒表面羟基与PAM中酰胺基形成的氢键链接越多,因此强度越高,耐温性随之提升;但粒径过小时颗粒分散性差,易于团聚,会使得上述效应减弱,因此凝胶机械强度和耐温性能下降。

P110油管应力腐蚀开裂失效的原因

顺北油气田某110级油管发生开裂,通过分析开裂油管的服役环境、裂纹形貌、化学成分和力学性能等,并与同工况下未开裂油管进行对比,分析了此油管的开裂原因。结果表明:裂纹由外表面向内表面扩展,呈现树枝状分叉和不连续特征,是典型的硫化氢应力腐蚀开裂形貌;开裂油管对于抗硫化氢应力腐蚀开裂比较敏感,与未开裂油管相比,开裂油管组织为回火屈氏体,晶界比例高,位错密度大,材料硬度和强度较高易引起应力腐蚀开裂。油管在调质处理时,应尽量提高回火温度,降低材料的硬度和强度,以提高材料抗应力腐蚀开裂的能力。