CO_2气驱油藏化学法封窜先导性试验研究

CO2气驱是强化采油的重点发展方向,而伴随出现的气窜封堵问题,目前国内外研究较少。华东分公司是国内较早开展CO2气驱试验的油田。在气驱开发过程中针对油藏气窜的实际情况,通过大量室内试验,研究评价了成胶时间可控(3~15天)、注入性、耐温抗盐性(90℃~110℃,抗盐能力可达30 000 mg/L以上)及封堵性能较好(封堵率大于95%)的聚合物冻胶与预交联体膨颗粒堵剂组合配方体系。结合试验区地质特点、动静态资料,优选草5井实施了化学法封窜施工,现场初步见到了一定的成效,为CO2气驱油藏的气窜封堵积累了宝贵的经验。     

裂缝性特低渗透油藏 CO2驱封窜技术研究

为了提高裂缝性特低渗透油藏CO_2驱开发效果,研发了一种将改性淀粉强凝胶和乙二胺联用的封窜技术。分别考察了改性淀粉凝胶体系(3%改性淀粉+3%丙烯酰胺+0.1%交联剂N,N-亚甲基双丙烯酰胺+0.05%引发剂过硫酸铵)、乙二胺体系(质量分数13%的乙二胺水溶液)及二者联用时在CO_2驱的不同裂缝性特低岩心的封堵效果,报道了改性淀粉强凝胶和乙二胺体系联用的应用效果。初始状态下,改性淀粉体系具有牛顿流体特征,可在大裂缝中均匀稳定推进,成胶后为强凝胶,黏度大于20×10~4mPa·s。乙二胺初始黏度与水接近,与CO_2反应后生成白色固体颗粒或淡黄色黏稠物。改性淀粉强凝胶可以较好地封堵开启的大裂缝,乙二胺体系可有效封堵闭合裂缝或基质窜流带。对于40目的填砂大裂缝,改性淀粉凝胶封堵前气体流量为10000 mL/min,封堵后降为760 mL/min,可提高采收率21.8%;对于闭合的微小裂缝,乙二胺封堵前的气窜速率为1950 mL/min,封堵后降为330 mL/min,可提高采收率18%。对气驱没有开发效果的裂缝性岩心,先注入淀粉体系封堵大尺度后再注入乙二胺封堵小裂缝或高渗层可提高采收率44%以上。矿场试验说明裂缝性特低渗油藏气窜后,改性淀粉堵剂和乙二胺联用封堵窜流通道可大幅度提高采收率。     

低渗透裂缝性油藏 CO2驱两级封窜驱油效果研究

为了解决低渗透裂缝性油藏实施CO_2驱油过程中发生的气体窜逸问题,提出了在用改性淀粉凝胶体系调堵裂缝的基础上继续用乙二胺封堵高渗通道的"改性淀粉凝胶+乙二胺"两级封窜驱油技术,即选择改性淀粉凝胶体系(4%改性淀粉+4%丙烯酰胺+0.05%交联剂N,N-亚甲基双丙烯酰胺+0.18%成胶控制剂叔丁基邻苯二酚)和乙二胺分别作为裂缝、基质中高渗通道的封堵剂。分别考察了改性淀粉凝胶体系对岩心裂缝、乙二胺对基质中高渗通道的封堵、驱油效果,研究了"改性淀粉凝胶+乙二胺"两级封窜驱油作用。结果表明,45℃下,单独使用改性淀粉凝胶可对渗透率0.65×10~(-3)μm~2岩心的填砂裂缝进行有效封堵,封堵后CO_2气驱时岩心进出口压差基本恒定,凝胶具有良好的封堵强度,气体流速降低81%,采出程度提高25%;单独使用加入乙醇保护段塞的乙二胺体系可对渗透率1.37×10~(-3)μm~2的岩心的相对高渗带形成封堵,气体流速降低85%,采出程度提高5.3%,但是不加乙醇保护段塞的乙二胺很难注入低渗岩心;渗透率4.5×10~(-3)μm~2填砂裂缝岩心在用改性淀粉凝胶体系封堵裂缝的基础上继续用乙二胺封堵高渗通道,注入压力分别高达3.5 MPa和5.6 MPa,注入改性淀粉凝胶后再注入乙二胺后岩心采出程度分别提高29.2%和23.3%,两级封窜驱油效果明显。     

榆树林油田CO2驱采油配套工艺

榆树林油田储层物性致密,注水开发过程中渗流阻力大、注水压力高、驱油效果差,而黏度低、易流动的CO2在低渗透油田开发中具有独特优势,可大幅度地提高采收率.采用可钻式封隔器注入管柱,能满足CO2驱承压高、耐腐蚀和气密封的需要.针对油层非均质及小裂缝气窜,采取泡沫封窜技术是防止CO2早期突破的有效方法.建议对裂缝性气窜封堵采用凝胶封窜体系.     

改善低渗油藏二氧化碳气驱油效果的耐温泡沫凝胶体系的构建

二氧化碳气驱对低渗油藏的开发与利用具有明显的优势,但是在驱油过程中极易产生气窜,造成二氧化碳过早突破含油带。为了抑制气窜,提升气驱效果,在聚丙烯酰胺溶液中加入起泡剂和交联剂等,制得泡沫凝胶封堵体系。通过测定凝胶强度、黏度、泡沫体积、泡沫半衰期等评价了其耐温性能,借助光学显微镜和扫描电镜分析其耐温机理,并通过人造低渗裂缝型岩心评价其封堵性能。结果表明,在100℃、矿化度10 g/L的条件下,配方为0.3%聚丙烯酰胺、0.245%酚类交联剂、0.0348%醛类助交联剂、3%稳泡剂黄原胶、0.075%起泡剂非离子表面活性剂和0.4%除氧剂硫脲的泡沫凝胶的稳定性较好,半衰期可达10 d。泡沫凝胶的微观形貌表明,液膜中的聚合物在高温下发生聚合反应形成凝胶相,网状凝胶液膜结构使得泡沫凝胶具有优异的耐温性能。泡沫凝胶可在低渗裂缝型岩心形成强度较高的封堵,在开度为0.1 mm的人造低渗裂缝型岩心中形成封堵后的气驱突破压力达到1020 kPa,具有封堵气窜通道,控制气窜的能力。图18表4参31     

改性淀粉凝胶体系控制CO2窜逸技术研究

针对CO₂驱油过程中发生的窜逸问题,进行改性淀粉凝胶体系控制气窜技术研究。通过非正交实验,对改性淀粉凝胶体系进行了优化：4.00%淀粉+4.00%丙烯酰胺单体+0.05%交联剂+0.18%成胶控制剂。考察在一定注入条件下,该体系在闭合裂缝和填砂裂缝中的注入性以及在渗透率级差组合岩心中的选择封堵性能。研究表明：改性淀粉凝胶进入闭合裂缝和填砂裂缝岩心的平均深度为岩心长度的52%和55%,一次气驱基础上平均提高采出程度为12.3和14.5个百分点。在渗透率级差为100和大于1000的并联岩心中注入堵剂后,综合采出程度分别提高了21.5和19.0个百分点。气窜被控制后,可有效启动裂缝以外或岩心低渗部分基质中的剩余油。改性淀粉凝胶体系成交时间可控,注入性能良好,封堵强度合适,具备矿场实施的可行性。     

CO2气驱封窜用改性凝胶体系的研制与室内评价

开发了一种CO2气驱封窜用改性凝胶封窜剂。凝胶稳定性试验表明,二价阳离子浓度以及酸碱度对该改性凝胶封窜剂的稳定性有明显影响,随着Mg2+或Ca2+浓度的增加,凝胶强度呈先上升后下降的趋势,改性凝胶体系中Mg2+的适宜浓度在0～1500mg/L,Ca2+适宜浓度在0～1000mg/L。适宜pH值范围5～9。单岩心与并联岩心封堵试验均表明,选择的改性凝胶体系在渗透性高的岩心有良好的注入性,而在低渗岩心注入性很差,即可以减少改性凝胶在低渗岩心的注入量,从而选择性地封堵高渗岩心。在并联岩心CO2驱封窜试验过程中,气驱压力0.15MPa与模拟温度65℃条件下,低渗岩心先有流体流出,而高渗岩心则在注气压力升到0.2MPa后才有流体流出,说明改性凝胶体系进入高渗岩心后,在65℃温度下可以成胶,并能有效地封堵高渗岩心,使后续CO2驱时气体转向进入低渗岩心,从而驱出低渗岩心中的原油。并联岩心在改性凝胶封堵后再进行CO2驱时,低渗岩心能提高采收率4.8%,高渗岩心提高采收率为5.4%。     

低渗透裂缝性油藏两级封窜扩大波及体积技术

为降低低渗透油藏CO_2驱油过程中窜逸现象的发生,选取低渗二维饼状岩心,用压裂设备逐渐加压对岩心造裂缝,采用反五点法模拟超前注水后低渗透油藏的开发,进行改性淀粉凝胶封堵裂缝后水驱、乙二胺封堵气窜通道后CO_2驱两级封窜实验。结果表明,改性淀粉凝胶可有效封堵地层中的裂缝,水驱及改性淀粉凝胶一级封窜裂缝后的采收率为23.4%;一次CO_2驱期间出现气窜,但气窜阶段仍是提高采收率的重要阶段,一次CO_2驱的采收率为21.3%;乙二胺可有效封堵低渗层气窜通道,扩大CO_2波及体积,乙二胺二级封窜后CO_2驱采收率为15.0%。在反五点法岩心物理模拟实验中,水驱及水驱后改性淀粉凝胶一级封窜地层中裂缝+CO_2非混相驱后乙二胺二级封窜气窜通道的采收率为59.6%,增油效果明显。图5表4参26     

低渗透裂缝性油藏调剖物理模型研制及实验评价

为提高低渗透裂缝性油藏调剖剂评价物理模型的模拟程度,设计了一种裂缝宽度可调、基质和裂缝流量可分别计量的低渗透裂缝性油藏调剖物理模型。利用该模型开展了弱凝胶、预交联凝胶颗粒以及预交联凝胶颗粒-弱凝胶复合调剖体系对裂缝封堵能力评价实验以及复合调剖体系提高低渗透裂缝性岩心采收率驱油实验。研究结果表明,三种体系在裂缝中的封堵能力均随裂缝宽度的增加而减小,当裂缝宽度大于0.69 mm后,弱凝胶和预交联凝胶颗粒对裂缝基本不起有效封堵作用;随预交联凝胶颗粒浓度的降低,注入压力显著增加时对应的注入量增加、注入时间延长,最佳注入浓度为1000 mg/L;相同裂缝宽度下,复合调剖体系最高封堵压力值高于弱凝胶和预交联凝胶颗粒,且所需预交联凝胶颗粒的量相对较少。当复合调剖体系将裂缝完全封堵后,低渗透裂缝岩心的采收率由5.33%提高至45.58%,提高采收率的效果明显。     

致密油藏压裂井气驱暂堵调剖剂研制与评价

玛湖高温致密油藏开发过程中气窜现象严重，聚合物凝胶封堵大裂缝可有效防止裂缝气窜，但同时也易封堵基质和微裂缝，造成采收率下降。为此，研制了一种耐温型暂堵调剖剂MHZD,并从成胶性能、微观形貌、注入性能、封堵能力等方面进行评价。结果表明：暂堵调剖剂配方为0.6%耐高温型阳离子聚丙烯酰胺+0.3%铬离子交联剂，该封堵体系在90℃高温下可以稳定成胶，成胶时间为38 h,凝胶强度为H级，凝胶稳定7～10 d后可自动降解成黏度为5.63 mPa·s的水溶液；注入暂堵剂后，岩心阻力系数小于30.000,最大突破压力梯度大于30.000 MPa/m,封堵率和解堵率均大于90%,暂堵剂可有效封堵大孔隙，动用小孔隙中的剩余油。该研究对于玛湖致密油藏压裂井封窜和提高采收率具有重要的支撑作用。