海上油田深部调剖组合方式实验优选

针对渤海油藏深部调剖实际需求,实验研究了Cr~(3+)聚合物弱凝胶(聚合物浓度为3 000 mg/L,交联剂浓度为2 000 mg/L)、强凝胶(聚合物浓度为4 000 mg/L,交联剂浓度为3 000 mg/L)和聚合物微球传输运移能力、封堵能力以及聚合物凝胶段塞尺寸和调剖剂不同组合方式的调剖效果。结果表明:聚合物强弱凝胶成胶时间接近,均为放置1.5 h后;聚合物凝胶初始黏度低,成胶后强度高,可避免进入中低渗透层,因此聚合物凝胶可以作为一级调剖段塞。聚合物微球封堵性能几乎不受剪切作用影响,当水化时间达到2 d时,微球粒径由8.45 μm水化膨胀至27.14 μm,在注入岩心过程中压力较低,运移距离较远,并且可在储层深部孔隙内缓膨,因此可选择聚合物微球作为二级调剖段塞。采取弱凝胶+强凝胶+聚合物微球的组合方式,采收率增幅最大(较水驱阶段可提高22.5个百分点),液流转向效果明显,推荐此组合方式进行海上油田深部调剖。     

超细纤维素与丙烯酰胺接枝共聚物在调剖堵水中的应用

通过室内实验得到超细纤维素丙烯酰胺接枝共聚物为调剖剂主剂的最佳配方为:2000 mg/L接枝共聚物C-PAM+1000 mg/L交联剂PF+20 mg/L控制剂氯化铵,考察了该调剖剂体系的抗盐性、耐温性及抗剪切性。实验结果表明,该调剖剂体系具有较好的抗盐性,在自来水中的初始黏度为30 m Pa·s,成胶后的凝胶强度为3.5×104m Pa·s,在矿化度100 g/L的模拟地层水中成胶后的凝胶强度为3×104m Pa·s。该调剖剂体系适用于60数80℃的中性油藏,形成凝胶的稳定期超过80 d。该调剖剂体系具有较强的抗剪切性,在经过高速剪切(剪切速率100 s-1)后,初始黏度保留率在60%以上,成胶后凝胶强度保留率在80%以上。综上,超细纤维素丙烯酰胺接枝共聚物C-PAM可应用于调剖堵水中。     

聚合物驱后多元调驱体系提高采收率研究

根据聚合物驱后提高采收率的需要,筛选了多元调驱体系的凝胶颗粒类型、交联剂最优浓度和洗油剂最优浓度,分别考察了单元注入体系(50 mg/L或100 mg/L交联剂、2000 mg/L阳离子凝胶微球,注入体积1 PV),二元注入体系(100 mg/L交联剂+2000 mg/L阳离子凝胶微球,注入体积1 PV)和三元注入体系(0.4 PV×2000mg/L阳离子凝胶微球+0.3 PV×100 mg/L交联剂+0.4 PV×2000 mg/L高效洗油剂)的调剖效果。实验结果表明:二元注入体系转水驱突破压力为3 MPa左右,而且压力整体波动范围和波动幅度都明显高出单元注入体系的,这说明二元注入体系调剖效果比单元注入体系的好;在水驱采收率39.65%、聚合物驱提高采收率18.38%的基础上,三元注入体系提高采收率22.82%;水驱和聚合物驱阶段注入压力较低,凝胶微球注入后压力迅速上升,交联剂的注入保持了压力,高效洗油剂驱使压力进一步上升,转后续水驱后压力下降并稳定在2 MPa左右;与二元注入体系相比,三元注入体系的后续水驱压力明显降低,这保证了在不影响调驱效果的同时还能降低后续水驱压力,因此多元注入体系具有更好的实际应用价值。图5表3参9     

复合交联聚合物弱凝胶体系的研制与性能评价

由于弱凝胶调驱体系抗剪切性能弱而限制了其在油藏中的应用,以共聚物丙烯酰胺/丙烯酸/N-乙烯基吡咯烷酮为主剂,加入甲醛–苯酚复合交联剂和高温稳定剂,制备了调驱性能较好的弱凝胶体系。考察了聚合物质量浓度、稳定剂质量浓度、交联剂/聚合物质量比、交联剂配制摩尔比、温度、pH值以及矿化度对成胶性能的影响。确定了弱凝胶体系的最佳使用条件:聚合物AM/AA/NVP质量浓度2 000 mg/L,交联剂/聚合物质量比2/1 000,交联剂(甲醛/苯酚)摩尔比4∶1,稳定剂(硫脲)质量浓度100 mg/L,pH值为7,温度60℃。室内调驱性能评价表明,该体系具有良好的抗剪切性能,黏度保留率达到91.38%,同时封堵率在99%以上,突破压力大于7 MPa,并且还具有一定的选择封堵能力,剖面改善率达到80%以上。     

耐温耐盐微凝胶JTY-Ⅱ的研制

针对胜利现河油田河11块油藏条件(温度≤110℃,地层水矿化度≤4.0×104mg/L,高钙镁),研制了聚合物水基微凝胶调驱剂JTY Ⅱ。所用聚合物为疏水化聚丙烯酰胺,交联剂为带碳环或杂环的有机物与带多配体含锆离子的无机物的复配物,用矿化度4.0×104mg/L、Ca2++Mg2+7.0×103mg/L的采出水配制成胶液。聚合物+交联剂质量浓度为500～2000mg/L的成胶液在95℃形成可流动凝胶,成胶时间随浓度增大而缩短。1000mg/L的成胶液95℃、6s-1下的粘度,60d时升至27.5mPa·s,增幅达400%,在110℃时仍能形成稳定微凝胶,其耐温性估计为125℃,耐矿化度超过1.5×105mg/L。成胶液和微凝胶受机械剪切后粘度保留率分别为90%和>75%。在95℃下在天然岩心中注入0.3PV500～1500mg/L成胶液,使采收率在水驱基础上提高12.04%～22.45%(1000mg/L聚合物溶液提高采收率12.64%),阻力系数和残余阻力系数均增大。岩心中形成的微凝胶耐冲刷,累计注水20PV时注水压力略有上升(0.190→0.215MPa)。该微凝胶可用于河11块油藏的调驱。表7参5。     

低渗透油藏凝胶堵水调剖技术研究和现场应用

针对高温低渗透油田,研制了耐温延迟交联的凝胶调剖剂DJ,考察了体系pH、地层水矿化度、剪切时间等对调剖剂性能的影响,确定了凝胶调剖剂DJ最佳配方:聚合物浓度1 500～3 000 mg/L,交联剂浓度600～1 500 mg/L。结果表明,该调剖剂DJ具有良好的耐温抗盐性,该调剖剂DJ适用于30 000 mg/L的高矿化度地层,具有选择性注入的特点,在90℃具有良好的封堵性和耐冲刷性,适用于高温低渗透油田。在胜利油田坨166块T166X63井应用取得较好的效果,对类似低渗透油藏的水井调剖具有推广意义。     

大港油田复杂断块高温高盐油藏深部调剖研究

针对大港南部油田复杂断块高温高盐油藏,开展了深部调剖所用交联剂和调剖体系的研究。合成出的有机交联剂和聚合物配成的调剖体系成胶时间和强度可控。调剖体系在80℃下的稳定性实验结果表明,体系成胶时间3~30天,随着交联剂和聚合物浓度的升高,成胶时间逐渐缩短,成胶后凝胶强度增强;在聚合物和交联剂浓度分别大于800、300 mg/L时,调剖体系形成的弱凝胶黏度较高。三管不同渗透率岩心并联实验表明,注入调剖剂候凝后进行后续聚合物驱或水驱,高渗透层液量降低,中、低渗透层液量升高。在南部高温高盐油藏开展了两个井组的先导性深部调剖试验,增油效果明显。     

二乙烯三胺酚醛树脂凝胶调剖体系研制及应用

水驱油藏进入中、高含水期后,通常需要开展调剖堵水作业来实现控水增油。调剖堵水所用的化学药剂体系性能对调剖堵水成功至关重要,文章针对常规调剖体系存在温度,矿化度的耐受能力弱、体系稳定性差、有效期短等不足,研制出一种新型的二乙烯三胺酚醛交联剂树脂凝胶调剖体系。该体系性能优异,成胶适用温度范围为60℃～120℃,可耐受钠离子浓度250 000 mg/L、钙离子5 000 mg/L及p H为5～10的地层环境。恒温箱中120 d后,70℃环境下凝胶黏度保留率约为98%以上,90℃～120℃环境下凝胶黏度保留率约为94. 7%以上。矿场试验结果表明,采用新型交联剂树脂凝胶调剖体系,井组日增油2. 0 t,累增油1 200 t,相比于常规酚醛树脂凝胶调剖体系具有更广阔的适用性和更大的经济价值。     

新型复合凝胶堵水调剖剂制备与评价

针对油藏渗透率高、高矿化度的问题,以植物胶改性聚合物为凝胶骨架,无机聚合物为主剂,交联剂、交联调控剂为助剂,复配制备了新型复合凝胶堵水调剖剂。正交实验结果表明:最优配方为无机聚合物浓度为8%、交联调控剂浓度为4%、植物胶改性聚合物浓度为0.3%、交联剂浓度为0.3%,按照最优配方制备的新型复合凝胶堵水调剖剂强度好,填砂管模拟实验表明复合凝胶封堵率达到97%以上。     

适于裂缝-孔隙型油藏的聚合物凝胶调堵剂试验研究

针对裂缝-孔隙型储层特性,用不同交联剂、聚合物配制出了新型聚合物凝胶调堵剂,对凝胶流变性?凝胶强度进行了室内考察,分析了温度、聚合物浓度、剪切速率、成胶时间、振荡频率等对调堵剂性能的影响。结果表明,聚合物浓度增加时,凝胶体系粘度增加,凝胶强度也增加;对部分成胶体系,体系粘度随温度升高而增加;剪切速率增加时,粘度降低。交联剂J3/HPAM-2配成的凝胶在10d时成胶强度大,3d内成胶强度不高,说明该体系可用于深部调剖堵水。     

HPAM／柠檬酸铝弱凝胶体系的研制与成胶机理探讨

针对岔河集油田油藏条件,研制出低毒性HPAM／柠檬酸铝弱凝胶调驱体系。考察了聚合物HPAM浓度、交联剂柠檬酸铝浓度及稳定剂浓度对弱凝胶体系成胶性能的影响。结果表明,在聚合物HPAM浓度1500mg／L,交联剂浓度50mg／L,缓凝剂浓度450mg／L,除氧剂浓度100mg／L,稳定剂浓度200mg／L最佳配方条件下,体系成胶时间在3—15d可调,强度在100～1500mPa·s。并对这类弱凝胶配方体系的成胶反应机理和延缓交联机理进行了探讨。     

复合交联聚合物调堵剂的研制

介绍了复合交联剂的交联机理，考察了聚合物水解聚丙烯酰胺（HPAM）浓度、单交联剂有机铬、复合交联剂有机铬与酚醛、温度等因素对凝胶体系的影响。结果表明，在聚合物HPAM浓度1500mg／L，采用复合交联剂，其中有机铬浓度50mg／L，酚醛浓度150mg／L，多羟基酚和除氧剂浓度均为100mg／L，温度45℃条件下，可配制出粘弹性好、强度高、粘度保持率达95％以上的复合交联聚合物调堵剂。该调堵剂可用于温度低于50℃的中低温油藏条件。     

有机铬弱凝胶深部调剖体系的研究及性能评价

针对长庆低渗油层吸水剖面不均匀、调剖刑难注入且易剪切失效等问题,在有机铬弱凝胶调剖剂中添加延缓剂,保证其长时间保持低黏状态,终凝后能高黏度封堵,同时评价了聚合物浓度、交联剂和延缓剂的质量分数、温度、pH值、矿化度对成胶性能的影响,并进行了凝胶体系的抗剪切性和室内岩心评价实验。研究表明：50℃下,有机铬弱凝胶的成胶时间在l～12 d可调,其适用于pH值为6～11、矿化度低于13 000 mg／L的低渗油层;有机铬凝胶体系初凝黏度低于300 mPa·s,注入压力小于8 MPa,剪切速率在2～75 s^-1 时凝胶稳定性良好,终凝后黏度高于500 mPa·s,与岩心有良好的配伍性,封堵率高于92% ,适合低渗油层深部调剖作业。     

裂缝型凝析气藏调剖剂成胶性能的影响因素

针对裂缝型凝析气藏调剖剂封堵强度不够、调剖深度有限的难点,通过试验找出了一种新型、性能更加稳定的弱凝胶调剖剂,该调剖体系形成的弱凝胶稳定性好。在对其成胶性能的研究后认为聚合物浓度、交联剂浓度、温度、pH值和矿化度是影响该调剖体系成胶性能的主要因素：聚合物浓度增加,体系成胶时间缩短,强度增强;交联剂浓度增加,成胶时间缩短,强度增加;随着温度升高,成胶时间缩短,强度增加,当温度高到一定值时,弱凝胶强度变弱;该调剖剂在中性至弱碱性环境下利于成胶;聚合物分子具有盐敏性,但矿化度较低时,矿化度对交联体系成胶时间和强度的影响并不大。     

大庆油区三元复合驱耐碱性调剖剂的研制与段塞组合优化

针对大庆油区三元复合驱区块中后期含水上升快,不同渗透率油层动用差异大,注入液无效循环的问题,开展了三元复合驱耐碱性调剖剂的研制。通过对交联剂种类及质量分数、聚合物质量浓度及相对分子质量和聚合物溶液熟化时间等的筛选,并结合正交试验,研制出了适用于三元复合驱深部调剖的调剖剂配方,该配方由相对分子质量为2 500×104且质量浓度为2 000 mg/L的聚合物、质量分数为0.15%的离子型交联剂YH-1、质量分数分别为0.1%和0.08%的有机交联剂THM-1和THM-2以及质量分数为0.2%的稳定剂、质量分数为0.1%的除氧剂组成,形成的调剖剂成胶时间为102 h,成胶粘度为3 510 m Pa·s,稳定时间大于60 d,抗盐性好,对三元复合体系界面张力影响不大。该调剖剂应用于三元复合驱调剖时,能够更好地发挥注入液驱替中、低渗透层的作用,比不应用调剖剂的三元复合驱提高采收率4%左右。数值模拟结果表明,在注入调剖剂前,加入0.01倍孔隙体积的前置聚合物段塞,能够使调剖剂保持更好的成胶性能,效果更好。     

萨南二类油层深度调剖配方筛选

根据室内物理模拟实验,通过对不同质量分数调剖体系黏度、封堵性能的测定,筛选出适合萨南二类油层的调剖体系配方。该配方由分子量大于2 500×10^4的聚合物与铬交联剂组成。在优选调剖剂基础上,进行注入时机、注入段塞的优化实验。实验结果表明,配制调剖体系时推荐1 200 mg/L聚合物＋40 mg/L铬交联剂。调剖剂最佳注入方式是前置调剖,段塞大小为0.05 PV。     

绿色交联可动凝胶在油田调剖堵水中的应用

通过室内实验,研制出了一种绿色交联可动凝胶,用于油藏调剖堵水。凝胶主剂为疏水缔合聚合物,浓度为3000mg/L;交联剂是铝离子与柠檬酸根络合而成的柠檬酸铝,络合反应中铝离子与柠檬酸根的最佳摩尔比为1.5:1,加量为140mg/L;缓凝剂为150mg/L的酒石酸钠;稳定剂为800mg/L的硫脲。该绿色交联可动凝胶强度3.12×104mPa·s,成胶时间36h,稳定时间可达160d;适合于中低温油藏调剖堵水,抗盐性较好。室内实验表明,绿色交联可动凝胶具有很强的封堵能力和剖面改善能力。     

氧和硫化物对聚合物及调剖体系性能的影响

研究污水中的硫物化和氧含量对聚合物黏度以及调剖体系性能的影响.结果表明:无硫化物条件下,老化温度为58℃时氧含量对聚合物长期热稳定性有影响,氧含量控制在0.5 mg/L以下,聚合物黏度保留率可以达到90％以上.无氧条件下,硫化物对聚合物黏度影响不大.氧和硫共存时,对聚合物溶液黏度影响较大,完全曝氧条件下,随着硫化物含量的升高,聚合物的黏度降低,当硫化物含量低于0.5 mg/L时,黏度保留率大于90％;当溶解氧含量小于0.5 mg/L时,硫化物含量小于0.5 mg/L对聚合物黏度影响较小.氧和硫化物共存时对调剖体系黏度影响较大,为了保证调剖效果和注入质量,现场配制水中的氧含量控制在0.5 mg/L以下,硫物化含量控制在0.5 mg/L以下.     

聚合物驱用复合离子调剖剂HN-3性能研究

为了抑制聚合物驱过程中聚合物的窜流,研制了一种用于河南油田聚合物驱技术的复合离子调剖剂HN-3(由400~800 mg/L复合离子聚合物ZN930和40~80 mg/L有机铬交联剂DT862组成),考察了ZN930与聚合物驱用聚合物的配伍性和成胶性差异,研究了ZN930浓度、DT862浓度和剪切等因素对成胶性能的影响,以及HN-3在多孔介质中的注入性和封堵性。结果表明,ZN930与聚合物驱单元用聚合物配伍性好,混合后油藏温度下(50℃)放置90 d未发生分层或沉淀,且老化后的黏度略高于混合初始黏度;同等聚合物浓度下成胶性能优于相当或略高相对分子质量的部分水解聚丙烯酰胺(HPAM);油藏条件下浓度为400~800 mg/L的ZN930和40~80 mg/L的DT862复配能形成性能良好的凝胶并在180 d以上不破胶,说明调剖剂成胶后具有良好的稳定性;随着注入速率的增加,交联体系初始黏度和成胶黏度均有不同程度的下降,且成胶时间有所延长;当注入速率达1200 m L/h时,剪切后的体系几乎不能成胶,故在现场应用中应尽量控制地面设备对交联体系的剪切。与相同浓度(1000 mg/L)的聚合物3630S、MO-4000、1285溶液相比,在相同注入速率下HN-3具有良好的注入性,且在多孔介质中封堵效率大于90%,成胶黏度40~1500 m Pa·s可控。     

高温油藏三元复合体系与有机调剖体系配伍性研究

对双河油田Ⅳ5-11层系(80℃)进行复合驱和调剖所用的三元复合体系和调剖体系的配伍性进行了研究。实验结果表明三元复合体系与有机交联调剖体系之间存在相互影响。三元复合体系中的"弱碱"对有机调剖体系的性能影响较大,碱浓度增加,交联体系黏度明显降低;交联剂浓度增加,混合体系黏度增加,三元体系的油水界面张力升高。2种体系以不同的方式接触时,实验结果差别很大。碱剂直接加入调剖体系时,对体系黏度影响最大,黏度保留率仅为12.8%;2种体系混配好后再接触时影响较大,黏度保留率为33.8%;调剖体系成胶后和三元体系接触时影响较小,黏度保留率为96.5%。岩心封堵实验结果表明,注三元复合体系后再注调剖剂,封堵效率小于注单一调剖剂。现场进行调剖时应注入聚合物隔离段塞或适当增大交联剂浓度,减少碱对交联体系的影响。