形状记忆聚合物在石油工程中的应用前景

形状记忆聚合物（SMP）是国内外广泛关注的新材料之一,近几年开始开展在石油工程中的应用研究。在分析形状记忆聚合物记忆效应机理和在石油工程中应用优势的基础上,介绍了国外形状记忆聚合物在石油工程中的研究与应用现状,提出了其在智能堵漏钻井液、可膨胀水泥、智能膨胀支撑剂、重复压裂转向剂和防砂筛管中的应用前景,指出了在石油工程中应用的关键技术,包括形状记忆物理机理、特定结构设计、井下力学演变规律及预测和形状记忆聚合物体系性能参数优化。建议围绕以上关键技术涉及的基础理论、工艺技术进行研究,通过现场试验,尽快将形状记忆聚合物应用于石油工程,以提高油气勘探开发效益,降低作业成本。      

苏里格致密砂岩压裂中转向剂用量与转向角的关系

绒囊转向剂通过改变岩石强度控制裂缝走向,已在现场应用获得印证,但是缺乏裂缝转向理论研究。转向剂强度与转向角的关系是转向裂缝准确地延伸至预定位置的关键之一。室内进行转向剂封堵实验和岩石三轴实验,用囊层剂+1.5%绒毛剂+0.3%成核剂+0.5%成膜剂配制绒囊转向剂,测得注入量为4、8、10、12 mL时,封堵后承压达到10.15、12.37、16.52、25.14 MPa;绒囊转向剂封堵直径75 mm致密砂岩岩心人造裂缝,通过三轴试验机测得封堵前后岩心径向应力应变曲线拐点从0.004 8 mm/mm升至0.012 7 mm/mm,轴向曲线拐点从0.014 3 mm/mm升至0.018 6 mm/mm,说明岩心强度提高。测得转向角增量分别为24.9°、23.2°、37.5°和55.9°。根据4组岩心封堵后弹性模量19.55、16.65、19.61、19.77 GPa和泊松比0.36、0.30、0.46、0.38,选择影响转向角度的参数为弹性模量和泊松比,用最小二乘法方法拟合参数与裂缝转向角度之间的数学关系,得到弹性模量与泊松比商的自然对数与转向角度呈线性关系,进而得到注入量与转向角的函数关系。结果表明,绒囊流体的注入量可以控制转向角度,进而实现转向裂缝准确延伸至目的层位。      

热响应复合凝胶转向剂的合成及性能研究

为提高无机凝胶的强度、避免在无机凝胶中加入聚合物后出现沉淀和析出的现象,采用低成本聚合硫酸铝铁、尿素、丙烯酰胺、引发剂过硫酸铵及交联剂N,N-亚甲基双丙烯酰胺合成了热响应复合凝胶转向剂,利用红外光谱、扫描电镜对其微观结构进行了表征,研究了复合凝胶转向剂的耐温性和耐冲刷性。研究结果表明,热响应复合凝胶转向剂适宜的合成条件为(以质量分数计):2.0%数3.0%丙烯酰胺、1.5%数2.5%聚合硫酸铝铁、0.4%数0.8%尿素、0.03%数0.05%过硫酸铵、0.02%数0.04%N,N-亚甲基双丙烯酰胺,成胶温度50数90℃。该转向剂成胶时间可控(5数36 h),凝胶强度大(3×10~4m Pa·s),克服了普通无机凝胶成胶快的缺陷;同时该转向剂具有良好的注入性及深部运移性能,成胶前溶液的表观黏度10 m Pa·s,可以实现大剂量注入并深部放置;复合凝胶的热稳定性良好,在90℃下老化120 d后的黏度保留率为87.4%;复合凝胶的封堵与耐冲刷能力好于普通无机凝胶及有机凝胶,其对岩心的封堵率大于98%,满足现场调驱施工的要求。     

安塞油田中高含水期油井重复压裂技术研究与应用

从2000年以来,以缝内转向压裂工艺为主的重复压裂技术已经成为安塞油田油井重复改造的主要措施,其有效率达94.3%,平均单井日增油达1.4 t以上,取得了较好的增产效果。近两年来,安塞油田部分油井进入了中高含水期开发阶段,通过对油井储层物性、见水特征、初期改造参数、剩余油分布及选井选层、压裂液选择和施工参数优化等方面进行研究,确定了适合安塞油田中高含水期油井重复压裂的工艺技术。通过12口井的现场应用,取得了明显的"控水增油"效果。     

转向剂形成遮挡层压降的数值计算模型及其应用

利用转向剂控制水力压裂裂缝高度已在现场实施中取得显著效果,而目前国内外对该技术的研究主要是现场应用效果评价、基本原理的定性描述及室内实验研究,因此有必要对转向剂形成人工应力遮挡作用的效果进行数值计算。根据料浆沉降原理,建立了转向剂的沉降-成层数学模型;根据流体流动的连续性方程、达西定律并结合转向剂沉降-成层数学模型,提出了遮挡层压降的数学表达式。用数学表达式并结合试验可定量确定转向剂形成人工遮挡层的效果。实际应用表明,该计算方法可以进一步用于压裂设计,保证工艺的可靠实施。     

体膨型预交联调驱剂TY—101在港西18—6—1井的应用

本文简述了国内调剖堵水剂及技术概况,阐述了体膨型预交联调驱剂TY－101的性能指标和特点、调驱机理以及在大港油田西18－6－1注水井的应用状况,总结了体膨型预交联调驱剂及技术的现场应用效果,指出了体膨型预交联调驱剂及技术的现场应用效果,指出了体膨型预交联调驱剂及技术的广泛应用前景。     

柔性转向剂作用机理及其先导试验

柔性转向剂是以舍芒体为原料合成的新型聚合体,其原理是利用柔性转向剂弹性变形特征,在多孔介质中变形运移到地层深部封堵大孔道产生液流转向能力.该技术采用变径细钢管和激光雕刻有机玻璃模型研究了柔性转向剂颗粒在大孔道的运移及封堵特性.吉林油田G2-1井的先导试验结果表明,G2-1井施工后吸水剖面得到一定改善,对应连通油井产油量增加,舍水量有所下降,取得了预期效果.     

水溶性转向剂在注水井多裂缝压裂工艺中的应用

本文对水溶性转向剂用于注水井多裂缝压裂工艺进行了研究,现场试验表明该工艺技术的增注效果是显著的。     

复合吸水颗粒深部液流转向剂注入性研究

由于吸水网络与控制网络的互穿结构,复合吸水材料颗粒具有吸水膨胀速度可控、吸水后强度高的特点.通过填砂管模型、变径管模型研究了复合吸水颗粒深部液流转向剂的注入特性、吸水后在孔喉中的运移情况.实验结果表明:在粒径小于孔喉尺寸的前提下,未吸水膨胀前颗粒可以顺利注入;吸水后即使颗粒直径大于孔喉直径也可以通过拉伸变形顺利通过,通过后立即恢复原状.注入过程中填砂管渗透率降低,颗粒膨胀后渗透率进一步降低,颗粒膨胀后在驱替压力足够大的情况下依然可以在填砂管微孔中运移.     

海上油田聚合物驱深部液流转向增效技术

为进一步提升聚合物驱效果,针对渤海典型油田条件提出了聚合物驱深部液流转向增效技术,研究了该技术的核心材料深部液流转向剂的应用性能.实验结果表明,深部液流转向剂具有较好的注入性、较强的选择性封堵能力和的耐冲刷性能,能够运移到油藏深部,实现深部液流转向;同时可以增强聚合物驱效果,进一步提高原油采收率.