纳米SiO2防气窜乳液制备及分散稳定性研究

针对高温高压超深油气井防气窜固井技术难题,以纳米SiO2作为原材料制备的防气窜乳液具有良好的抗温性和防气窜效果,但超细纳米材料颗粒表面存在非常多的硅羟基,极易团聚在一起,乳液里的固相材料会沉淀、结块,造成产品失效。本文以搅拌分散为实验手段,研制了纳米SiO2防气窜乳液,通过Zeta电位、表观黏度、粒径分析、稳定性分析等表征方法,研究了影响乳液分散稳定性的化学因素。结果表明:纳米SiO2乳液的pH值应在11~12,颗粒间的静电斥力强,乳液的平均粒径小、表观黏度低,分散效果好;电解质存在压缩双电层效应,可大幅度降低纳米颗粒间的静电斥力,制备纳米SiO2防窜乳液应避免引入电解质;电位阻型分散剂SCNF加量达到5%时就接近饱和吸附量,当分散剂加量过大后,只能对外相水产生增黏作用;加入稳定剂增加了纳米SiO2颗粒的布朗运动阻力,可以大幅度提高纳米SiO2防窜乳液的稳定性,所制得的乳液平均粒径小于200 nm,固含量可达45%,室温下可储存一年以上,底部无析水沉淀现象。     

超低渗岩石渗透率测试实验方法

室内岩心分析通常依据气测渗透率值与平均压力倒数之间的线性关系校正得到岩石的等效绝对渗透率.由气测渗透率实验研究发现:对于渗透率小于0.1×10<'-3>μm<'2>量级的超低渗岩石,气测渗透率值与平均压力倒数成非线性关系,校正得到的等效绝对渗透率值会偏小甚至为负值.产生这种现象的本质原因在于超低渗岩石孔道半径极小,壁面...     

元坝气田超深探井小尾管防气窜固井技术

元坝气田是我国最深的生物礁海相大气田,具有超深、高温、高压、高含硫等特点,开发的主要目的层为二叠系长兴组,随着勘探的深入,近年来如川深1井已探至更深的灯影组,井深达到了8 420 m,井身结构复杂、套管层次多。为解决最后一层小尾管固井时所面临的小井眼、窄间隙及“一超、三高”技术难题,开展了元坝气田超深探井小尾管固井技术研究。优选了抗高温胶乳和纳米硅乳液作为防气窜剂,配套防腐蚀剂,基于颗粒级配原理设计了高密度水泥浆,建立了防止水泥石高温下强度衰退技术和防酸性气体腐蚀技术,开发了抗高温增强型防气窜防腐蚀水泥浆体系,适应温度达180 ℃,密度1.88～2.25 g/cm3,SPN值＜1,水泥石180 ℃下48 h抗压强度大于14 MPa,弹性模量小于8 GPa,且长期强度不衰退,耐H₂S、CO₂腐蚀。在元坝7侧1井、川深1井?139.7 mm超深小尾管固井进行了应用,固井质量优良率100%,并应用到元坝204-1H井、河嘉202H井、川深1井等3口井的?193.7 mm生产套(尾)管固井,固井质量综合评定优良率67%。研究与应用结果表明,高温高压防气窜防腐蚀固井技术可以有效解决元坝地区超深探井及类似高酸性气田固井技术难题。     

特低渗透油藏天然气非混相驱实验

利用单层和双层物理模型,开展了特低渗透油藏注天然气开采模拟实验。单层模型实验结果表明,特低渗透油藏天然气驱同水驱相比不仅可以提高驱油效率,还能提高微观波及效率;天然气驱采收率比水驱采收率高4.50%,水驱后注天然气的开采效果更好,可提高采收率幅度达12.50%;未见气与低气液比阶段内油井的产能高,是主要生产期。双层非均质模型实验结果表明,由于油藏内实际的层间渗透率级差比实验室内测定的级差大得多,同一套开发层系内低渗透层不具备吸气能力,气体完全进入高渗透层,高渗透层的开发效果非常好;天然气在高渗透层中形成窜流后,剩余油主要分布于低渗透层中,需要用凝胶体系对高渗透层进行封堵;封堵后,低渗透层的吸气能力非常强,能被充分开发利用,双层非均质模型的采收率由30.85%提高到55.91%。     

特低渗透油藏水驱后氮气驱油实验

利用物理模拟实验,开展了特低渗透油藏水驱后氮气驱油的效果及特征研究.结果表明:氮气驱可在水驱波及区内提高原油采收率3.4％左右,见气前与低气液比阶段是油井的主要采油期,后续注气压力梯度为注水压力梯度的1/4 ～ 1/3;多个油层合注合采时,氮气驱波及程度低,低渗透层不具备吸气能力,气体完全进入高渗透层;气窜在高渗透层形成后,剩余油主要分布于低渗透层.选用SCT-1复合凝胶体系对已形成气窜的高渗透层进行封堵,调节高渗透层与低渗透层的吸气能力,封堵后的高渗透层吸气能力变弱,低渗透层剩余油被有效开发.注气封堵结合可有效抑制气窜,提高氮气驱波及程度.     

底水油藏水平井堵剂注入准数及注入选择性研究

设计了底水油藏水平井堵剂注入选择性模型,研究了储层非均质性、水平井井眼轨迹和堵剂注入速度对注入选择性的影响,为底水油藏水平井堵水注入选择性现场工艺提供了实验依据。建立了底水油藏水平井堵剂注入准数,用以判别水平井注入堵剂进入部位,实验结果表明底水油藏水平井堵剂注入准数有较好的判别准确性。利用底水油藏水平井堵剂注入准数分析了储层非均质性和水平井井眼轨迹综合影响时,储层各段分流率与注入速度关系。水平井注入堵剂时,应适当减小注入速度,以保证注入的堵剂尽可能多地进入出水通道。     

三维石墨烯-吡咯气凝胶/环氧树脂复合材料的制备及其性能EI北大核心CSCD

通过三步法及真空辅助浸渍的方法制备了石墨烯-吡咯气凝胶/环氧树脂复合材料,该复合材料质轻并且内部的多孔石墨烯-吡咯气凝胶具有较为均一的三维结构,在与环氧树脂复合之后,这种三维结构也能很好地保留。石墨烯的三维网络为电子传导提供了快速通道,使材料的导电性能显著提高,仅有0.23%(质量分数)填料含量的石墨烯-吡咯气凝胶/环氧树脂复合材料(1G-1%P,1300℃)的电导率可以达到67.1 S/m。石墨烯-吡咯气凝胶/环氧树脂复合材料(1G-1%P,1300℃)的电磁屏蔽性能在8~12 GHz可以达到33 dB,更重要的是石墨烯-吡咯气凝胶骨架还起到了增强环氧树脂基体力学性能的作用,弯曲强度和弯曲模量与环氧树脂基体相比分别提高了60.93%和25.98%(10G-5%P,180℃),石墨烯-吡咯气凝胶的三维结构可以有效地改善材料整体的电磁屏蔽性能以及力学性能。     

新型油井水泥缓凝剂的研制

针对大温差长裸眼固井施工中,高温高压下缓凝剂加量敏感或者失效,水泥浆稠化时间缩短或不规律;施工结束后,长封固段顶部强度缓凝会导致气窜和密封完整性失效的现状。通过正交实验优化实验方案,合成耐高温有机缓凝剂,再采取有机-无机杂化的方式匹配适合的无机增强材料,利用无机和有机杂化的方法,设计层状结构,使有机材料能插层或者键合到无机材料表面。在油井水泥浆经历的低温-高温-低温过程中,随无机材料层间距的变化,低温时无机材料起增强主导作用,高温时有机材料起缓凝主导作用。优选了层状石墨烯类和双电子层水滑石类2种无机增强材料,根据无机材料本身的特点研制2种新型油井水泥缓凝剂,其中层状石墨烯类缓凝剂适应性强,耐温能力达150 ℃,110 ℃大温差条件下72 h强度大于7 MPa;双电子层水滑石类缓凝剂耐温能力也达150 ℃,加入该类缓凝剂的水泥浆流变性能易于调节,水化初期强度发展较快,但后期增强能力不如层状石墨烯类缓凝剂。上述缓凝剂室内制备工艺简单,原料易得,具有广阔的推广应用前景。      

雅达油田高含硫小井眼尾管固井技术

针对伊朗雅达油田Fahliyan油层尾管固井技术难点,优选出防腐防窜胶乳水泥浆体系。室内测试分析表明:该体系防窜能力强,模拟实验过程中气窜量为0;在室内模拟的H2S强腐蚀条件下,仍能保持致密的微观结构,水泥石强度下降幅度为11.46%,水泥石渗透率增加程度为18.82%;同常规水泥浆体系相比,养护24 h的单位面积抗冲击功可提高74%,养护48 h的单位面积抗冲击功可提高79%。为提高洗井质量和水泥浆顶替效率,率先将旋转尾管固井技术应用于ф114.3 mm尾管固井中。同时,采用先导浆工艺和提高套管居中度技术,达到提高顶替效率的目的。上述措施的实施,为解决伊朗雅达油田高含硫小井眼尾管固井难题做出有益的尝试,取得了较好的现场应用效果。     

水驱后特低渗透油藏氮气驱驱油特性分析

特低渗透油藏水驱采收率低,注入压力高,而氮气在特低渗油藏具有良好的注入性。本文在特低渗透岩心水驱后分别进行了常规的注氮气、水驱后水气交替、水驱后脉冲注氮气驱替实验。实验结果表明:特低渗储层微观非均质性导致气体在大孔道易形成窜流,水驱后常规注氮气提高采收率的效果有限。水气交替通过多轮次的注入使油藏中不同相态流体的分散程度提高,在优势流动通道中形成毛管阻力,促使后续注入气体进入局部致密区,可有效提高采收率16.37%;脉冲注气通过周期性注气方式,在局部高渗区和局部低渗区间形成压力扰动与交互渗流,使流体在地层中不断地重新分布,从而启动油层低渗区原油,提高采收率15.94%。此外,脉冲注气的注气压力比较低,与水气交替开采方式比较注入性提高。图6表1参12