耐高温FRK-VES清洁压裂液性能评价

针对国内外清洁压裂液耐温性能较差的问题,开发出一种新型的两性离子表面活性剂压裂液体系。该清洁压裂液体系优化配方为4.0%FRK-VES＋0.30%稀盐酸＋4.0%KCl溶液＋1.0%苯甲酸钠。室内实验对FRK-VES压裂液体系性能进行了评价：耐温耐剪切性良好,120℃的表观黏度为83 mPa.s（170 1/s）,30℃连续剪切60 min的黏度为3167 mPa.s;携砂性能良好,摩阻较小,在常温下与原油和地层水混合可迅速破胶,破胶液黏度小于5 mPa.s,并且无残渣,破胶液界面张力为0.75 mN/m,表面张力为24.8 mN/m;该体系滤失系数为1.93×10-4m/min1/2,对渗透率为1μm2和0.2μm2储层的渗透率伤害率分别为19.56%、25.36%,适合不超过120℃的高温低渗砂岩的储层改造。该清洁压裂液在胜利油田、华北分公司现场施工,效果较好。图3表5参11     

常规冻胶在高温高盐环境中的变化及应用方法研究

分别用一种油田回注污水(矿化度1.07×105mg/L,其中Ca2 2.73×103mg/L,Mg2 331mg/L)和一种清水(矿化度2.17×104mg/L,Ca2 565mg/L,Mg2 183mg/L)配制Cr3 HPAM和醛醛树脂 HPAM成胶溶液,密闭状态下在85℃放置90d,观测形成的冻胶形态变化并测定冻胶强度。这些冻胶在高温高盐环境中20～30d开始脱水,60～75d停止脱水,强度逐渐降低,但酚醛冻胶特别是清水酚醛冻胶脱水量小,强度下降幅度也小。在具纵向高渗透条带的人造岩心上,用回注污水驱油后直接或在清水前置段塞(0.2PV)之后注入0.2PV冻胶,用污水驱替,测定采收率,对于两种冻胶,采用清水前置液 清水冻胶方式时采收率都最高,其中酚醛冻胶调剖的采收率又高于铬冻胶调剖。在采用清水前置液 清水酚醛冻胶方式调剖之后,注入0.1PV3000mg/L表面活性剂A6溶液,采收率提高7%。冻胶强度用自制的筛网式测量装置GSD 100测定,介绍了装置的结构。图7表2参8。     

双河油田聚合物驱后深部调剖技术研究

聚合物驱后深部调剖技术弥补了聚合物溶液调剖作用有限的缺点,通过对地层充分调剖提高波及系数,最大限度提高地层的采收率.针对河南双河油田的情况,经研究发现：冻胶型深部调驱剂可根据需要配成不同成冻时间和强度的体系,体系成冻时间1d～15d,突破真空度0.04～0.062 MPa,具有较强的封堵能力.可视化模型研究表明,按照先弱后强的顺序注入组合调剖剂有利于提高采收率.采收率流动实验证明,调剖剂注入时机越早越有利于提高采收率.     

CO2响应型清洁压裂液性能及其转变机理分析*

为改善水力压裂返排液对储层的伤害和环境的污染,以硬脂酸与N,N-二甲氨基丙胺为原料、氟化钠为催 化剂,通过双分子亲核取代反应制备了具有CO₂响应的表面活性剂（EA）。将其与反离子水杨酸钠复配制备具有 CO₂响应增黏的水溶液体系,可作为清洁压裂液体系实现循环利用。利用流变仪研究了EA水溶液及其与反离 子复配体系的CO₂响应性和循环可逆性,利用电子显微镜和分子动力学模拟从介观和微观层面揭示其响应及可逆 转变机理。结果表明,EA水溶液及复配体系均具有良好的CO₂和pH响应增黏特性,通入N₂或高温可实现体系降 黏。该溶液体系的CO₂响应增黏率高、响应速度快、黏弹性模量高,可以实现多次可逆转变。分子动力学模拟及冷 冻电镜揭示了溶液体系中蠕虫状聚集体的形成及转变机理,为实现清洁压裂液循环利用提供理论基础。     

弹性冻胶分散体与孔喉匹配规律及深部调控机理

弹性颗粒型调驱剂与油藏孔喉匹配规律研究的缺乏是造成现场弹性颗粒调驱施工盲目性大、措施成功率低的主要原因。针对这一技术问题,通过室内物理模拟实验,以弹性冻胶分散体在岩心中的注入性及调控能力为指标,研究了不同匹配系数条件下弹性冻胶分散体（DPG）颗粒与油藏孔喉的匹配规律,并提出了冻胶分散体颗粒在岩心孔喉中的匹配及深部调控机理,为其在油田的实际应用奠定了基础。实验研究表明：冻胶分散体颗粒呈较规则的圆球状且粒径分布均匀集中;当匹配系数优选为0.20~0.31时,冻胶分散体颗粒在岩心中兼具良好的注入性能和调控能力;通过多点测压和扫描电镜实验观察到,在优选的匹配系数范围内,冻胶分散体颗粒在岩心的前端、中端、末端均有堆积,且长岩心各区间封堵率均可达到80%以上,证明了冻胶分散体颗粒能够在多孔介质中实现深部运移,并且在多孔介质深部实现有效调控;根据压差梯度分析得到匹配规律及深部调控机理：当匹配系数较大时,冻胶分散体颗粒在近井地带快速堆积,造成注入压差急剧升高,甚至堵塞、污染地层;当匹配系数较小时,冻胶分散体颗粒不能在大孔喉或优势通道中实现有效堆积,无法对大孔喉或优势通道实现有效调控;当匹配系数在优选范围内时,冻胶分散体兼具良好的深部运移能力及深部调控能力,可以实现地层深部液流转向,大幅度提高波及系数。     

海上油田耐温耐钙镁盐调驱体系研制

常规冻胶体系在钙镁离子含量较高的海上油田的稳定性较差。为了提高冻胶的耐钙镁盐能力, 制备了一种由耐温非离子聚合物 KF、 有机醛类交联剂 REL和有机酚类交联剂 MNE和稳定剂 WZ组成的耐温耐盐有机交联聚合物体系。利用成冻强度代码法和突破真空度法考察了聚合物质量分数、 交联剂质量分数、 稳定剂质量分数、 温度、 矿化度等因素对体系性能的影响。在此基础上优化出了 130℃条件下适于某油田的冻胶体系配方：0.3%～0.6%耐温聚合物 KF+0.3%～0.9%交联剂 REL+交联剂 0.3%～0.9%MNE+2%稳定剂 WZ, 该体系成胶时间4～50 h 可调, 成冻强度在 0.040～0.089 MPa 可调。配方为 0.6%聚合物 KF+0.6%交联剂 REL+0.6%交联剂MNE+2%稳定剂 WZ的成胶体系在高温 （130℃）、 高矿化度 （一价盐 2.0×105 mg/L或二价盐 8.0×103 mg/L） 条件下老化 30 d体积保留率大于 90%; 经不同程度的岩心剪切后放置在 130℃条件下老化 30 d未发生脱水现象, 且水驱10 PV封堵率仍保持 90%以上, 显示出较好的耐温抗盐性能和持续封堵能力。图6表5参10     

CO2和地层水对储层物性的影响研究进展

CO_2注入地层后溶解于地层水中形成碳酸,与地层岩石发生各种化学反应,分析反应对储层物性的影响及机理,对低渗、超低渗、致密油藏CO_2驱具有重要意义。通过梳理CO_2和地层水与岩石主要单矿物及复杂矿物的反应特征与机理,分析了碳酸作用后岩石的孔隙度、渗透率和润湿性等物性参数的变化及机理。CO_2和地层水与致密储层岩石矿物发生的物理化学作用会影响储层物性特征,对低渗、超低渗、致密油藏驱油效率的提高具有一定的参考价值。图11表1参42     

薄层底水油藏控水用冻胶泡沫的室内研究

薄层底水油藏确定油水界面位置困难,射孔完成法建立底水隔板存在技术限制,而冻胶泡沫兼具冻胶和泡沫的双重作用,选择性好、封堵能力强,控制该类油藏底水锥进问题具有优势。室内实验通过黏度法和改进的Ross-Miles方法对冻胶泡沫体系进行了优选,得到了体系的优化配方为:0.2%聚合物LA100+0.4%有机铬交联剂FH-7+0.25%表面活性剂SDS+N2。体系性能评价结果表明,随反应时间延长(0率24 h),体系黏度由11.6逐渐增至200.0 m Pa·s,泡沫综合值由2838.0增至11899.0 m L·min。随着冻胶逐渐成冻,冻胶泡沫稳定性逐渐增强。体系的注入压力高,阻力系数超过6.0。封堵能力强,封堵率超过93.8%;选择性优于冻胶,可智能识别高渗通道。玻璃填砂可视化物理模拟表明,在生产井的近井地带,冻胶泡沫优先进入水锥入侵通道和底水层,形成稳定的底水隔板,扩大底水波及体积,采收率增值为32.6%。     

阴阳离子微线团封堵能力实验研究

针对低渗油藏,阴阳离子微线团交替注入有很好的封堵能力。通过室内岩心驱替试验,研究了单一注入阴离子微线团,单一注入阳离子微线团,阴/阳离子微线团交替注入,阳/阴离子微线团交替注入的封堵性能。研究结果表明：单一注入微线团与不同顺序的微线团交替注入对封堵能力有着显著的影响。其中阳/阴离子微线团交替注入在中高渗条件下能够形成有效的封堵能力,起到增加高渗透层流动阻力的作用,两个轮次封堵率可达到87.72%,具有良好的封堵作用,并有较好的耐冲刷性能。室内试验研究表明,可提高原油采收率达28%。     

稠油冷采用冻胶分散体调驱体系的相互作用机制

目的 旨在有效解决稠油化学冷采过程中降黏剂窜流现象严重、油藏动用效率低的问题,支撑稠油绿色高效开发。方法 基于稠油冷采降黏剂高效降黏洗油与冻胶分散体调剖剂储层调控的协同效应,采用复配方式构建了稠油冷采用冻胶分散体调驱体系,测试其基本性能,并使用界面扩张流变仪以及流变仪,考查了体系的界面流变特性和剪切应力特性。结果 体系由质量分数为0.06%～0.12%的冻胶分散体和质量分数为0.05%～0.15%的降黏剂组成,为粒径均一的低黏流体,能够降低界面张力并乳化稠油,降黏率达到95%以上。体系中降黏剂在油水界面的吸附行为决定了体系的乳化降黏能力,降黏剂通过吸附在冻胶分散体的表面提高了体系的聚结稳定性,并考查了组分含量及油藏条件对以上过程的影响。结论 构建了一种兼具储层调控和高效降黏能力稠油冷采用冻胶分散体调驱体系,探明了体系中各组分间的相互作用机制,为稠油化学冷采提供了技术支持。