新型复合凝胶调剖体系的评价研究

针对吉林油田某区块低渗油藏的特点,以有机铬和酚醛树脂作为交联剂,研制出了HPAM/酚醛树脂-有机铬新型复合凝胶体系,该新型复合凝胶体系的最佳配方:HPAM质量分数为0.3%、酚醛树脂质量分数为0.8%、有机铬质量分数为0.4%,并对新型复合凝胶体系的封堵性能进行了评价,结果表明,在60.0℃下,新型复合凝胶体系成胶时间为20 h左右,成胶强度大于15 000 mPa·s,注入0.3 PV凝胶体系的封堵率达到93.0%,满足该区块低渗油藏调剖作业需要。     

腐植酸-水玻璃复合凝胶制备及性能评价

针对塔河油田油藏储层深且高温、高盐的储藏条件,目前无机硅酸盐水玻璃凝胶易高温老化脱水,使得封堵效果变差。鉴于此,亟需研发一种在高温、高矿化度条件下具有老化稳定性好、强度高和封堵性能好的凝胶堵剂。制备了有机-无机复合凝胶,采用成本低廉的工业腐植酸与水玻璃复合,尿素做延迟交联剂,制备了腐植酸-水玻璃复合凝胶,以基液粘度、pH、成胶时间、成胶强度和高温老化稳定性为依据优选最优配方,以注入性能和封堵性能评价凝胶封堵效果。结果表明,最佳配方3%腐植酸+3%尿素+20%水玻璃,基液粘度14.2 mPa·s, pH为11.68,在130℃条件下,成胶时间90～120 min,成胶强度为0.07 MPa, 30 d内不脱水,具有较好的注入性和封堵性。在单管填砂管中注入0.5 PV该体系后,1 100 mD渗透率填砂管的封堵率大于90%。     

有机——无机复合~1凝胶调剖剂的研制

本文介绍利用淀粉和丙烯酰胺单体的接枝共聚体系以及膨润土堵剂,开发出了一种具有很好的封堵能力,价格低廉的有机——无机复合1凝胶调剖堵剂。研究了该调剖剂各组分的浓度对成胶时间及凝胶强度的影响,并采用填砂管模拟试验方法对该调剖剂的注入性能以及成胶后的封堵效果进行了尝试性的评价。实验结果表明,该调堵剂具有较好的注入性能和较高的封堵强度,且成胶时间可调,耐盐,成本较低。     

低温复合交联凝胶体系的制备与评价

针对春风油田低温、高矿化度的储层条件,以部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)为主剂、J1和J2为交联剂制备了聚合物凝胶体系调剖体系。凝胶配方包括:1.0%HPAM、0.1%～0.5%无机交联剂J1、0.5%～2.5%有机交联剂J2、0.2%除氧剂D3。研究了聚合物浓度、交联剂浓度和矿化度对体系成胶时间及强度的影响。结果表明,该复合凝胶可在30℃下成胶,通过调节交联剂的用量可使成胶时间控制在10～72 h。当单独使用0.5%J1交联剂时,凝胶的黏度为9 756 mPa·s,当交联剂用量为0.5%J1、2.5%J2时凝胶黏度达到了28 576 mPa·s,复合交联的方法使凝胶性能得到大幅度提高。室内实验封堵率达到95.88%,表明该凝胶体系具有良好的封堵性能。     

悬浮凝胶颗粒复合调堵剂研究与应用

辽河油田注水区块现有深部调驱颗粒类深部调剖剂存在耐温、耐盐性差,抗剪切能力低,高压下易破碎,在油藏内使用易分解,很难有效封堵厚油层内的高渗透条带,效果均不理想。为改善高温高盐油藏调堵技术,研制出一种悬浮凝胶颗粒复合调堵剂,主要是由聚合物、交联剂、悬浮凝胶颗粒等物质组成。该堵剂是一种带有分子柔性链的耐温、耐碱基团并且具强度高,韧性大的弹性体颗粒调剖剂,解决目前颗粒类调剖剂存在的问题,同时利用在油藏地质条件下聚合物与交联剂形成凝胶体系的携带液与悬浮凝胶颗粒同时注入,增强了调堵剂封堵效率,提高了堵水调剖效果。     

超低温油藏深部调驱堵剂配方研制及性能评价

针对20℃超低温油藏环境,本文进行了调剖体系优选。通过室内研究,对适用于20℃低温高含水油藏的聚合物——有机铬凝胶堵剂注入性能、封堵性能以及调驱效果进行了评价。研究结果表明,在20℃低温条件下,线性聚合物3640C与Cr(Ac)₃的弱凝胶体系更适用于低温油藏环境,且可通过调整交联剂的量控制成胶时间,其中0.1(wt)%3640C+0.02(wt)%Cr(Ac)₃的弱凝胶体系的注入性和封堵性效果好,填砂管封堵率达到99%以上,注入量为0.2PV时,采收率增幅最高,达到了23.1%。后续通过物理模拟实验对其注入方式进行优化,得出凝胶/表面活性剂的复合段塞注入方式,凝胶/表面活性剂复合调驱剂增油16.5%,后续水驱增油8.2%,累计增油24.7%,且注入压差合理。凝胶可以放置在油层深部,实现后续注入水的转向,提高低渗层的采收率。     

耐温抗盐悬浮隔板凝胶堵剂研究

传统溶洞型油藏可固化颗粒注入性较差,密度选择性差,同时无机颗粒堵剂刚性大、变形能力弱、通过能力差,树脂类堵剂无选择性封堵作用等一系列问题,使得塔河油田堵水效果不佳。针对塔河油田堵水现状,通过系统考察凝胶体系成胶强度和脱水率来筛选合成了一种耐温抗盐性复合凝胶体系,通过耐温抗盐性机理分析等方法对样品迚行评价,得到最佳配方:0.8%AM/AMPS+0.04%酚类交联剂+0.04%醛类交联剂+0.04%多酚+0.3%硫脲+0.1%POP+0.5%轻质纤维BX。结果表明,此凝胶体系具有良好的耐温抗盐性、热稳定性和悬浮稳定性,在130℃时,30 d脱水率低于10%,凝胶成胶时间大于8 h,可耐矿化度达到223 000 mg/L。     

深部液流转向剂ZXT-01的研究与应用

聚合物凝胶类堵剂被广泛应用于各大油田调剖堵水作业,取得了较好的应用效果。但如何实现深部运移和封堵,注入水高效波及,一直是研究热点和难点。本文针对海上油田开采特点,通过室内配方研究与物模实验评价研究,得到一种深部液流转向剂ZXT-01配方(聚合物0.3%~0.5%+交联剂0.05%~0.10%+稳定剂0.2%~0.3%+促胶剂0.005%~0.02%;各药剂加量为质量百分数)。通过控制体系成胶时间和强度,实现深部运移与封堵。2012年6月~2013年11月应用于QHD32-6油田6井次,注水压力平均提高1.9MPa,受益油井增油降水效果明显,累计增油40283m~3,累计降水75354m~3。     

一种复合凝胶堵剂的制备与性能研究

以聚乙烯亚胺(PEI)和有机铬作为复合交联剂,与聚丙烯酰胺(HPAM)制备一种复合凝胶堵剂,考察各因素对成胶性能的影响。结果表明,体系成胶时间随PEI和醋酸铬质量分数的增加以及温度的升高而缩短,随HPAM质量分数的增加而先增长后缩短,体系成胶黏度随HPAM、PEI和醋酸铬质量分数的增加而逐渐增大,后趋于稳定,随温度升高而先增大后减小。复合凝胶堵剂的配方质量分数优选为0.8%HPAM、0.1%PEI、0.2%醋酸铬,成胶温度70℃,成胶时间36 h,成胶黏度3 150 mPa·s。该堵剂具有较好的耐剪切性、成胶稳定性,封堵率95%。     

高温高盐凝胶堵剂WTT-202研制与应用

为满足超高温高盐油田油藏调剖堵水苛刻要求,以0.3%～0.8%(质量分数,下同)耐温耐盐聚合物PAM-2为主剂、0.5%～1.0%水溶性酚醛树脂SG-3为交联剂,辅以0.1%～0.3%有机稳定剂WL-2,反应研制出高温高盐凝胶调堵剂WTT-202。研究了各组分浓度、pH值、矿化度/硬度对WTT-202成胶性能的影响,考察了WTT-202的长期热稳定性、封堵性、动态成胶性,并在南海油田进行了现场应用。结果表明,WTT-202在pH值为1～9范围内均可成胶,矿化度对体系成胶强度和封堵性能的影响较小;WTT-202的长期稳定性良好,120℃下储存60d后的黏度降幅小于10%;WTT-202封堵性能良好,对单管填砂管的封堵率大于90%,可选择性封堵高渗透层;WTT-202在震荡条件下亦可成胶,满足现场注入要求;在南海油田A9井采用WTT-202调驱,增油降水效果明显,适用于高温高盐油藏调剖、堵水作业。     

无机凝胶调剖技术的研究改进与应用

成胶时间可控的无机凝胶调剖体系耐温抗盐性能好,基液粘度接近注入水,流动性好,可以满足中原油田高温高盐中低渗油藏深部调剖的要求。但是在以往成胶时间可控的无机凝胶调剖体系(简称无机凝胶调剖体系)在现场施工过程中,常因注入压力过快而无法完成方案设计用量的正常注入,导致工艺成功率低。本文通过对施工注入工艺的改进和完善,以达到无机凝胶体系的深部注入,改善高温高盐中低渗油藏注水开发效果。     

双尾疏水缔合聚合物弱凝胶成胶性能影响因素分析

针对常规聚合物不能耐高温高盐的特点,选用耐温抗盐的新型双尾疏水缔合聚合物(DTHAP)为弱凝胶主剂。研究了聚合物质量浓度、交联剂质量分数、温度、矿化度和多孔介质剪切等对凝胶体系成胶性能的影响;并用扫描电镜(SEM)对其微观结构进行探究。实验结果表明:弱凝胶的成胶时间、成胶强度可以通过调节聚合物和交联剂浓度来控制。在80℃下,聚合物质量浓度为1 000~2 250 mg/L,交联度质量分数为0.6%时,体系成胶时间1~6 d可调控,最大成胶强度能达到F级。该体系在温度为80~90℃,矿化度为2×104~8×104mg/L的条件下具有较好的成胶稳定性,经多孔介质剪切后仍具有较好的稳定性,SEM表明弱凝胶体系有致密的空间网络结构。结果表明,该体系能应用于高温高盐油藏。     

油田用延时性高黏凝胶制备方法研究

基于改性淀粉凝胶于调剖堵水、封堵、钻完井等方面优异的使用性能及应用前景。以淀粉、丙烯酰胺(AM)为原料,偶氮二异丁腈(AIBN)为引发剂,利用淀粉同烯类单体进行接枝共聚,通过交联剂来实现共价键交联,在实验室条件下合成一种适用于中、高温油藏,成胶时间延时至2 h内可控的高强度的改性淀粉凝胶。研究了引发剂的用量、交联剂的用量、反应温度、p H值对胶体成胶性能(体系黏度和成胶时间)的影响。结果表明:在引发剂质量分数介于0.04%~0.06%,交联剂质量分数在5.1%左右,反应温度为80℃,体系p H为10时所制得的聚合物胶体性能最佳,其体系黏度对应为1 950×103 m Pa·s。     

长庆低渗透裂缝性油藏调剖技术研究

通过对长庆油田低渗透裂缝性储层特征和非均质性研究,开展室内聚合物调剖剂配方优选实验。优选出以部分水解聚丙烯酰胺为聚合物,再配以交联剂和促进剂的最佳配方。通过静态实验和动态岩心流动实验评价了调剖剂在低渗透裂缝性油藏条件下的成胶时间、成胶强度、抗盐性、抗温性、时间稳定性等。结果表明:弱凝胶调剖剂成胶时间和成胶强度适中、稳定性较好,对不同渗透率岩心的封堵效果良好,可以较好地改善地层的吸水剖面,其综合性能可满足长庆油田油藏的调剖作业要求。     

化学剂组分浓度对聚合物凝胶成胶性能影响研究

为了更好的揭示聚合物凝胶体系的成胶规律,利用布氏粘度仪对不同化学剂浓度下聚合物凝胶体系成胶粘度及成胶时间进行表征。研究结果表明:凝胶体系随着聚合物以及铬交联剂浓度的增加成胶时间下降、成胶强度增加,硫脲作为稳定可以有效的延缓成胶时间而对成胶强度影响较小。综合考虑成胶时间及成胶强度,最佳的聚合物凝胶体系配方为浓度为2 500 mg/L的聚合物+质量分数为为0.3%的铬交联剂醋酸铬+质量分数分别为0.03%的硫脲。     

腐植酸-有机凝胶的制备及性能评价

针对塔河油田油藏储层深且高温、高盐的储藏条件,目前普通聚丙酰胺易高温老化脱水,使得封堵效果变差。鉴于此,亟需研发一种在高温、高矿化度条件下具有老化稳定性好、强度高和封堵性能好的凝胶堵剂。采用成本低廉的工业腐植酸为增强剂和稳定剂,耐温耐盐的含有磺酸基团的聚丙烯酰胺为主剂,六亚甲基四胺、对苯二酚作延迟交联剂,制备了腐植酸-有机凝胶,以成胶时间、成胶强度和高温老化稳定性为依据优选最优配方,以对填砂管凝胶固化后突破压力作为封堵性能评价凝胶封堵效果。结果表明,最佳配方2%腐植酸+0.6%六亚甲基四胺+0.6%对苯二酚+0.5%SV-2+0.8%SV-5,在130℃条件下,成胶时间4 h,成胶强度为16 Pa, 30 d内脱水低于10%。在单管填砂管中注入35 mL凝胶基液后,该体系固化后,突破压力达0.86 MPa,突破后经过4倍于凝胶基液的水冲刷,依然具有0.12 MPa压力,表明该凝胶具有较好的封堵效果和较好粘壁性。     

黄原胶增粘地下交联暂堵剂体系的研究

针对缝洞型油藏区块油水同出的问题,以丙烯酰胺、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、丙烯酸为聚合单体,黄原胶为增稠剂,N,N-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂,过硫酸钾为引发剂,采用自由基聚合方法,设计开发了一种可在地下聚合交联形成凝胶的暂堵用剂体系。考察了固含量和交联剂用量对暂堵剂体系的初始粘度、成胶时间和凝胶强度的影响。结果表明,黄原胶加入可有效增加体系粘度,随交联剂用量增加,抗压强度增加,成胶时间缩短。凝胶产物在250℃高温下没有明显的热分解,可用于高温碳酸盐岩地层的封堵。在蒸馏水和模拟地层水中,凝胶产物的溶胀动力学均满足二级动力学模型。     

黄原胶增粘地下交联暂堵剂体系的研究

针对缝洞型油藏区块油水同出的问题,以丙烯酰胺、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、丙烯酸为聚合单体,黄原胶为增稠剂,N,N-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂,过硫酸钾为引发剂,采用自由基聚合方法,设计开发了一种可在地下聚合交联形成凝胶的暂堵用剂体系。考察了固含量和交联剂用量对暂堵剂体系的初始粘度、成胶时间和凝胶强度的影响。结果表明,黄原胶加入可有效增加体系粘度,随交联剂用量增加,抗压强度增加,成胶时间缩短。凝胶产物在250℃高温下没有明显的热分解,可用于高温碳酸盐岩地层的封堵。在蒸馏水和模拟地层水中,凝胶产物的溶胀动力学均满足二级动力学模型。     

新型组合堵剂的研发与性能评价

针对油藏高含水且温度高的特点,研发了一种接枝共聚纯黏性流体与酚醛树脂凝胶组合堵剂,改善了常规调剖技术有效期短、封堵半径短的问题,并通过室内试验评价了该组合堵剂的性能。试验结果表明:该组合体系具有黏弹性高、成胶时间可控且抗剪切性能力强的特点。在90℃条件下,酚醛树脂凝胶堵剂的最佳配方(w)为0.4%HPAM聚合物+0.9%酚醛树脂交联剂;接枝共聚纯黏性流体的最佳配方(w)为4%改性淀粉+4%AM+0.15%交联剂+0.05%引发剂。接枝共聚纯黏性流体与酚醛树脂凝胶复合成胶试验结果表明,酚醛树脂凝胶与接枝共聚纯黏性流体两者互溶之后,均可以成胶,且成胶黏度在50 Pa·s以上。     

低温酚醛凝胶成胶性能及影响因素研究

针对渤海油藏开发实际需求,开展了低温酚醛凝胶体系成胶性能及影响因素研究。结果表明,当温度为70℃时,与高温型酚醛交联剂相比,低温型酚醛交联剂可与聚合物分子发生胺缩合反应形成网状结构酚醛凝胶。随聚合物和交联剂浓度增加,成胶速度加快,成胶强度上升,加入固化剂和助剂后,成胶效果进一步提高,推荐聚合物凝胶"体系Ⅰ"为"3000mg·L^-1聚合物+3000mg·L^-1交联剂+3000mg·L^-1固化剂",其中:聚合物为SD-201;"体系Ⅱ"为"3000mg·L^-1聚合物+3000mg·L^-1交联剂+3000mg·L^-1固化剂+300mg·L^-1助剂",其中:聚合物为DW-R。当岩心渗透率K_g=300×10^-3μm²时,与"体系Ⅱ"相比较,"体系Ⅰ"在多孔介质内滞留量较大,阻力系数和残余阻力系数较大,分别为150和287.5,封堵率为99.65%,封堵效果良好。