地层成胶疏水缔合聚合物/苯酚/甲醛海水基凝胶调堵剂的研制

胜利埕岛浅海油田馆陶组油藏(温度70℃,渗透率1.488~8.046μm2,地层水矿化度5.310~8.346 g/L),水驱已引起油井陆续水淹,为此研制了题示调堵剂。配液用模拟海水矿化度30.7 g/L。所用疏水缔合聚合物NAPs分子量1.092×107,水解度22%,阳离子疏水基摩尔分数0.25%,在海水中0.5小时溶胀,2小时溶解。调堵剂最佳使用配方为(g/L):NAPs 7~11;苯酚0.2~5.0;甲醛液15~25;盐热稳定剂0.10~0.15;增强剂1.0;成胶时间可调。在高渗(6.895~8.821μm2)填砂管内注入NAPs浓度8、10 g/L的配方调堵剂,在70℃反应72小时后水测突破压力为26.21~36.85 MPa/m;在水驱至残余油的两组并联双填砂管内注入0.5 PV NAPs浓度10 g/L的配方调堵剂,在反向注入组(8.062/1.896μm2)调堵剂完全进入高渗管,在正向注入组(6.720/1.923μm2)98%的调堵剂进入高渗管,成胶后继续水驱时高、低渗管吸水量发生反转,最终采收率在反向注入组分别提高3.3%和28.1%,在正向注入组分别提高5.6%和23.7%。因此题示调堵剂可用于目的油藏的调剖、堵水。表6参2。     

聚合物驱后深部调剖提高采收率的实验研究

本项实验研究针对地温69～70℃、地层水矿化度4.5 g/L、注入水矿化度4.7 g/L的河南油田双河砂岩油藏.实验温度70℃,实验用原油70℃粘度12.1 mPa·s,选择单液法施工的交联聚合物冻胶为深部调剖剂,聚合物HPAM分子量1.62×166,水解度12.5%,交联剂有有机铬、无机铬[Cr(Ⅵ)化合物+还原剂]和酚醛树脂.根据三类聚合物/交联剂体系成冻时间等值线图选出了成冻时间分别为1、1、5、10、15天的5个配方,其突破真空度(强度)为69～40 kPa,Sydansk相对强度级别为G,注入0.2 PV时填砂管封堵率为99.23%～97.02%.渗透率级差～3的并联双填砂管饱和油之后注水驱油至含水98%,再注入0.30 PV 1.0 g/L HPAM溶液并再次注水,达到一定含水率(67.0%～98.0%范围,共7个值)和相应采收率(39.4%～45.3%)时,注入0.15 PV成冻时间1天、强度较高的调剖剂(HPAM/有机铬体系)并恢复注水,采收率增值(28.7%～12.5%)随调剖时机提前而加大.注入、采出口之间有高渗条带的可视平板填砂模型,依次饱和水,饱和油,注水驱油至含水98%,先后注入成冻时间1 d、强度不同的两种HPAM/有机铬体系(0.015+0.010 PV)并恢复注水,调剖剂注入顺序为先弱后强时的最终采收率(63.6%)高于注入顺序为先强后弱时的最终采收率(55.3%).图6表3参7.     

HPAM/Cr3+交联暂堵技术在堵水封窜中的应用

研发了一种聚合物铬凝胶类暂堵剂用于油水井堵水封窜,其组成为：0.6%-0.8%聚合物HPAM＋0.003%-0.004%交联剂乙酸铬＋0.010%-0.025%破胶剂过硫酸铵。该剂45℃成胶时间〈16小时,16小时成胶黏度5.8-8.2 Pa.s（可超过10 Pa.s）,72小时破胶剂液黏度240-280 mPa.s,可用于40-80℃地层。在原始水测渗透率0.45-5.0μm^2的人造岩心上,该剂封堵物的突破压力≥12.5 MPa/30 cm,暂堵率≥97.9%,破胶后恢复率≥85.2%。该剂已成功用于大庆采油一厂2口斜井的堵水封窜作业。详细介绍了井口严重反冒的高150斜41注水井的暂堵封窜作业：在注水层段以上补孔;注入12 m^3暂堵剂封堵注水层段（10.5 m＋3.6 m）,注入压力5 MPa,套压3.8 MPa;依次注入速凝堵剂8 m^3（注入压力14 MPa,套压8 MPa）、强凝胶堵剂10 m^3（23,9 MPa）封堵窜流层段（10.5 m）,36小时后注水压力13 MPa,注水量5 m^3/d,以后逐渐升至20 m^3/d,井口无反冒水,封窜成功,注水层暂堵保护有效。图3表4参2。     

具有近疏远调作用的双液法深部调剖剂LF-1

为了封堵中原胡庆油田高压注水井远井地带的高渗层 ,研制了双液法堵剂LF 1。LF 1的A剂为可在水中解离出H 的无机盐溶液 ,B剂为硅酸钠溶液。 10 %A剂溶液对注水井结垢物的溶解率为 9.1%～ 10 .2 % ,加入 0 .2 %缓蚀剂后 85℃下的腐蚀速率降至 0 .10 8mm/a ,缓蚀率 95 %。根据等体积A、B剂溶液生成的沉淀物质量和堆积体积 ,求得A、B剂实用浓度为 10 %、15 %。在此实用浓度下 ,LF 1生成的沉淀物质量和堆积体积远大于对比双液法堵剂 (碳酸钠 /氯化钙、碳酸钠 /硫酸亚铁、硅酸钠 /氯化钙体系 )。注入 10 %A剂溶液 1PV使水泥 /粘土 /氧化钙堵剂封堵的石英砂压实岩心渗透率 (5 .6 7× 10 -3 μm2 )升高 18.2 %。在 85℃下 5支长 6 0mm的岩心注入 1.5PVA剂溶液 /0 .2 5PVB剂溶液 /0 .2 5PVA剂溶液后 ,突破压力为 1.6～ 3.6MPa ,平均 2 .4MPa ,堵水率为 6 6 .8%～76 .2 % ,平均 72 .0 % ,注水 10 0PV后渗透率上升 1.0 7%～ 5 .6 3% ,再在 85℃和注水压力下保持 12 0d后 ,渗透率上升 4 .30 %～ 7.31%。 2 0 0 1年 1～ 9月进行的 18次注水井深部调剖 ,平均处理半径 11.5m ,单井注入剂量 94 8.5m3 ,工艺上完全成功 ,绝大部分对应油井增油减水。给出了 4口注水井封堵前后注水参数的变化。表 8参 1。     

HSG冻胶调剖堵水剂室内评价

针对吉林油田低渗透、裂缝油藏注水开发后期注水窜流严重的特点,研制出新型冻胶调剖堵水剂HSG。对HSG成胶前溶胶体系的表观黏度影响因素进行了分析,分析认为在相同剪切速率下溶胶体系表观黏度随共聚物浓度、矿化度、碱含量的增加而增大,并表现出剪切稀释特性,黏温测试表明溶胶体系表观黏度随温度升高而下降;对HSG成胶后冻胶体系的强度进行了测定,确定其屈服应力值为3500 Pa,振荡剪切应力扫描确定了冻胶体系的线性黏弹性区域,频率扫描确定该冻胶为强冻胶体系;2组并联填砂管选择注入试验表明,HSG溶胶体系具有良好的选择注入能力,能达到优先进入高渗透层的目的;20 m超长填砂管封堵试验表明,HSG溶胶体系的注入压力梯度为0.82 MPa/m,具有易于注入的特点,HSG成胶后的封堵强度为17.54 MPa/m,具有较强的封堵能力。该研究为HSG冻胶调剖堵水剂现场应用提供了借鉴。     

HPAM/脲醛预缩聚物地下成胶体系及其选择性堵水性能

报道了在30～100℃的不同温度下凝胶化时间为3～45h的HPAM/脲醛预缩聚物地下成胶体系的基本配方共12个,所用催化剂有重铬酸钠+氯化铵(A)和过硫酸铵+乌洛托品(B)两种。适用于60℃的配方60A 1和60A 2的成胶时间,随配制水矿化度的增大(500～1.0×105mg/L)由18h和8h分别增加到76h和34h,形成的凝胶粘度超过1.3×104mPa·s。长99mm、水测渗透率1.33μm2的人造均质岩心,在注入60A 1配方物2PV并充分凝胶化后,突破压力为8.16MPa,残余阻力系数为1000,对水的封堵率达99.9%;60A 2在岩心中充分凝胶化的时间为3d;由2个岩心封堵前后水相和油相(煤油)渗透率的变化求得,60A 2的堵水率为99.10%和99.03%,堵油率为12.94%和13.01%,表现出了相当好的封堵选择性;水测渗透率分别为1.33,0.458,0.193μm2的并联三岩心组,水驱至残余油,注入60A 2配方物2PV并反应10h后注水驱油,注水压力由0.31MPa升至0.98MPa,原来不吸水的低、中渗岩心的流量分别达到0.14和0.23mL/min,高渗岩心的流量由0.43mL/min降至0.06mL/min,表明含残余油的高渗岩心在很大程度上被封堵;水测渗透率分别为0.193,0.456,1.33μm2的3个岩心串连,总长76.4cm的纵向非均质岩心,水驱至残余油,注入60A 2配方物0.2PV并反应10h后注水驱油,注入压力大幅升高,含水率下降,采收率     

改性淀粉-丙烯酰胺接枝共聚调堵剂的动态成胶性能

深部封堵技术是改善窜流型油藏开发效果的关键技术之一。改性淀粉-丙烯酰胺接枝共聚体系是新型的聚合物凝胶调堵剂。采用30m超长填砂管,模拟了吉林扶余油田的基质和高渗透条带,研究了这种调堵剂在油藏运穆过程中的动态成胶性能。研究结果表明,该调堵剂在运移过程中仍能形成凝胶,其初始成胶时间与在静态条件下基本相同,但完全成胶时间比在静态条件下长;调堵剂完全成胶后,具有很强的封堵能力,封堵系数高达30000。     

一种用于深部调剖的聚合物强凝胶堵剂的研究

由分子量3×106～5×106、水解度25%的聚丙烯酰胺(5～6 g/L)、重铬酸钠的氧化还原体系、延缓剂(100～600 mg/L)组成的聚合物强凝胶堵剂,可用pH值6.5～8、矿化度＜1×105 mg/L的水配制,温度20～75℃范围内成胶时间可在0.5～8天范围内调节.报道了典型配方实验堵剂液的性能研究结果:在50℃时,在人造砂岩岩心中的成胶时间为44小时(由突破压力曲线测得),岩心封堵率＞99.9%,经注水50 PV冲刷后仍不低于99.8%,突破压力梯度在高渗透率(87.9 μm2)岩心中不低于30 MPA/m,在低渗透率(9.0 μm2)岩心中较低,为23 MPA/m,显示了一定的选择性.在3支串联高渗透率岩心和3支串联低渗透率岩心并联而成的非均质模型上,在水驱饱和油之后(合层采收率18.8%),依次用实验堵剂封堵第一、第二、第三高渗透岩心后水驱,合层采收率分别达到41.8%,61.5%和74.8%.由各个岩心和岩心组的采收率得出结论:封堵深度越大,采收率提高幅度越大.讨论了有关的驱油机理.     

一种有于深部调剖的聚合物强凝胶堵剂的研究

由分子量 3× 10 6～ 5× 10 6、水解度 2 5 %的聚丙烯酰胺 (5～ 6 g/L)、重铬酸钠的氧化还原体系、延缓剂 (10 0～6 0 0mg/L)组成的聚合物强凝胶堵剂 ,可用 pH值 6 .5～ 8、矿化度 <1× 10 5mg/L的水配制 ,温度 2 0～ 75℃范围内成胶时间可在 0 .5～ 8天范围内调节。报道了典型配方实验堵剂液的性能研究结果 :在 5 0℃时 ,在人造砂岩岩心中的成胶时间为 44小时 (由突破压力曲线测得 ) ,岩心封堵率 >99.9%,经注水 5 0PV冲刷后仍不低于 99.8%,突破压力梯度在高渗透率 (87.9μm2 )岩心中不低于 30MPA/m ,在低渗透率 (9.0 μm2 )岩心中较低 ,为 2 3MPA/m ,显示了一定的选择性。在 3支串联高渗透率岩心和 3支串联低渗透率岩心并联而成的非均质模型上 ,在水驱饱和油之后(合层采收率 18.8%) ,依次用实验堵剂封堵第一、第二、第三高渗透岩心后水驱 ,合层采收率分别达到 41.8%,6 1.5 %和 74.8%。由各个岩心和岩心组的采收率得出结论 :封堵深度越大 ,采收率提高幅度越大。讨论了有关的驱油机理。     

一种地下缩聚固化的脲醛树脂堵水堵漏剂

通过组分用量筛选,研制了一种地下缩聚、固化的脲醛树脂堵水堵漏剂。该剂含30%工业尿素,40%工业甲醛液,0.5%固化调节剂(工业氯化铵或硝酸铵)、0.5%～0.7%硅烷类偶联剂、3%～5%体膨剂,用清水配液。加入体膨剂的脲与甲醛溶液90℃时固化后,体积膨胀7.5%～5.0%,抗压强度16.4MPa。上述配方堵剂液在55～95℃下,在矿化度高达330g/L的地层水中浸泡30天后,体积膨胀3.0%～15.5%。用该剂封堵渗透率2.1～3.0μm2的填砂管或含有直径0.5mm缝隙的填砂管,在90℃候凝24小时后渗透率降至1×10-3μm2。该配方堵剂适用井温60～120℃,适用矿化度<300g/L,固化时间5～24小时可调,固化物抗压强度10～25MPa。在中原油田15口井使用该剂,堵水堵漏成功率100%,见效率87%。介绍了4个井例,包括1口油井和1口注水井封堵套管漏失,2口油井封堵出水。表5参3。     

河南油田特高含水开发期化学封堵技术

综述了已进入特高含水开发后期的河南油田使用的化学封堵剂和化学封堵技术。所述封堵剂包括：改性脲醛树脂高强度堵水剂HN-DS-05；超细水泥封堵剂；蒸汽吞吐井用苛化泥调堵剂；稠油井堵边水用固体颗粒堵剂。所述封堵技术有：低效油井治理技术（包括堵水）；注水井大孔道封堵技术；套管外窜槽封堵技术；套管漏失封堵技术；蒸汽吞吐井井问汽窜孔道封堵技术；稠油井边水封堵技术。参2。     

油田用选择性堵水剂的研究及应用

以聚丙烯酰胺(HPAM)和木质素磺酸盐(Ga-LS)为主要原料,有机铬类为交联剂,弱碱性物质为pH值调节剂,制得选择性堵水剂。确定了选择性堵水剂的最佳配方:0．8％HPAM 2．0％Ca-LS 0．6％交联剂 0．3％pH调节剂。在此配方下,选择性堵水剂成胶时间为7．5 h,成胶强度大于70 Pa·s。对不同渗透率的岩芯,堵水剂的堵水率大于85％,堵油率小于20％,具有良好的选择性。2003年在大庆油田宋芳屯区块现场施工3口井,累计增油量为580 t,累计降水量为 1 677 t,投入产出比为1:3．56,取得了较好的经济效益。     

一种新型选择性堵水技术及其现场应用

采用分别以重铬酸盐十还原剂和有机铬酸盐为交联剂的两种聚合物铬冻胶为堵水剂，依据在温度75℃、矿化度19227mg／L条件下测绘的成胶时间等值图和突破真空度(强度)等值图选择冻胶堵水剂配方，要求冻胶强度达到Sydansk相对强度代码H级。将不同成胶时间的冻胶设置在高渗透条带不同住置，实施油井选择性堵水。1966年投入注水开发的胜二区22N169井，地层温度70～75℃，地层水矿化度16～17g／L，含Ca^2 Mg^2 385mg／L．到2003年3月已被水淹，但数值模拟得到的剩余油饱和度分布表明该井仍有生产潜力。采用上述堵水技术从油套环空注入堵水剂585m^3，其中近井地带(半径3～6m)64m^3，过渡地带(半径6～9m)107m^3，远井地带(9～16m)414m^3。使原油产量由1．3t／d增至9．6洲，含水由96．9％降至36．0％，到2003年10月该井仍处于增产有效期。图6表1参6。     

高强度选择性堵剂研究与应用

针对胜坨油田复杂的油藏地质条件 :非均质严重 ,层系多 ,生产压差大等 ,研制了以改性油溶性树脂KF共聚 -共混改性聚丙烯酰胺的高强度选择性堵剂ST -Ⅰ。通过聚合反应试验 ,确定了堵剂的配方 :改性油溶性树脂KF 1 0 %～ 1 2 % ,丙烯酰胺 (AM) 8%～ 1 2 % ,相容剂0 2 % ,交联剂 0 0 2 %。岩芯模拟试验显示 ,堵剂ST -Ⅰ具有很强的选择性 ,堵水率大于 99% ,堵油率小于 1 5 %。堵剂ST -Ⅰ在胜坨油田应用 1 2井次 ,取得了明显的增油降水效果。     

单液法、双液法结合堵水调剖新工艺

在堵水调剖中使用双液法工艺施工时，两种工作液不能全部接触而造成相当多量药剂浪费，使用单液法工艺施工时进入地层的堵剂易被地下液体所稀释。提出了一种结合单液法，双液法的堵水调剖新工艺，仍使用两种工作液，按双液法工艺施工，但每一种工作液本身都具有封堵能力，两种工作液接触后相互反应可形成新的封堵物。研制了供这种新双液法工艺使用的两种SAD堵剂。SAD－1的A工作液为可凝胶化的水玻璃体系，成胶时间在5－20h之间可控，B工作液为可凝胶化的改性聚醚体系，成胶时间在5－40h之间可控，二者接触时发生反应，可形成强封堵物；在岩心实验中SAD1的封堵率（＞98％）和突破压力（＞10MPa/m)均高于水玻璃／氯化钙堵剂；用于含水95％的SI－35045井堵水，使日产油量大幅度上升，含水率急剧下降，有效期5个月。SAD－2的A工作液为可凝胶化的无机体系，B工作液为可凝胶化的木质素树脂体系，在地层温度下成胶时间在5－20h可控，耐温达300℃，岩心堵水率为98％，突破压力为10MPa/m，用于蒸汽吞吐井W59注蒸汽前的调剖，消除了汽窜，注 汽压力提高2MPa。     

预交联AM／AA／DMDAAC堵剂的配方优化

以丙烯酰胺（AM）、丙烯酸（AA）和二甲基二烯丙基氯化铵（DMDAAC）为原料,N,N＇-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂,采用溶液法制备预交联AM／AA／DMDAAC堵剂。确定最佳反应条件为：m（AM）：m（AA）：m（DMDAAC）=10：2：1,引发剂用量为0．12％,交联剂用量为0．06％,溶液pH为4．6,反应温度为50℃。     

管内高压智能封堵机器人

为满足国内管道快速维修的需要,开展了管道智能封堵技术研究。在介绍管内智能封堵机器人的封堵作业流程后,描述了封堵机器人的结构组成,包括双向清管式封堵单元、远程控制系统和地面控制中心,给出了主要技术参数。随后简要介绍和分析了封堵机器人的性能试验情况,包括通过性能试验、双向通信和压力试验以及解封试验。试验证明封堵机器人可在一段管道内实现多次封堵和解堵作业,大大缩短管道停输时间,且操作简单,封堵性能良好,能够封堵20MPa的高压,无渗漏。该智能封堵机器人的研制成功为国内管道维抢修技术提供了补充。     

油井两段塞堵水技术

本文针对孤岛油田高含水油井堵水问题,开展了交联聚合物+改性干灰砂堵水技术研究。通过对两段塞的堵剂性能以及岩心封堵实验的评价,确定了冻胶及改性干灰砂的配方,同时优化了现场条件下的施工参数及工艺流程。室内实验结果表明:交联聚合物堵剂封堵率达到92.3%以上,且性能稳定;无机交联堵剂制备岩心渗透率高,耐冲刷性能好,酸处理后可进一步提高岩心的渗透率,抗压强度高达3.77 MPa,60℃下的初凝时间约为3 h左右。采用油井两段塞堵水技术将聚合物冻胶和无机交联剂干灰砂堵剂按体积比20:1注入,前后两个段塞有机组合达到油井堵水防砂的目的,现场实施了5口井,单井平均增油1191 t,有效期11个月,效果明显。     

JFM暂堵剂性能评价与应用

实验研究了ＪＦＭ暂堵剂的油溶性,在携带液中的悬浮稳定性和对产出液油水界面张力的影响;评价了ＪＦＭ暂堵液对不同渗透率人造岩心的暂堵、解堵能力;证明ＪＦＭ可较好地应用于负压油井的暂堵洗井、冲砂与酸化转向施工．现场暂堵洗井、冲砂６井次,工艺成功率达１００％,暂堵有效率达８４％,明显缩短施工时间,减轻洗井液对产层的损害,大大提高了油井施工生产效果,具有稳产增油作用,有广泛的推广应用前景．     

油井封堵封窜的研究

本文叙述了油井封堵封窜技术的原理、室内实验、现场试验的情况及效果。试验表明:采用该技术封堵封窜,强度大、成功率高,与防污染管柱配套,能有效地防止对非化堵层的污染。一次施工,不但堵层,而且封窜。与高强度化堵比,每口井可以节约堵剂费1.2万元。