疏水缔合聚合物凝胶调剖剂在陆9K1h油藏的应用

针对油水层复杂、渗透率高、含水上升快的陆9K1h油藏,在室内通过筛选增粘能力和抗剪切能力较强的疏水缔合聚合物作为调剖用凝胶主剂,采用酚醛类作为交联剂,研制的凝胶体系(AP-BC)表观黏度可达11×104mPa·s,并具有较好的稳定性;经多孔介质剪切后凝胶成胶时间延长50%,胶体强度降低小于10%,稳定性更好,老化5个月未见脱水现象;在相同渗透性的油、水饱和的填砂管实验中,AP-BC凝胶更易封堵水层.由于陆9K1h油藏具有底水、薄层的特点,因此采用了"垫+调+堵"多段塞深部封堵的工艺,通过逐渐提高弱凝胶的强度,促使高强度堵剂得到合理的放置,实现对高渗透大孔道的封堵作用,提高注水开发的波及效果.现场试验表明,7个井组中,对应油井在调剖后第2个月到第6个月期间见到了明显增油效果.     

Cr3+凝胶在改善弱碱三元复合驱吸液剖面中的应用

基于分析弱碱三元复合驱成垢样机理和现有调剖剂性质特征,提出Cr3+聚合物凝胶改善弱碱三元复合驱注入井吸液剖面技术路线,开展聚合物凝胶配方优选,并在大庆油田北三西块P56井进行调驱矿场试验.试验结果表明,聚合物凝胶具有除垢和封堵高渗透层的双重功能,高渗透层吸液量从调剖前的100%降低为54.9%.     

半互穿网络结构凝胶黏度及其影响因素

渤海油田注水开发过程中低效和无效循环现象十分严重。而颗粒类封堵剂和普通聚合物凝胶强度又难以满足实际需求。半互穿网络结构凝胶由于其初始黏度较低、成胶强度大等优点,近年来已在各大陆地油田取得了较好增油降水效果。为使半互穿网络结构凝胶满足渤海油藏治理窜流技术需求,开展了半互穿网络结构凝胶黏度及其影响因素实验研究。结果表明,半互穿网络结构凝胶可以对储层中特高渗透层实施有效封堵。通过抗稀释性、抗剪切性、耐黏土、耐油性、耐酸性和稳定性等性能评价表明,与渤海油藏流体和温度条件相适应的封堵剂组成(质量分数)为:2%~4%羟丙基淀粉+2%~4%丙烯酰胺+0.036%~0.150%交联剂+0.005%~0.012%引发剂 +0.002%无水硫酸钠。     

一种自生泡沫凝胶复合堵剂的室内研究

针对常规泡沫稳定性差,封堵效果有限的缺点,提出了自生泡沫/凝胶复合堵水剂.该体系的生气剂为NH4Cl和NaNO2,凝胶为水玻璃,酸催化剂为一种强酸弱碱钠盐,起泡剂为十二烷基苯磺酸钠,确定出了体系的基本配方为3.0%硅酸钠+2.0%胶凝剂QX+2.5%NH4Cl+2.0%NaNO2+0.5%ABS.利用高温高压反应釜对体系的产气特性进行了研究,结果表明该体系具有延迟产气的特点,在12 h后才开始大量产气,体系的胶凝时间长达16 h,胶凝后具有一定的抗压强度,可提高对地层的封堵能力;岩芯流动实验表明,该自生泡沫/凝胶体系可有效地封堵含水岩芯,封堵率为88.1%,对含油岩芯封堵效果较差,因而是一种较好的选择性堵剂.     

酚醛树脂交联聚丙烯酰胺弱凝胶的制备与性能评价

为了提高调剖效果,开展了新型调剖剂的研制.实验利用低浓度聚丙烯酰胺溶液和酚醛树脂交联剂反应形成了弱凝胶体系.成胶后通过流变仪对其进行性能评价.测试了凝胶体系的耐温性、耐矿化度、稳定性和老化时间.结果表明,交联聚合物弱凝胶的性能稳定,耐盐、耐剪切、流动性好.在55℃下,聚合物浓度为3 000mg/L,交联剂浓度为0.25%时,弱凝胶成胶时间适中(7~8h),成胶强度大于300 000mPa·s,有利于油层深部的封堵.     

XN-P大孔道封堵剂室内研究

针对大孔道地层胶结疏松,堵液易流失的特点,在80℃下采用低分子量聚丙烯酰胺作为主剂与交联剂反应生成一种可用于大孔道封堵的凝胶.该封堵体系含聚丙烯酰胺1.0%～3.5%,交联剂0.8%～1.4%.通过室内实验考察了主剂浓度、交联剂浓度、温度和地层水矿化度等因素对堵剂成胶时间和强度的影响.通过单岩芯物模实验,考察了堵剂的注入性和封堵能力.根据实验结果,该封堵体系成胶时间8～72h,在80℃下密闭保存7个月无变化.在大孔道或特高渗透地层(14644×10-3μm2)中阻力系数20.8,具有27.93MPa/m的强度和93.2%的封堵率;并具有成胶时间可控、强度高、稳定性好的优点,能够满足疏松砂岩油藏大孔道堵水的需要.     

鲁克沁深层调剖体系室内研究

针对鲁克沁区块油藏原油相对较稠,井又深,而且地层非均性严重,在采用注水开发时,出现不同渗透率层段推进不均匀现象,再加上注入水的黏度远远低于油的黏度,导致推进不均匀程度加剧,致使低渗透层段原油不能得到有效开采,影响了注水开发发效果。为此开展了弱凝胶深部调剖体系研究,并对其成胶时间、成胶强度及凝胶的稳定性等化学性能进行了测试,并且通过岩心实验知该凝胶对岩芯的封堵效率在97%以上,调剖后并联岩芯的吸水剖面改善率大于85%,提高了中低渗透率岩心的采收率和剩余油动用程度。     

耐强碱凝胶型深部调剖剂的研制与性能评价

目前大多数调剖剂在强碱性条件下易发生降解,不能满足三元复合驱深部调剖的要求。根据调剖剂的调剖机理和聚合物的交联机理,在强碱性(pH 为12)条件下,采用聚合物作为主剂,离子和非离子化学剂为交联剂,进行了化学剂种类及质量分数的筛选,应用正交实验对其进行了优化,筛选出了最佳的质量分数配比。对研制的调剖剂进行了性能评价、岩心流动性实验和驱油实验。结果表明,该调剖剂应用于三元复合驱中,对界面张力影响较小,成胶黏度随着碱性的增强而降低,但在pH=12条件下仍可满足深部调剖的要求,可以通过加入不同质量分数的缓凝剂来调节成胶时间。耐碱性调剖剂封堵性好,适合于深部调剖;该调剖剂应用于三元复合驱驱中调剖时,能够有效地调整产液剖面,更好地发挥三元复合驱提高驱油效率的作用,它能够在三元复合驱的基础上提高采收率4%左右。耐碱调剖剂段塞组合优化结果表明,为使该调剖剂保持较好的性能,可以在调剖前,加入小尺寸的聚合物段塞,以稀释地层中残余的碱。     

一种耐温耐盐深部调剖体系研究

针对高温高矿化度油藏调剖剂强度低封堵效果差的问题,利用部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)与两种交联剂反应制备了一种具有高强度的耐温耐盐深部调剖体系。该体系配方为:HPAM5000~7000mg/L、有机铬125mg/L、酚醛树脂200mg/L、强化剂80mg/L。性能评价结果表明,该调剖体系在一价离子矿化度为100000mg/L、二价离子矿化度为3500mg/L、130℃条件下,仍可生成具有较高强度的凝胶,具有良好的耐温耐盐性能。采用单管岩心封堵实验模拟体系的调剖过程,结果表明,体系对单管岩心的封堵率高于99%,突破压力大于36MPa/m。     

IPN凝胶颗粒对裂缝岩芯的封堵行为实验研究

采用单岩芯流动试验考察了IPN、606、612三种预交联凝胶颗粒在裂缝性岩芯中的封堵系数分布情况,同时研究了三种凝胶颗粒在裂缝岩芯中4、10、30、180 d后的封堵率、封堵保留率、颗粒突破压力梯度.试验结果表明:凝胶颗粒在裂缝岩芯中的封堵系数分布及其动态规律能很好的用来评价颗粒在裂缝岩芯中的运移规律与调剖特性.发现IPN凝胶颗粒表现了良好的封堵效果,当注入1PV水时,裂缝长岩芯段封堵系数很稳定,明显高于606和612两种凝胶颗粒.180 d后在裂缝岩芯中的封堵效率能达到90.3%,堵水率保留率达到99%,适合作为"窜流型油藏"的深部调剖剂.     

低温复合交联凝胶调剖剂配方的研制

针对低温环境下普通凝胶体系成胶困难,强度低,注入能力差,难以有效封堵裂缝窜流通道等问题,研究了一种低温复合交联凝胶调剖剂。该调剖剂采用有机铬作为第一交联剂,酚醛树脂作为第二交联剂,醋酸氨作为促凝剂,硫脲作为稳定剂,其最优配方为聚合物HPAM(0.300%)+交联剂J1(0.050%~0.075%)+交联剂J2(0.020%~0.030%)+促凝剂CSA(0.020%~0.030%)+除氧剂LN(0.020%)。该体系初始黏度190 m Pa·s,凝胶体系成胶后强度可以达到H级,能够有效封堵裂缝窜流通道,满足现场施工要求。     

模糊数学在IPN型水凝胶合成中的应用

以聚乙烯醇(PVA),丙烯酰胺(AM)和丙烯酸(AA)为原料,以过硫酸铵为引发剂,采用水溶液聚合法合成了互穿网络水凝胶,并对其吸水性、抗盐性和抗温性等性能指标进行了研究,根据正交设计,运用模糊数学的理论和方法处理实验数据,指出影响凝胶吸水率性能指标的显著因素为单体质量比和交联剂Ⅱ用量,影响凝胶抗盐性的显著因素为单体质量比和PVA用量;影响凝胶抗温性的显著因素为引发剂用量和单体用量确定了不用情况下最佳合成条件及配方.     

超稠油油藏深部封窜调剖技术的研究

为解决辽河油田杜-84块超稠油油藏蒸汽吞吐开采过程中井间汽窜和调整吸汽剖面,提高蒸汽吞吐效果,研制了热固性封窜调剖剂,该封窜调剖剂热固性树脂(质量分数为5%~20%)+橡胶胶粉+交联剂(质量分数为2%~12%)构成。该封窜调剖剂粘度较低(100~200 mPa.s),便于注入施工,具有很好的分选性,容易进入高渗层或大孔道,可有效地减少对低渗透层的伤害,60℃成胶时间在8~59 h可调,在原始水测渗透率为5.800,10.153,15.181μm2的岩心中,热固性封窜调剖剂的封堵强度分别为0.71,0.75,0.77 MPa/cm,封窜调剖剂固化后在330℃高温老化60 d,成胶骨架不破坏,封堵率达到98%以上。目前,该封窜调剖剂已在辽河油田得到应用,取得很好效果。     

中低渗透油藏周期性弱凝胶深部调驱技术研究

传统调驱方式能够驱替并封堵高渗透层,有效动用中渗透层,而无法实现对低渗透层的有效动用,且高地层压力影响调驱剂注入量和开发效果。针对这些问题,以中低渗透油层为研究对象,开展弱凝胶与水交替注入实验研究,揭示周期性深部调驱机理及效果。实验结果表明,周期性深部调驱效果明显好于传统调驱方式效果,与1号岩心（整体注入）相比,2号岩心（2个轮次）采收率增幅为3.6%,3号岩心（3个轮次）采收率增幅为5.3%;随着注入轮次的增加,采收率增加;周期性深部调驱方式可在有效动用中高渗透层的基础上,提高低渗透层的采收率。矿场实验结果表明,经过2个轮次凝胶深部调驱试验,试验区累积增油量为1.53×104 t,采收率提高1.66%,周期性弱凝胶深部调驱效果显著。研究成果对提高中低渗透油藏原油采收率具有重要的现实意义。     

Q1块堵水剂动态性能评价

对适应Q1块地质特征的堵水配方进行了裂缝岩心封堵实验和双管并联岩心封堵实验,以评价Q1块堵水配方的封堵性能。实验结果表明,所设计Q1块堵水剂对人工岩心裂缝和高渗透层封堵率高,封堵效果好。堵剂注入量推荐选择0.6PV,可提高低渗透层分流率,保证后续注水能对低渗透层进行有效驱替,并有利于延长堵水施工有效期。     

高强度P(AA-co-AM)水凝胶的合成及性能优化

以相对分子质量较大的聚乙二醇二甲基丙烯酸酯(PEGDMA)为交联剂,研究P(AA-co-AM)水凝胶的制备,以提高其机械强度.通过单因素实验,考察AA中和度、单体比例等因素对P(AA-co-AM)水凝胶强度和吸水倍率的影响.研究结果表明,当丙烯酸中和度为80％、n(AM)/n(AA)为2.5、引发剂用量为0.5％、n[(NH4)2S2O8]/n[Na2SO3]为1.0、反应温度为50℃、交联剂用量为0.6％时,水凝胶的强度及吸水倍率最好.     

一种插层聚合纳米复合材料的调堵特性研究

针对苛刻油藏条件下对调剖堵水材料性能要求越来越高的现状,利用烯丙基单体和黏土以及实验室自制的层间修饰剂、扩链剂形成插层聚合纳米复合材料CAG,研究其调堵性能.性能评价结果显示其在80～140℃条件下老化30d,断裂应力变化不大.在140℃条件下,断裂应力变化仅为3.2%;断裂应力和有效黏度基本不受实验用水矿化度的影响;在剪切速率为10s-1条件下,基液黏度为39.54 mPa·s;在裂缝条件下的封堵强度为23.6 MPa,压力梯度为0.393 MPa/cm,封堵率为98%;在三层非均质岩芯中的采收率实验中,比水驱采收率增加了5%.插层聚合纳米复合材料CAG具有耐温抗盐能力强、注入压力低、封堵强度大的优点,成功地解决了调堵剂注入性能与封堵性能的矛盾,是一种具有广阔发展前景的调堵材料.     

处理剂对泥页岩抗压强度影响的实验研究

从优选钻井液体系及配方的角度.弄清钻井液组分对抗压强度的影响规律,能为提高机械钻速和降低坍塌应力找到新的方法和思路.通过实验选取了不同浓度的无机盐、封堵剂、聚乙二醇配制各种体系的钻井液,应用三轴岩石强度测试仪RTR-1000测定各种体系浸泡前后岩石的抗压强度,考察了钻井液组分对抗压强度的影响.实验结果表明:在钻井液中,加入无机盐,大幅度提高了岩石的抗压强度值;加入封堵荆通过提供软化粒子,使岩石的残余强度增大,抗压强度增大;加入聚乙二醇,使岩石的抗压强度提高到与原样接近,封堵效果非常好,验证了浊点封堵能力的存在.通过实验和理论研究,获得了影响泥页岩抗压强度的因素和规律,得到了降低坍塌压力和提高钻速的新方法.     

水玻璃凝胶增强泡沫体系的性能

对一种可用于强非均质油藏深部调剖的水玻璃凝胶泡沫体系的成胶特性、微观结构及在岩心中的封堵特性进行了研究。实验结果表明:盐酸与污泥的反应在密闭条件下是一个平衡反应,且其反应速度随初始压力的增加呈指数降低;体系的胶凝时间随着pH值的降低而增加。由于体系的泡径小,界面膜的强度高,因而水玻璃凝胶增强泡沫体系的封堵效果明显优于普通泡沫体系。     

浅谈江汉油田调剖堵水技术的研究及发展

江汉油田已进入开发后期,剩余油分布零散、不连续。根据高含水后期裂缝、大孔道水窜严重的特点研究的颗粒凝胶堵剂复合堵水调剖技术,堵剂成本低,封堵效果好,适合于高温、高盐、高含水油田存在的裂缝及大孔道水窜地层调剖堵水,但对非贯通性裂缝及大孔道水窜不合适。因此,今后的调剖堵水技术研究必须从两方面着手:一是在改进的基础上用好老工艺,细化应用条件和应用范围;二是针对特殊地层开发新工艺,使调剖堵水工艺更加系列配套。需要强调的是在采用调剖堵水工艺时,要考虑尽量减小对低渗透层或油层的伤害。