复合铬高温暂堵剂体系影响因素分析

复合铬高温暂堵体系由部分水解聚丙烯酰胺、交联剂Y、交联剂G及破胶剂等添加剂组成。在120℃下通过测定成胶时间和破胶时间评价了聚合物、交联剂种类及浓度对暂堵剂体系性能的影响,确定暂堵剂配方为：0.4%～0.55%聚合物PAM-1＋0.2%～0.3%复配铬（G/Y=1～2）交联剂＋0.03%破胶剂。进一步考察了盐度、剪切、地层岩性对暂堵体系的影响。结果表明,在盐度小于25 000 mg/L时,盐度对暂堵体系影响不大;在经过诸如管线和岩心剪切后,该体系的粘度保持率依然很高,保持在83%左右;与空白实验比较,该体系在砂岩及碳酸盐环境下成胶时间及破胶时间、成胶强度基本保持稳定。     

木质素磺酸钠/AM耐高温高盐堵水剂的室内评价

用丙烯酰胺、木质素磺酸钠作为成胶剂,使其与交联剂、引发剂和稳定剂在120℃下共聚成一种堵水剂。本实验旨在考察该堵剂的抗温(120℃)、抗盐(20~30×104mg/L)性能,并考察了其对不同渗透率岩心的封堵情况。结果表明,该堵剂抗温、抗盐性能好,封堵强度也很高,对不同渗透率的岩心封堵率在98%以上。     

抗高温暂堵体系室内评价及在歧口18-1油田应用

歧口18-1油田的大多油井存在地层温度高(120℃左右)和地层能量不足特点,修井作业中会造成修井液大量漏失至地层,产生储层伤害。普通的暂堵剂对高温油井的封堵时间过短,不能满足高温暂堵要求。抗高温暂堵剂BH-ATS在120℃具有3d以上封堵能力,140℃老化1d后仍具有良好的封堵效果,暂堵后岩心渗透率恢复率在86.0%以上。抗高温暂堵剂在QK18-1油田的5D和P6井现场应用效果良好,大幅降低修液井漏失速率,作业后油井产油恢复也达到预期。     

聚酯纤维类暂堵材料的制备及其性能研究

一次酸压后的生产井经过一段时间开采后将处于高含水阶段,其裂缝成为水的主要通道,所以提出在重复酸压工作液体系中添加酸溶性暂堵材料,形成酸压暂堵转向增产技术。为了提高暂堵效果,制备了纤丝状聚酯纤维类固体增强剂,配合颗粒状淀粉接枝共聚物、胶凝状共聚物这2类聚合物复配形成多组分、多形态的聚酯纤维类暂堵材料。利用差示扫描量热仪(DSC)、扫描电镜(SEM)、NS3A多功能扫描探针显微镜(AFM)、Mastersizer 3000型激光粒度仪以及岩心流动仪等,对暂堵体系进行了玻璃化转变温度、暂堵剂的微观结构、酸溶率和暂堵及伤害评价等暂堵性能进行评价,得出该暂堵材料的玻璃化转变温度Tg为60~65℃,暂堵颗粒的包裹固定效果理想,粒径级配合理,酸溶率可达95%以上,暂堵率99%,对储层渗透率影响小,满足现场施工要求。     

低浓度胍胶压裂液体系的室内研究

采用水溶性好、残渣少的超级胍胶GHPG作低浓度胍胶压裂液的稠化剂,选用自制的有机硼交联剂SQ,低浓度胍胶压裂液体系配方为0.20%GHPG+0.08%有机硼交联剂SQ+0.1%Na2CO3+0.15%助排剂+0.05%破乳剂+0.1%杀菌剂+0.025%破胶剂+1.0%粘土稳定剂。体系在60℃下连续剪切120 min后,黏度仍保持在240 mPa·s以上,单粒石英砂静态悬砂速度<0.25 cm/min,30%砂比的静态悬砂速度<0.51 cm/min,压裂液2 h内彻底破胶,破胶液表面张力29.4 mN/m,静态滤失系数为5.27×10-4m/min1/2,岩心伤害率17.51%。其稠化剂的质量分数仅为0.2%,有效降低对地层伤害及原材料成本,其有机硼交联剂SQ具有一定的自动破胶特性,80℃时36 h彻底破胶,40℃时48 h彻底破胶,与常规破胶剂配合使用,可缩短破胶时间,实现2 h彻底破胶。     

低浓度羟丙基胍胶压裂液体系研究

为有效控制和降低压裂液对储层的伤害,提高压裂液效果,降低压裂成本,针对不同地层温度开发了满足低渗透储层压裂需要的低质量分数、低残渣、低伤害的羟丙基胍胶压裂液体系。压裂液体系分别为:耐温80、90℃的压裂液体系羟丙基胍胶用量为0.30%,交联剂用量为0.35%;耐温100、110℃的压裂液体系羟丙基胍胶用量为0.325%,交联剂用量为0.35%;耐温120℃的压裂液体系羟丙基胍胶用量为0.325%,交联剂用量为0.40%;耐温130℃的压裂液体系羟丙基胍胶用量为0.35%,交联剂用量为0.40%;其他助剂加量分别为:起泡剂0.50%,助排剂0.50%,粘土稳定剂0.50%,温度稳定剂0.08%,杀菌剂0.10%,Na_2CO_30.12%。通过对体系破胶研究,过硫酸铵用量为0.0033%,胶囊破胶剂用量为0.0111%,破胶时间为3h,与常规羟丙基胍胶体系相比破胶残渣下降率大于50%;通过对岩心伤害率与静态滤失进行研究发现伤害率下降均大于50%,故低浓度胍胶压裂液体系有利于降低对储层的伤害。     

暂堵剂N-1研制及其应用

根据双颗粒和三颗粒架桥原理,筛选出一种屏蔽暂堵剂N-1,供高温油藏油水井井下作业前对地层的保护。暂堵剂N-1为水悬浮液,粘度13.6mPa·s,油溶而水不溶的固体颗粒质量浓度130-210mg/L。岩心流动实验表明,在模拟油藏温度下,暂堵剂N-1对水相的暂堵率93.7%,后用解堵剂解堵能使渗透率恢复率达到97.4%。该暂堵剂在青海油田跃8-6井应用效果良好。     

新型抗高温堵水剂的研制及评价

结合堵水剂的交联反应机理,从提高堵水剂耐温性能的思路出发,获得了一种高温堵水剂的配方为：1．0％-2．0％聚合物A＋0．8％～1．0％交联剂P＋0～4％缓凝剂H＋0．015％-0．025％稳定剂w＋0．015％～0．025％除氧剂L。该配方具有成胶时间可调可控,长期热稳定性好等特点。堵剂对不同渗透率的基质岩心及裂缝均具有很好的封堵效果,其中对基质岩心封堵率均〉99．8％。     

钛修饰纳米二氧化硅交联剂及胍胶压裂液研究

γ-氨丙基三甲氧基硅烷与硅酸钠水解制得表面修饰纳米二氧化硅,四氯化钛与表面修饰纳米二氧化硅反应,制得钛修饰纳米二氧化硅交联剂,粒径主要分布在6～11 nm之间,可有效降低羟丙基胍胶用量及残渣含量。配制了纳米二氧化硅交联剂交联的羟丙基胍胶压裂液,羟丙基胍胶浓度为0.35%～0.4%。室内研究表明,该压裂液体系各项性能良好,在170 s^(-1),150℃下,剪切120 min,粘度102 mPa·s; 120℃下破胶60 min,破胶液粘度2.32 mPa·s;表面张力23.53 mN/m,界面张力0.91 mN/m;防膨率88.56%;残渣含量227 mg/L;岩心基质渗透率损害率为9.63%～15.77%,压裂液耐剪切性能、破胶性能、助排性能、储层保护性能等各项性能良好,满足压裂要求。     

新型酚醛树脂冻胶体系的研制和性能评价

利用双酚A代替苯酚,合成了一种酚醛树脂交联剂,以此制备了新型酚醛树脂冻胶,并评价了新型酚醛树脂冻胶的性能。通过配方优化实验和老化实验,评价了冻胶体系成胶性能和热稳定性能。通过动态实验,评价了冻胶体系注入性能、封堵性能和可解堵性能。实验结果表明：冻胶体系成胶时间3～9 d,成胶时间可调,成胶强度可调,70℃条件下老化90 d热稳定性好;该体系注入压力低且成胶后封堵率高,具有较好的注入性能和封堵性能;该体系可解堵性能好,岩心渗透率恢复率达92%以上。     

暂堵剂应用于压裂施工中的实验研究

水溶性压裂暂堵剂用于压裂封堵老裂缝,造新缝,改善油流通道;该剂在1%的水溶液及压裂液破胶液中在50℃、80℃、120℃均可溶解,溶解速度随温度增加而加快;室温20℃下,在压裂液中可分散并稳定;与压裂液及添加剂配伍;暂堵剂粒径对暂堵效果有影响,不同粒径组合比单一粒径暂堵压力高。     

压裂液用绒囊暂堵剂实验研究

由于绒囊暂堵剂在钻完修井及煤层气勘探开发中的暂堵作用得到应用,本文针对绒囊暂堵剂在压裂暂堵方面进行研究;通过对绒毛剂、成膜剂、成核剂的筛选,选定0.3%的绒毛剂A、浓度超过0.1%成膜剂及0.3%成核剂6为优选的绒囊暂堵剂浓度及材料;并对绒囊暂堵剂与压裂液及压裂液添加剂配伍进行及破胶性评价,绒囊暂堵剂与压裂液及添加剂配伍并不影响压裂液冻胶的破胶性;通过细管摩阻实验发现绒囊暂堵剂比清水有更高的摩阻压差。     

改性松香油溶性暂堵剂的研制与评价

以天然高分子松香为原料合成了一种油溶性的暂堵剂,并对其进行了油溶性、耐酸性、耐水性和分散性实验,确定了悬浮稳定剂的种类及最佳浓度. 所研制的油溶性暂堵剂暂堵效果较好,在聚合物悬浮液中的暂堵率达93%以上,渗透率恢复值达85%以上,能对高含水油井实现选择性酸化,达到增油控水的目的,满足现场施工需要.     

基于低渗透率的聚丙烯酰胺类调剖剂研究

针对传统聚丙烯酰胺类聚合物在油田堵水中的污染和调堵效果差的问题,利用聚丙烯酰胺(PAM)中酰胺基团上的活性氨基与三羟甲基三聚氰胺(TMM)分子中的羟甲基产生亲核反应,制备一种新型低渗透率的油田封堵调剖剂。在以不同原材料配合比、反应温度、不同浓度作为考察影响因素,通过实验观察PAM/TMM调剖剂黏度变化,最后通过红外光谱、凝胶强度、封堵率等方法或指标对制备的调剖剂表征及性能进行测定。     

低温油藏深部调驱用弱凝胶体系研究

针对低温油藏深部调驱需要,在1%的醋酸铬溶液中,加入杀菌剂DQ、助剂DW,得低温交联剂,与聚合物混合均匀,30℃下反应,得有机弱凝胶。结果表明,在聚合物KYPAM2浓度为2 000～3 000 mg/L,聚合物/交联剂质量比为8∶1～10∶1,体系矿化度5 000～10 000 mg/L,30℃的油藏温度条件下,30 d后弱凝胶强度可达到10 000 mPa.s以上,未出现脱水、破胶的现象,并表现出良好的长期稳定性;在3 500×10-3μm2和560×10-3μm2填砂管组成的并联模型上,弱凝胶体系优先进入高渗通道,使后续流体转向进入低渗岩心,改善了非均质油藏开发效果。     

三聚氰胺甲醛树脂/聚丙烯酰胺调剖堵水剂研究

以三聚氰胺和甲醛为原料,合成了三聚氰胺甲醛树脂(MF),并与水解聚丙烯酰胺(HPAM)交联反应,制备了一种调剖堵水剂。考察了聚丙烯酰胺浓度、交联剂浓度、交联温度等条件,并对冻胶堵剂的性能进行了评价。结果表明,MF/HPAM最佳制备条件为:质量浓度0.3%的HPAM与质量浓度0.96%的MF在pH=8～9于75℃进行交联反应。冻胶在130℃高温下老化5 d,粘度仍高达7 710 mPa.s,且在模拟剪切条件下,冻胶粘度保留率保持在75%以上,说明堵剂具有良好的耐温耐剪切性能。     

Performance of PAM/PEI gel system for water shut‐off in high temperature reservoirs: Laboratory study

A polymer gel is one of the common remediate methods to either reduce or totally block excessive water production in oilfields. Some systems demonstrated an excellent performance in treating the problem like polyacrylamide tert‐butyl acrylate (PAtBA)/polyethylenimine (PEI). In this study, polyacrylamide (PAM) was introduced as a cheap alternative to PAtBA that can tolerate high salinity reservoirs. The thermal stability of the PAM/PEI polymeric gel in saline water was examined at 150°C (302F). Samples prepared in sea water showed better stability compared with distilled and field water. Dynamic rheology and core‐flooding experiments were used to evaluate the PAM / PEI gel system at high temperatures. NaCl and NH₄Cl were evaluated as a possible retarders for delaying the gelation time in order to achieve a successful placement. NH₄Cl was found to be more effective retarder. Core‐flooding tests were conducted in sandstone and carbonate cores. The subject polymer gel was injected at rates typical of those in field applications. The injectivity of PAM/PEI was tested in Berea sandstone cores with initial permeability of ～45 mD. The post‐treatment of the system showed a permeability reduction of ～94% for a period of two weeks. The injectivity in low permeability carbonate cores required more retardation compared with the injectivity in sandstone cores. The gel reduced the permeability to brine in Indiana limestone core by 99.8% for more than 5 months. Rheology of cured gel samples indicated that the gel strength needs about one day of curing in the core for the strength to stabilize. © 2015 Wiley Periodicals, Inc. J. Appl. Polym. Sci. 2015 , 132, 41869.     

一种酸性压裂液研制及其性能评价

针对低渗透、碱敏性储层,研制了一种以有机锆为交联剂,羧甲基羟丙基胍胶为增稠剂的酸性压裂液体系,并对压裂液相关性能进行了系统评价。实验结果表明,当增稠剂溶液浓度为0.4%,交联比为100∶2,破胶剂加量为0.06%时,与压裂液助剂粘土稳定剂、缓蚀剂、助排剂等配制的压裂液破胶液粘度为1.013 mPa.s,残渣含量为261 mg/L,防膨率为90.5%,表面张力为27.6 mN/m,平均缓蚀速率为0.826 g/(h.m2),在90℃下滤失速率为0.575×10-5 m/min0.5,对储层的伤害率小于15%。     

利用废弃粉煤灰制备压裂液用硼交联剂的研究

利用废弃粉煤灰制备聚硅酸,以聚硅酸、硼砂为原料,合成了一种高温延缓型交联剂.采用单因素法,通过测定硼交联剂性能,优选出最佳合成工艺参数为:硼砂5wt%,配体28.5wt%,反应温度80 ℃,催化剂1.5wt%.并对合成目标产物进行了红外光谱表征,其交联的HPG(羟丙基胍胶)冻胶压裂液的高温流变性评价表明,当胍胶浓度为0.45wt%,交联比为100∶0.8(体积比)时,110 ℃,170 s-1的剪切速率条件下,剪切2 h,粘度达到130 MPa·s以上,证明该交联剂对HPG具有较好的交联效果,老化破胶实验表明其交联的压裂冻胶易破胶返排,残渣低.