低渗透油田粘土稳定剂研制

粘土水化膨胀和粘土微粒运移是对油气层损害的重要原因.该文分析了粘土矿物质的存在形态、类型及对油气层的损害,同时对单剂样品进行了室内筛选实验,在此基础上研制出了适合大庆低渗透油田使用的NT-1002粘土稳定剂,并针对研制的粘土稳定剂进行了室内效果实验.结果表明:NT-1002粘土稳定剂与地层水具有良好的配伍性;使用粘土稳定剂后,岩心破碎率为3.55%,远低于清水的岩心破碎率24.5%;岩心膨胀率为96.95%,能够很好地控制粘土岩心膨胀.     

注水用粘土稳定剂评价方法简析

粘土稳定剂是油田常用的一种能防止油气层中粘土矿物水化膨胀和分散运移的化学处理剂。注水用粘土稳定剂评价方法目前采用石油行业标准SY／T5971—94。该标准主要介绍了三种方法：离心法、膨胀仪法和流动法。     

低渗透油田注水预处理用粘土稳定剂的优选

介绍了利用x射线衍射仪进行粘土稳定剂最佳使用浓度的优选、防膨效果和在地层温度条件下的稳定性能的评价，并结合模拟注水过程进行的岩心流动实验，优选出了适合于具体区块注水预处理用的粘土稳定剂，在现场应用后取得了较好的注水效果。这些实验研究将对粘土稳定剂的应用和改善低渗油田注水效果提供有益的帮助。     

注水井防膨处理用粘土稳定剂的筛选

以钙蒙脱石干态和完全水化状态实测晶面间距 (1.5 5 183和 1.985 6 1nm)为评定标准 ,用粉末X射线衍射法测定钙蒙脱石在不同浓度的 15种粘土稳定剂溶液中充分水化后的湿态晶面间距值 ,确定了每一种粘土稳定剂的最低必需使用浓度和防止粘土 (钙蒙脱石 )膨胀的能力。将在最低必需使用浓度的各个粘土稳定剂溶液中充分水化后的钙蒙脱石制成干样 ,分别进行水洗、乙二醇饱和、在 6 0℃、110℃、130℃湿热处理 ,测定处理后样的晶层间距 ,据以评价各个粘土稳定剂处理地层的耐水冲刷性和持久性。以上实验结果表明 ,KCl和NH4Cl的防膨效果好 ,处理后地层的稳定性好 ,但不耐水冲刷 ,阳离子聚合物J 1、BF 90 1、P 2 16的最低必需浓度低 (2 0 g/L) ,防膨效果好 ,处理后地层稳定性好且耐水冲刷。岩心流动实验结果表明 ,对于低渗透岩心 (气测渗透率 13× 10 -3 ～ 37× 10 -3μm2 ) ,低 -M的阳离子聚合物J 1基本上不引起渗透率伤害 ,而高 -M的阳离子聚合物BF 90 1则会引起很严重的渗透率伤害。在河 14 6低渗透区块 ,2口井转注前分别用J 1和BF 90 1进行防膨处理 ,投注后前一口井注水正常 ,后一口井日注水量小 ,注水压力迅速升高     

注水处理用粘土稳定剂的优选

油井转注水前必须对油层进行防膨处理,而选择合适的粘土稳定剂是关键。由于粘土稳定剂传统评价方法存在不足以及现场使用存在随意性,因此建立了优选粘土稳定剂的系统评价方法。即用X射线衍射仪测定经不同浓度的粘土稳定剂浸泡过的Ca蒙脱石的晶面间距,确定粘土稳定剂最佳的使用浓度;采用乙二醇蒸汽饱和法、水洗实验法、水浸泡实验法评价粘土稳定剂防膨效果的稳定性和耐水冲刷能力;测定在不同温度下经最佳浓度的粘土稳定剂处理后的Ca蒙脱石晶面间距,了解粘土稳定剂的稳定性能;使用研究区块岩心并模拟注水过程进行岩心流动实验,优选出适合于具体区块注水前预处理用的粘土稳定剂。在低渗透油田河146区块,采用优选的粘土稳定剂对河2-斜4井处理后,平均注水量为60.2m3／d,注水油压为18NPa;而没有采用优选的粘土稳定剂的河146-63井,在油压为29MPa时还注不进水。实践表明所建立的粘土稳定剂的系统评价方法是有效的,对油田粘土稳定剂的使用具有一定的指导意义。     

小分子量粘土稳定剂J—1的研制与应用

由三甲胺和环氧氯丙烷合成了供高粘土含量,低渗透油层防膨处理用的小分子量粘土稳定剂J－1,通过用X射线衍射法测定处理后钙蒙脱石的晶层间距,确定了J－1的最佳使用浓度（2．0g/dL)和防膨效果的持久性（耐水冲刷性良好,耐高温达130度）,天然岩心流动实验结果表明,J－1不伤害而高分子量阳离子聚合物会伤害低渗透若心渗透率,胜利河146区块两口油井转注水前分别用J－1和高分子量阳离子聚合物作防膨预处理,注水效果明显不同,与岩惊以动实验结果相类似,这说明在低渗透油藏应使用小分子量的粘土稳定剂。     

小阳离子聚合物粘土稳定剂PTA研制与应用

以环氧氯丙烷、二甲胺为反应单体,过硫酸钾-亚硫酸钠为引发剂合成了小阳离子聚合物粘土稳定剂PTA。对合成产物PTA的防膨性能进行了研究,结果表明,PTA粘土稳定剂有很强的抑制粘土水化膨胀能力。设计了一套强抑制性钻井液体系,该体系具有很好的抗温、抗污染能力,粘度和切力保持基本不变,保护油气层效果明显,渗透率恢复值达到85％以上,满足钻井工程的要求。     

低渗透地层粘土的稳定性

粘土稳定，是低渗透油田开发所面临的一个重要课题。本文对粘土的稳定机理进行了详尽的介绍，利用大量的实验数据论证了各种稳定剂的优缺点，并推荐了一种用于特低渗透地层的有机粘土化学稳定性。它对我们发展特低渗透油层的粘土稳定、提高压裂水反排和胶凝水替换技术都具有一定的参考价值。     

胍胶压裂液用粘土稳定剂的优选原则及其防膨机理

针对目前新疆油田压裂液用粘土稳定剂主要成分不明问题，从粘土本身的构造和物性分析着手，对粘土稳定的机理进行分析，认为所有呈酸性的粘土稳定剂不适用于目前常规使用的胍胶体系；表面活性剂类普遍存在着润湿性反转的问题；一般的有机聚合物类由于分子链太长，在特低渗的地层易于引起孔隙吼道堵塞，而KCl是除了受时效性限制之外无任何伤害的一类粘土稳定剂。通过参考国外优秀压裂液配方，认为压裂液用粘土稳定剂应该以KCl为主，有机低分子胺盐为辅的复配配方为最好。     

低渗水敏油藏黏土稳定剂KS-1的性能

胜利油区90%以上低渗砂岩油藏有不同程度的水敏性,其中42.1%属中强水敏。针对低渗水敏性油藏研发的黏土稳定剂KS-1,为齐聚物型有机聚季铵盐,相对分子质量适中,为3000~5000。该剂与胜利油区矿化度0.917~14.4 g/L的各种注入水(清水和污水)配伍。使用气测渗透率3.2×10-3~27.1×10-3μm2的中等和强水敏储层岩心,以2%KCl溶液渗透率为基准,考察以5 PV KS-1溶液处理后再注入30 PV注入水及蒸馏水时的渗透率保留率,结果表明当KS-1质量分数≥0.68%时,保留率均>90%,最高达99.5%,而岩心未经KS-1处理时保留率仅5.4%~64.3%;25℃和90℃下的实验结果相差很小;经KS-1处理的极强和中强水敏岩心中注入100 PV蒸馏水时,渗透率保留率在90%以上,蒸馏水注入量达300 PV时在82%以上,表明KS-1抗冲刷能力强。KS-1质量分数为0.34%或KS-1溶液注入量为2 PV时,黏土稳定效果差。图2表2参5。     

低渗透油藏不稳定渗流压力动态分析

由于低渗透油藏不稳定渗流是一个含动边界的非线性渗流问题, 要求得其精确解析解非常困难, 因而压力传导方程的近似求解对于低渗透油藏弹性不稳定渗流问题非常重要。为简化计算, 利用油藏压力分布近似表达式, 研究了低渗透油藏不稳定渗流压力分布特征; 利用物质平衡原理, 得到了动边界的运动规律; 最后计算了井底压力变化规律。     

粘土稳定剂BS的合成及性能评价

以聚丙烯酰胺为原料,通过改性,合成出一种阳离子聚合物粘土稳定剂 BS,并在不同条件下对其进行了性能评价。结果表明,该稳定剂具有较好的防膨效果,当 BS 加量为2.0%时,防膨率可达93%以上;并且具有较好的耐温性,在90℃下其防膨率仍可达89.0%;当 BS 与KCl 复配使用时,相比 KCl 单独使用防膨效果明显提高,KCl 加量5%,BS 加量1.0%时,防膨率达93.5%。     

高温低渗透油藏注气防窜聚合物泡沫体系的性能评价

渤海34-2高温低渗透油藏空气驱过程易发生气窜,常规控制手段存在较多局限性,亟待研究新的调剖技术。基于聚合物增黏和泡沫调驱双重特性,研发了一种聚合物泡沫调剖体系,测试了该体系的泡沫稳定性、流变性能,通过室内驱替实验和CT扫描评价了该体系的封堵性能和作用范围,在此基础上采用二维模型分别进行了注空气后转水气交替（WAG）实验和注调剖剂再注空气实验。结果表明,130℃下聚合物泡沫调剖体系对渗透率约35×10-3μm2的岩心封堵率高达98%,能很好地抑制气窜。在气体突破后WAG方式可提高驱油效率10.14%;而采用注复合泡沫调剖体系再转气驱提高驱油效率15.81%,较常规WAG驱油效率提高5%以上。高温下聚合物泡沫调剖体系的封堵能力和提高采收率效果较好,为同类高温低渗透油藏注气防窜提供了一条新思路。     

低速非达西渗流产能方程的建立

在Wiggins等人针对达西流的工作基础上，推导出含启动压力梯度流动下的产能方程，为解析IPR曲线方法在低渗、特低渗透油藏中的应用提供了依据。同时，对影响流入动态的主要因素进行了敏感性分析，结果表明在含启动压力渗流的流入动态关系式的影响因素及其作用规律与达西流有明显的差异，论证了目前低渗油田普遍采用大压差、密井网生产的理论基础。并且根据所建立的方程分析了靖安油田长6特低渗储集层的生产动态特征，分析结果显示该方法较常规方法能更好地预测此类储集层的产能：，     

低渗储层特殊渗流机理和低渗透气井动态特征探讨

本文针对低渗储层气体低速非达西渗流机理这一前沿课题,介绍了开展实际低渗岩样特殊渗流实验的结果和认识,探讨了低渗岩石气体低速非达西渗流的物理实质和一般规律,认识到了含水状态下岩样渗流偏离达西定律的现象并可以用"启动压差"和"临界压力梯度"两个参数来描述.在实验研究基础上建立了描述气体低速非达西渗流的数学模型,采用幂级数解法求得低渗储层气体低速非达西渗流模型繁荣通解.在此基础上通过大量的计算和分析理论曲线,提出了低渗气井不稳定试井曲线的后期段连续上翘的原因在于气体低速非达西渗流的新观点.文章最后介绍了上述研究成果在四川低渗气井试井分析中的应用实例,对低渗气井的试井分析具有一定指导作用.     

低渗、特低渗油层试油技术

针对陕北中生界地层地质特点，运用理论研究与数理统计相结合的方法，通过1995、1996两年90多口井、180多层的试油和210余井次的压裂实践检验，摸索出了一套适合陕北中生界延长统低渗透地层试油的选井选层原则、不同油藏类型的射孔方式、打开程度以及压裂改造模式，形成了一套比较适合该地区地层地质特点的试油技术，取得了显著的勘探效果，为低渗透油田试油的选井选层和压裂改造提出了新的途径和方法，具有很强的实用性和借鉴性。同时也为其它低渗透油气田的勘探开发提供了一些可供借鉴的方法和经验。     

压驱用增注驱油剂的制备和性能评价

低渗透油藏在水驱开发中存在地层能量不足和注水困难的问题。一方面注水压力高、欠注严重;另一方面 地层压降大、产能递减快,采油速度和采出程度低,水驱过后依然存在膜状或油滴状等多种形态的残余油。针对 上述问题,以环氧氯丙烷、十二烷基叔胺、甲硝唑等为原料制得甲硝唑不对称Gemini 型表面活性剂,将其与脱氢 松香型表面活性剂、鲸蜡醇、乙醇等复配制得功能型增注驱油剂。研究了功能型增注驱油剂的乳化能力、润湿 性、防膨性、降压增注及驱油效果等,并在渤南油田进行了现场应用。结果表明,该功能型增注驱油剂不仅可以 吸附在油水界面降低油水界面张力,还可以乳化原油、清除油膜,并且其中的阳离子组分以水为传递介质在岩石 表面形成分子膜,稳定黏土,改善岩石表面润湿性,降低注入压力、提高注水采收率。功能型增注驱油剂在较低 浓度时即有较好的防膨效果,其降压增注及驱油效果较好。在压驱现场试验中,注水井的注入能力和对应油井 的产油能力显著提高。     

低渗透油藏改造技术的研究及发展

鉴于目前低渗透油气田已经成为我国石油工业稳定发展的重要资源,加快低渗透油气田的开发势在必行,低渗透油田最基本的特点就是流体渗透能力差、产能低,需要进行改造才能维持正常生产。目前已发展的改造低渗透油田技术很多,如井内爆炸技术、核爆炸技术、高能气体压裂、根据岩石的压涨现象提出的爆炸松动技术、水力压裂和酸化技术等。常用的是水力压裂、高能气体压裂和酸化等。认为目前油藏改造的最优方法是将射孔、高能气体压裂、“层内”爆炸技术联合作业,首先进行高能气体压裂与复合孔的复合射孔的复合作业,产生不受地应力的多条径向裂缝,裂缝的长度能达到8~10m,然后进行大规模的水力压裂,之后进行“层内”爆炸作业,在水力裂缝周围产生多条不受地应力控制的多条小裂纹。最后,借鉴疏松砂岩端部脱砂压裂技术的经验,注入支撑剂,形成长期的油气流通道。     

新型裂缝性低渗透油藏堵水剂性能评价

针对堵水剂在裂缝中的漏失问题,研制出二次交联聚合物凝胶堵水剂,对一次交联聚合物弱凝胶的流变性、耐剪切性、注入性和滤失性和二次交联聚合物凝胶的突破压力、封堵率、耐冲刷性、对基质伤害率和长期热稳定性进行了评价。实验结果表明,一次交联聚合物弱凝胶具有剪切稀释的流变特征,耐剪切,注入性好,滤失量低;二次交联聚合物凝胶具有突破压力高、封堵率高、耐冲刷性强、对基质伤害率低和长期热稳定性好的特点,在裂缝性低渗透油藏堵水作业中具有明显的优势。