深水疏松砂岩储层微粒运移损害的控制方法

中国南海深水疏松砂岩油气层钻完井作业中，易发生微粒运移、堵塞，造成储层损害，需要探索微粒运移损害的控制方法。选用南海深水疏松砂岩储层岩样，通过微粒吸附和释放实验以及岩心动态损害评价实验，探讨了纳米材料控制微粒运移损害的作用效果；实验分析了纳米颗粒吸附对岩石表面形貌、粗糙度及电性的影响；利用微粒与吸附纳米颗粒的岩石孔壁之间的相互作用能计算模型，分析了不同离子强度下储层微粒与岩石孔壁之间的总相互作用势能及作用机制。结果表明，纳米颗粒能有效控制深水储层微粒的运移，将其吸附并固定在孔壁表面。随着流体离子强度增加，控制运移的作用效果增强。其中，纳米氧化铝NP-1的作用效果最好，可明显提高深水储层岩心的渗透率恢复值，并且与深水钻井完井液具有良好的配伍性。模型计算结果表明，吸附纳米颗粒后，岩石孔壁与储层微粒之间的总相互作用势能下降，有利于岩石孔壁吸附、固定微粒，原因是纳米颗粒的吸附增加了岩石表面粗糙度及黏附力矩，也影响了表面电荷分布，有利于降低排斥势垒，并使初级势阱加深，提高岩石表面固定微粒的能力。因此，深水钻完井中，可通过加入纳米颗粒、适当提高工作液矿化度来减少微粒运移引起的储层损害。     

一种新的计算泥浆侵入储层电阻率分布的数学模型

水基钻井泥浆滤液侵入储层不仅是一个典型的水驱替油的过程,同时伴随着泥浆微粒的侵入和滤液中离子与储层水中离子的混合,改变储层的电阻率,影响测井解释结果.在经典油水两相驱替理论和微粒运移理论基础之上推导出了描述离子混合、泥浆微粒入侵、微粒在储层孔隙中运移、在孔隙表面沉积和在孔喉处被捕集的方程组;依据并联电路原理推导出了由岩石骨架 死孔隙结构、泥浆微粒在孔隙表面和孔喉的滞留部分、剩余油、注入水与油层水的混合液4部分并联电阻表达式.建立了一个计算泥浆侵入条件下电阻率剖面上分布的数学模型.用有限差分法进行了求解并给出了一个高侵算例.     

硫微粒在多孔介质中运移沉积模型

高含硫气藏开发过程中,伴有元素硫的析出沉积、气相组成变化和沉积的硫堆积在孔隙喉道污染地层等特殊现象,其中硫沉积是影响高含硫气藏开发的重要原因。在分析硫微粒在多孔介质中的运移和滞留的基础上,引入宏观气固流体力学中描述颗粒在气体中运移的流体力学模型,建立了硫微粒在多孔介质中的运移沉积模型。该模型考虑了硫微粒的产生、在气流中的悬浮运移以及在孔隙表面的沉淀、吸附等。     

疏松砂层微粒运移特征及对油井动态的影响

微粒运移伤害是疏松产层一种比较普遍又相当严重的地层伤害。本文着重讨论了水动力作用下孔隙微粒运移条件，结合室内实验分析了不同类型的驱动流体对运移产生的影响，最后应用实际生产数据对比分析了冀东油田馆陶组产层微粒运移伤害后油井的几种典型动态特征。     

日本触媒公司开发出高耐热有机微粒

正日经技术在线(日),2016-02-02日本触媒公司开发出高耐热有机微粒"IX-3-PM系列"产品,该产品在2016年1月27~29日东京有明国际会展中心举办的"新功能性材料展2016"会展上展出。将这种有机微粒混入到薄膜原料中,可在薄膜表面形成微细的凹凸,制成易于操作的薄膜。该薄膜与表面平滑的薄膜相比容易滑动,这样卷成卷后薄膜也更容易展开。     

阳离子PDMDAAC粘土稳定剂的研制

在注水开发的油田中，随着注水时间的延长，一部分注水井的注水压力越来越高，有的井甚至注不进水，从而降低水驱效果，影响原油产量及油田的采收率。引起这种现象的主要原因是地层中含有一定的粘土矿物，如高岭石、蒙脱石、伊利石和绿泥石等。蒙脱石由两层硅氧四面体夹一层铝氧八面体组成，层问表面均为氧层，联结力弱，当与水接触时，水可进入品层之问，晶层表面的可交换阳离子在水中解离扩散，形成扩散双电层，使表面带电，晶层之问相互排斥，产生膨胀，故蒙脱石属膨胀型粘土矿物。高岭石、伊利石和绿泥石或因层问易形成氢键，联结紧密，水不易进入层间，或因阳离子交换容量很小，水引不起膨胀，一般属非膨胀型粘土矿物。在地层流体冲刷下，非膨胀粘土可分散成片状微粒而运移，进入地层孔隙，堵塞喉道，降低地屡渗诱率．     

烃源岩孔隙流体介质对石油初次运移的影响

利用自主研制的地层孔隙热压生排烃模拟仪,系统开展了氮气—水蒸气、水蒸气—液态水体系、液态水和无水体系系列生排烃模拟实验,通过对排油效率的分析对比,探讨了烃源岩孔隙流体介质对石油初次运移的影响。在生油气阶段,烃源岩孔隙空间是保持一定温度和压力的多组分(烃气、非烃气、石油、地层水)流体共存的一种相态。液态地层水是石油初次运移过程中不可缺少的运移载体。水可能是首先吸附在岩石矿物的表面,起到了一种"润滑剂"的作用,阻止了石油在矿物表面的吸附,从而有利于石油的运移。同时,生油气过程中伴生的大量的CO2,由于其独特的超临界特性,易于溶解孔隙流体中的石油,降低了油水之间的界面张力和石油的黏度,减小了石油运移阻力,促进了石油的初次运移。     

相国寺储气库储层微粒运移伤害实验研究及应用

储气库强注强采、反复注采的生产特征决定了储层特征在不断变化,使用常规方法难以准确评价微粒运移对储层的伤害大小。为了给储气库注采方案的科学制定提供实验技术支持,以碳酸盐岩裂缝-孔隙型储气库储层为研究对象,针对储气库实际生产,建立了一套基于生产特征的实验方法;采用岩心伤害评价仪、扫描电镜及浊度仪开展微粒运移对储层伤害的实验研究,定量分析驱替压差递增、波动、正反向的变化引起微粒运移对储层的损害大小。研究结果表明:①基于生产特征建立的实验方法,驱替方式为压差递增、波动、正反向,驱替压差1.5～10 MPa,实现了模拟实际生产全特征的实验评价;②碳酸盐岩裂缝-孔隙型储气库储层微粒运移的第一临界压差4 MPa,第二临界压差8 MPa;③驱替压差波动更容易使前期堵塞孔喉的微粒发生进一步运移,产生自然解堵或新的堵塞,4～8 MPa的驱替压差产生解堵的效果,8～10 MPa的驱替压差产生新的堵塞;④驱替压差方向的变化,可使微粒在喉道及孔隙中来回振荡,使部分大微粒破碎成小微粒进而运移出,使储层渗透率在一定程度上得到改善,缓解储层的伤害。结论认为,碳酸盐岩裂缝-孔隙型储气库在注、采过程中控制一定的生产压差,不但能够满足生产需要,而且减小地面设备负荷,同时能有效缓解由于微粒运移导致的储层伤害。     

纳米SiO2颗粒改变岩心润湿性及提高采收率的室内研究

在油井生产过程中，近井地带的胶质、沥青质等有机质的吸附现象是普遍存在且不可忽视的，这种作用常常使岩石的亲水表面变为亲油表面，降低储层的渗透率和孔隙度，最终影响油气的运移和开采。有针对性地调整和改善油藏润湿性，使之向着有利于提高采收率的方向改变，完全可以实现更好的驱油效果。为此，本文研究了纳米SiO₂颗粒对改变岩心润湿性及提高采收率的影响。结果表明：纳米SiO₂颗粒可改变岩心润湿性，使之从强亲油状态转为强疏水疏油状态。疏水纳米SiO₂颗粒可高效剥离原油，吸附在岩心表面改变其润湿性，改善原油流体流动状态，从而提高水驱采收率。     

实验室岩心试验中的地层伤害和泥饼结构：模拟及模型辅助分析

本文介绍了在实验室岩心试验中用于地层伤害分析的一种数学模型，该模型考虑了砂岩表面的泥饼结构、外部颗粒侵入、地层微粒释放、外部粒和地层向微粒的运移和保留、颗粒的相间转换和孔隙度及渗透率的蚀变，还包括两相流条件中微粒的孔隙表面湿润性和相对渗透率及毛细压力对地层伤害的作用。模型和出的模拟结果与从岩心试验中取得的试验结论完全一致。使用这个模型进行地层伤害分析应归因于实验室岩心试验中颗粒的处理。     

吸附原油对质子核磁共振影响的实验室研究

质子NMR(核磁共振)测量是饱和砂岩中水的T1和T2弛豫时间，砂岩颗粒表面上含有不同量的吸附原油。砂岩孔隙度、表面积、颗粒密度和抽取的孔隙水的弛豫时间是通过实验方法确定的。油的吸附改变了饱和于砂岩中水的驰豫时间，这种改变是通过表面积和表面弛豫率的变化来改变的，表面弛豫率这个参数常常用于量化孔隙空间表面对降低NMR弛豫时间的能力。在某些情况下，油附到表面可减小表面积。观察表明：油以某种方式覆盖在砂岩表面上可减少表面的粗糙度。当大量的油加到砂岩表面上时，砂岩表面积增大。表面弛豫率随吸附油量改变是受纯净的、不含油的表面弛豫率控制的。在Wedron砂岩中，用一个天然砂岩的表面弛豫率作标准，弛豫率随砂岩颗粒表面油的增加而降低。A-A砂岩为一块洁净的、纯石英砂岩，弛豫率由不含油岩样的非常低的值增加到所解释的油表面的较高值。     

非膨胀粘土的分散和运移

简要总结了国内外室内评价非膨胀性粘土矿物分散运移盐度敏感性的几个特征参数(一价简单盐水临界盐浓度、盐水临界浓度梯度、复合盐水临界盐浓度、临界总体阳离子强度及颗粒表面Ca2+临界覆盖率)后认为:1.孔道表面微粒的分散与运移,除受胶体力影响外,还要受水力、重力等因素的影响;2.非膨胀粘土微粒分散运移对NaCl/CaCl2进而对一般二价非对称复合盐溶液的敏感性与对一价对称简单溶液的敏感性有着本质的区别,不能采用相同的理论模型来进行预测;3.对于每种非膨胀粘土矿物,不但存在临界总体阳离子强度和复合盐水临界浓度,而且会存在总矿化度临界梯度,当总矿化度梯度大于总矿化度临界梯度时,将会引起微粒的大量分散运移;4.在注入复合盐水时,由一种盐水体系转化为另一种体系,开始浓度越高,变为临界总体阳离子强度以下低浓度体系时,引起的渗透率下降越严重;5.运用静力学支撑点处力短平衡原理作为运移判定条件,当粘土表面不能提供支点时(如表面很光滑),得到的临界流速为零,即只要一有流动,微粒就会运移。     

无机正电胶双聚钻井完井液技术研究

表面润湿性和电性是油藏岩石的两个重要表面特性。润湿性通过控制油藏岩石孔隙中流体的分布和非混相流体的流动、决定岩石孔道中毛细管力的大小和方向、控制油气层微粒的运移三个方面，影响油气采收率。地层微粒保持中性润湿可以避免地层微粒运移导致的油气层损害；地层表面保持中性润湿，有利于提高水驱的波及系数，有利于提高原油采收率。油藏岩石表面带电性影响原油在岩石孔隙中的渗流，电中性的岩石表面不仅使原油易于通过岩石多孔介质，而且使原油不产生电性润湿现象，因而有利于提高采收率。在综合分析钻井完井液性能与井壁稳定、油气层保护和提高油气采收率关系的基础上，提出了钻井完井液不仅应该满足钻井正常作业和保护油气层的要求、还应该有利于提高油气井产能的观点，并以无机正电胶、聚合醇和聚合物为主剂，开发了无机正电胶双聚钻井液体系。试验表明，该体系兼有正电胶钻井液和聚合醇钻井液的优点，具有独特的流变性、优良的润滑性、稳定井壁作用，以及显著的保护储层和提高油气采收率的功能。     

注入水水质控制中一个问题的初探

粘土矿物的膨胀、分散和微粒运移造成地层孔隙的堵塞,是水敏性砂岩地层注水工艺中地层损害并导致吸水能力下降的重要原因,水质控制问题是一个十分关键的问题。本文初步建立了颗粒表面电荷特征的系统分类模式,以及这一模式与粘土矿物的膨胀、分散和微粒运移规律之间的本质联系,及其与注入水水质控制之间的相关规律,对中低渗透性矽岩油藏注水工艺中防止地层损害具有十分重要的参考作用。     

注入水水质控制中一个问题的初探

粘土矿物的膨胀、分散和微粒运移造成地层孔隙的堵塞,是水敏性砂岩地层注水工艺中地层损害并导致吸水能力下降的重要原因,水质控制问题是一个十分关键的问题。本文初步建立了颗粒表面电荷特征的系统分类模式,以及这一模式与粘土矿物的膨胀、分散和微粒运移规律之间的本质联系,及其与注入水水质控制之间的相关规律,对中低渗透性矽岩油藏注水工艺中防止地层损害具有十分重要的参考作用。     

微粒运移评价方法及新型微粒稳定剂FS—1

建立了一种比较完善的室内研究油气层中微粒运移程度的实验方法,用该方法对几种常见的微粒稳定剂和研制的新型微粒稳定剂FS—1的运移程度和运移效果分别进行评价。结果表明,常規微粒稳定剂防止微粒运移的效果很差,而FS—1则具有很好的抑制地层微粒运移的效果,能使处理后岩心微粒的运移程度降低90％左右,岩心渗透率损失减少80％以上;其效果与国外的同类产品相当;FS—1还具有一定的防止粘土膨胀的作用,并具有化学稳定性、抗温性及使用方便等优点。     

二氧化硅纳米流体在储集层微粒运移控制中的应用

利用SiO_2纳米流体开展岩心驱替实验,通过注入SiO_2纳米流体改变孔壁的表面性质,加强颗粒与孔壁间的吸引力,克服水动力排斥力,以提高临界流速,控制储集层中微粒运移、提高注液速度。在注水过程中注入SiO_2纳米颗粒控制微粒的运移,有助于设计更高的产/注液速度。驱替实验结果表明质量分数为0.1%的SiO_2纳米流体控制微粒运移的性能最好,可将微粒运移量降低80%。增加注入流体的盐度并不能改善纳米流体控制微粒运移的性能。通过测量岩心表面的Zeta电位,得知SiO_2纳米颗粒由于带负电荷不能改变孔壁上的Zeta电位。原子力显微镜(AFM)分析证明,控制微粒运移的主要机理是SiO_2纳米流体增加了孔壁的粗糙度,需要更大的水动力才能使多孔介质中的微粒开始移动。对于所有实验都计算了微粒上的总作用力和扭矩,理论结果与实验结果吻合,计算结果表明微粒主要以滚动机理从孔壁脱落。     

玻璃板填砂模型大孔道形成过程模拟实验

为了系统深入地认识地层微粒运移出砂形成大孔道的规律及其对油田生产的影响，采用玻璃板填砂模型开展了平面驱替模拟实验，研究疏松砂岩油藏地层微粒运移与出砂的规律、影响因素及其后果。结果显示，大孔道的形成是一个在主流线上分枝发展的“灾变”过程，主要受胶结程度、非均质性、油水粘度比、流体冲刷、摩擦拖拽和携带运移作用等因素的影响。大孔道一旦形成，注入水沿大孔道快速突窜到生产井，使油田的开发更加困难，而且大大降低油藏的采收率，其后果是灾难性的。应当在系统研究的基础上采取适当的措施对大孔道加以控制。     

金属胶体催化剂及其应用

1 前言近年来,金属胶体催化剂越来越受到重视。这种催化剂是用聚乙烯吡咯烷酮等可溶性高分子或表面活性剂作保护剂,以硼氢化钠、醇类等为还原剂,制成粒径最小为几A的铂、钯一类贵金属为主的超微粒子分散体系的胶质体。使其与载体接触吸附,或与保护剂形成     

两性聚合物堵剂的合成与应用

两性聚合物是由阴离子单体、阳离子单体和(或)非离子单体合成的一种二元或三元共聚物。由于分子链上含阳离子基团,因此能使聚合物牢固吸附于带负电荷的地层岩石上,其阴离子、非离子基团与水形成强氢键,所以能阻碍水之流(低)动,大大降低水的渗透率;油流通过时聚合物分子收缩,卷曲在孔隙壁上,故对油的流动阻力很小,因而作为油水比控制剂而被广泛应用。