无机微粒聚合物凝胶深部调剖体系研制及应用

针对飞雁滩油田开发中存在着注入水易沿优势流场窜进,开发效果变差的实际问题,研制了无机微粒聚合物凝胶深部调剖体系及施工工艺,并在飞雁滩油田埕126区块开展了9井次深部调剖现场应用,工艺成功率100％,对应油井见效率82.6％,累计增产原油30.018 8 kt,降水2.3 ×104 m3,投入产出比1∶8.21,取得了显...     

缓膨高强度深部液流转向剂实验室研究

基于深部调剖(调驱)液流转向改善水驱技术发展要求,通过材料分子结构设计,在常规吸水体膨网络结构中引入控制吸水速度的高分子网络,形成具备缓膨、高强、性能可调等综合特性的互穿网络结构体系.通过扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)等方法进行了材料微观结构分析,观察到材料互串结构的均匀性.静态吸水体膨实验表明,缓膨颗粒转向剂在水中具有良好的悬浮分散性,完全吸水膨胀时间大于20 d,吸水后弹性模量在104Pa以上,远高于常规体膨颗粒类转向剂.填砂管物理模拟实验证实其具有良好的深部注入性能及吸水体膨封堵性能,可有效克服常规体膨颗粒材料吸水膨胀速度过快、强度较低、进入地层深度有限等不足,为深部液流转向改善水驱(聚驱)技术的实施提供了物质条件.     

油田深部液流转向技术

针对进入高含水阶段的油田,要稳产必须进行大幅度提液和大量注水。地层由于长期注水冲刷形成大孔道窜流,造成注入水严重低效循环,使得采油成本大幅度上升。堵水调剖技术在一定程度上改善了水驱开发效果,但由于其处理半径有限,不能解决油井水窜问题。因而,提出了利用深部液流转向剂改变注入水流场、遏制注入水通过高渗及强水洗部位无效循环的研究思路及作用机理,并结合机械器材使转向剂发挥作用。     

抗剪切耐盐无机铝凝胶深部调剖剂研究

针对有机凝胶抗剪切性和耐盐性差的问题,采用无水氯化铝与活化剂尿素制备了一种抗剪切、耐盐的无机铝凝胶深部调剖剂。室内实验考察了质量浓度、温度、矿化度对铝凝胶胶凝时间的影响,并采用物理模拟实验从注入性能、封堵性能和耐冲刷性能3个方面对无机铝凝胶的应用性能进行了评价。研究结果表明：无机铝凝胶的胶凝时间为16～824 h,且可调,温度对无机铝凝胶的胶凝时间的影响较大,当温度小于80 ℃时,无机铝凝胶的热稳定性较好;矿化度（包括Na+,Mg2+和Ca2+）及剪切时间对无机铝凝胶的胶凝时间的影响较小,具有较高的耐盐、抗剪切能力;物理模拟实验结果表明,无机铝凝胶具有较好的注入性能、封堵性能和耐冲刷性能,封堵率在98%以上,能够满足80 ℃以下油藏深部调堵的需要。     

插层聚合物凝胶深部液流转向剂的研制与性能评价

为了开发出一种新型低成本、高性能的深部液流转向与调驱剂,利用现代插层复合技术,对目前调剖调驱中常用的聚丙烯酰胺进行聚合物合成改性,采用原位聚合合成方法,研制了一种新型插层聚合物凝胶转向剂,其插层聚合物、交联剂和助剂的浓度分别为0.15% ~0.35% 、0.15% ~0.22% 、0.005% ~0.220% ,其成胶时间为6~100 h可调。实验研究表明,该插层聚合物凝胶转向剂具有较好的抗剪切性、与油田水的配伍性、热稳定性及封堵性能,可满足油田条件下的深部调驱和改善水驱开发效果的需要。其与现有的常规聚合物体系相比成本可降低10% ~15% ,表明该体系具有良好的应用前景。     

适宜高温高盐地层的无机涂层调剖剂室内研究

交联聚合物调剖在高温、高地层水矿化度条件下的应用受到限制。为了解决塔里木盆地高温、高矿化度地层水深昙油藏的调刮问题．研究了WJSTP无机凝胶涂层调剖剂。该调剖剂与高矿化度地层水反应后形成密度与水相当的无机凝胶,以吸附涂层方式在岩石骨架表面逐渐结垢．形成无机凝胶涂层,使地层中的流动通道逐渐变窄而造成流动阻力．达到使地层流体转向、扩大波及体积的目的。采用瓶试实验和岩心物理模拟方法．研究了该调剖剂与油田水反应的凝胶化性能,以及无机凝胶涂层对多孔介质的封堵性能,并通过管流试验模拟涂层对大孔道的封堵效果。结果表明．WJSTP调剖剂与高矿化度地层水形成的无机凝胶具有极好的耐温、耐盐及热稳定性能．通过多次涂层．可买现多孔介质中不同程度的封堵．在管流模型中获得同样的无机凝胶涂层封堵效果。图3表1参7     

柔性转向剂深部液流转向机理

柔性转向剂化学稳定性高，单轴抗拉、抗压缩实验表明柔性转向剂可任意变形，韧性好、不易破碎断裂。一维孔喉模型实验表明柔性转向剂的门槛压力与喉粒径比呈指数关系，当地层压差大于柔性转向剂的门槛压力时，柔性转向剂运移；否则柔性转向剂停留在地层中。网络模型实验表明，柔性转向剂颗粒通过弹性变形、塑性变形、造粒、粘连4种形式交替运移，并以“散兵”式分布在地层微小孔喉处，通过叠加原理形成暂堵蠕动带实现对地层的全程调剖并最终停留在地层深部实现深部液流转向。王官屯油田官74区块柔性转向剂调剖现场试验取得了预期效果，说明柔性转向剂可有效解决高含水油田开发后期大量注入水沿油水井间大孔道无效循环、注入水波及效率较低的问题。图9参16     

深部液流转向剂ZYTQ01在濮城油田南区沙二上2＋3层的研究和试验

濮城油田南区沙二上2 3层内非均质严重，综合含水率已达92％。为进一步提高采收率，增大波及体积，使注入水在深部发生液流转向．研制了新型调驱剂ZYTQ01，并在该区块开展了先导试验，取得了较好的增油效果。     

柔性深部液流转向剂SR-3的力学性能

液流转向剂SR-3是一种柔性的交联聚合物颗粒,在HPAM溶液中的悬浮体用于储层深部调剖.实验考察了SR-3的多项力学性能,结果如下.SR-3在单轴拉伸中发生屈服及延性断裂;在单轴压缩中不破裂;在动态剪切中特别是高温下(70～90℃)易发生屈服及塑性流动;G′值高,约在2200 Pa上下,随温度变化辐度小,G″值低,约在200～400 Pa范围,随温度变化幅度大,应力超过约600～800 Pa时或温度高于70℃后G′急剧下降,G″急剧上升,发生塑性剪切流动;在拉伸蠕变和恢复测试中,瞬时弹性变形所占比例很大,可恢复的推迟弹性变形(黏弹性变形)所占比例较小,残余变形随拉伸应力增大而迅速增大.SR-3颗粒剂弹性大,强度高,变形能力强,易发生蠕变,在90℃高温下也可使用.图8表1参9.     

渤海SZ36-1油藏深部调剖剂研究与应用

渤海SZ36-1油田具有油田水矿化度高、砾石充填完井及平台生产空间狭小等特点，常规深部调剖剂的溶解及耐盐性不能满足该油田深部调剖的要求。研制出抗盐速溶交联聚合物弱凝胶深部调剖剂（RNSTP—CTm），它由梳形抗盐聚合物、间苯二酚及复合助剂等组成。室内及现场试验均表明，该调剖剂在高矿化度盐水中能迅速地分散溶解，适宜在温度40～70℃、矿化度40g／L以下的油藏和作业空间受限的海上油田及陆地油田进行注水井深部调剖。SZ361-1-A21井深部调剖试验后，井组日增油50～60t、有效期超过1a，累计增油超过万吨，取得了良好的深部调剖效果。图7表2参9     

无机凝胶调剖剂的研制及应用

研究了无机凝胶体系的最佳配比以及温度等条件对成胶时间的影响，考察了体系成胶前的易注入性，成胶后在高温高盐条件下的堵塞能力。经过在胜坨油田T143断块高温、高盐中低渗油藏的应用，取得了较好的效果，对现场具有指导作用。     

一种适用于高温体系的深部调驱配方研究

深部调驱已经在辽河油田很多的区块进行了试验,取得了不错的效果,但是由于辽河油田情况复杂,存在一些区块温度高,目前的配方体系不能满足现场应用的状况.本文针对这种情况,以具体的区块HN-3为例,开展了高温条件下的深部调驱配方的设计.收集了三种高温用交联剂,两种聚合物,四种体膨颗粒,并结合具体情况对聚合物、交联剂和体膨颗粒的种类和浓度进行了优化,最终得出了两个段塞的配方：主段塞：0.30 ％P＋0.30 ％XJ-1;强化段塞：0.30％P＋0.30 ％XJ-1＋0.50 ％HP-3,并对配方的热稳定性能进行了评价.     

弹性冻胶分散体与孔喉匹配规律及深部调控机理

弹性颗粒型调驱剂与油藏孔喉匹配规律研究的缺乏是造成现场弹性颗粒调驱施工盲目性大、措施成功率低的主要原因。针对这一技术问题,通过室内物理模拟实验,以弹性冻胶分散体在岩心中的注入性及调控能力为指标,研究了不同匹配系数条件下弹性冻胶分散体（DPG）颗粒与油藏孔喉的匹配规律,并提出了冻胶分散体颗粒在岩心孔喉中的匹配及深部调控机理,为其在油田的实际应用奠定了基础。实验研究表明：冻胶分散体颗粒呈较规则的圆球状且粒径分布均匀集中;当匹配系数优选为0.20~0.31时,冻胶分散体颗粒在岩心中兼具良好的注入性能和调控能力;通过多点测压和扫描电镜实验观察到,在优选的匹配系数范围内,冻胶分散体颗粒在岩心的前端、中端、末端均有堆积,且长岩心各区间封堵率均可达到80%以上,证明了冻胶分散体颗粒能够在多孔介质中实现深部运移,并且在多孔介质深部实现有效调控;根据压差梯度分析得到匹配规律及深部调控机理：当匹配系数较大时,冻胶分散体颗粒在近井地带快速堆积,造成注入压差急剧升高,甚至堵塞、污染地层;当匹配系数较小时,冻胶分散体颗粒不能在大孔喉或优势通道中实现有效堆积,无法对大孔喉或优势通道实现有效调控;当匹配系数在优选范围内时,冻胶分散体兼具良好的深部运移能力及深部调控能力,可以实现地层深部液流转向,大幅度提高波及系数。     

无机微粒交联聚合物凝胶深部封窜调剖剂ZDH的实验评价

为改善埕东油田因长期注水开采导致的水窜严重现象,研制了1种无机微粒交联聚合物凝胶深部封窜调剖剂ZDH。为确保ZDH在现场开采中的实际应用性,对其进行了地层适应性及封堵性能的实验室研究。室内评价结果表明,ZDH能够满足温度60～80℃、矿化度5 000～11000mg/L油藏条件的深部封窜的要求;可增加封窜体系强度和热稳定性;封堵强度≥5MPa/m,室内稳定时间大于180d;对渗透率差异较大的单管岩心均具有较强的封堵能力,对无隔层非均质并联岩心具有明显的调驱能力。现场试验结果表明,ZDH的注入可使注水井注水压力增加1.8 MPa,使对应油井增油475t,开发效果显著。     

暂堵调剖剂研究及其应用

在提出暂堵调剖理论的基础上 ,分析了暂堵调剖工艺及暂堵剂的研究方向。通过对一种颗粒型水溶性暂堵剂的封堵率、耐压强度、暂堵时间、颗粒大小等的室内实验 ,研制出了一种用于注水井调剖的暂堵剂配方。现场应用表明暂堵调剖工艺成功 ,暂堵调剖的剖面改善效果明显 ,对应油井增油效果好于常规调剖。     

区块整体弱凝胶调驱矿场试验及效果

利用弱凝胶在高渗透大孔道中的运移及低渗透小孔隙地层中的不可入性能,对存在高渗透通道的水驱油藏进行深部调驱试验,可以改善高含水开采期油层深部的非均质程度,实现油藏的稳油控水(或增油降水).应用弱凝胶在辽河茨榆坨采油厂青龙台油田龙-11区块进行的整体调驱矿场试验结果表明,弱凝胶深部调驱可以有效地改善了严重非均质油藏高含水开采期的水驱开发效果,减缓了油田的自然递减速度,并获得较好的增油降水效果.在实施1.5a内,不考虑自然递减及其他作业措施的情况下,区块累积增油7126.1t,产水量减少14054m³,投入产出比大于1:7.     

有机凝胶调剖剂强度的剪切恢复性能研究

采用动态剪切实验研究了两种有机凝胶类调剖剂强度的剪切恢复性能,通过测定不同条件下凝胶体系的储能模量耗能模量和相位角的变化,分析了在聚交比一定的条件下,聚合物浓度、温度以及交联剂类型对凝胶剪切后强度恢复性能的影响。结果表明:在一定的应力下,随着聚合物浓度的增加,凝胶的成交点频率向低频移动;相同聚合物浓度和放置时间下,有机金属交联型调剖剂的强度大于有机酚醛交联型调剖剂;同种凝胶体系,在聚交比一定的条件下,浓度高时体系强度的剪切恢复性能好;对于两种凝胶体系来说,温度升高使得体系的剪切恢复性能下降;有机金属交联的凝胶体系剪切恢复能力高于有机树脂交联的凝胶体系。     

应用CT研究水平井置胶成坝深部液流转向机理

根据水平井置胶成坝深部液流转向技术思路,采用室内水驱油实验结合计算机断层扫描(CT)成像技术,研究水平井置胶成坝提高采收率机理。人工胶结非均质模型表面用环氧树脂浇铸,对模型置胶成坝前后水驱油过程进行CT动态扫描,观察胶坝分布特征,跟踪非均质模型内部油水分布、水驱流线改变、流体饱和度分布及其动态变化。结果表明:对于正韵律油层,应用水平井置胶成坝,能够有效封堵高渗透层位深部窜流通道,使注入水转向驱替,启动低渗透层位剩余油。置胶成坝后,水驱采收率提高16.7%,含水上升速度减慢。水平井置胶成坝技术突破了堵剂深部放置的技术瓶颈,实现油藏深部液流转向,有效扩大了水驱波及体积,是正韵律厚油层高含水期一项有前景的控水挖潜技术。