裂缝型碳酸盐岩储层暂堵转向酸压实验评价与工艺优化

四川盆地茅口组储层天然裂缝发育程度不同,非均质性强,均匀布酸困难,导致储层目标层段改造不均匀,影响单井储层改造效果.为提升强非均质裂缝型储层的整体改造效果,基于3D打印裂缝岩板模拟技术,模拟研究了不同完井方式下非机械方式暂堵转向工艺,优选了耐温、承压能力的暂堵转向材料,评价了不同裂缝下暂堵转向材料含量、粒径组合等设计参...     

酸压用微膨胀可降解凝胶暂堵剂的研制与应用

针对碳酸盐岩储层转向酸压所用暂堵剂耐酸性差、解堵工艺复杂、成本高的问题,以自制的季铵酯（JD-1）为交联剂,采用水溶液自由基聚合法制备了一种酸压用微膨胀可降解凝胶暂堵剂（WDS）。评价了WDS的降解性能、封堵性能及对储层的伤害性,并在HY井进行了现场施工应用。结果表明,WDS在HCl溶液或不同矿化度水溶液中呈现先微膨胀后降解的变化规律。当温度由70℃提高到120℃,WDS在10%HCl溶液中完全降解的时间由78 h缩短为45 h。当HCl质量分数由3%增至20%时,90℃下WDS完全降解的时间由75 h缩短为48 h。盐浓度越大,WDS完全降解的时间越长。岩心驱替实验结果表明,WDS注入量越大、裂缝宽度越窄,暂堵压力峰值越大,达到最高暂堵压力的时间越短。WDS对岩心的伤害性较小,岩心渗透率恢复值可达到90%以上。在现场应用中使用WDS后,油压上升了10 MPa,暂堵转向效果显著。     

浅层页岩气投球转向压裂工艺及应用

水力压裂过程中,投暂堵球封堵孔眼是一种低成本的限流转向工艺,能有效提高改造体积。本文通过研究暂堵球在水平井段的运动规律,分析了影响暂堵球座封孔眼效率的因素,得到了泵送排量、暂堵球直径、孔眼数量与座封效率的关系。分析结果表明：常规施工排量以及暂堵球粒径都满足使暂堵球稳定座封于孔眼的条件,并且提高施工排量、合理选取暂堵球直径有利于提高暂堵球封堵孔眼效果。现场投球暂堵转向应用表明,暂堵后地层开启新破裂,同时也增加了裂缝的条数。通过对暂堵球座封孔眼效率影响的分析,可为现场投球转向工艺提供工程指导。     

可逆凝胶暂堵工艺技术研究与应用

高压注水井在检串作业中泄压时间较长或压力泄不掉,容易造成地层能量损失,并给水处理造成较大压力。通过研究可逆凝胶暂堵技术工艺,使之达到产层的暂堵,屏蔽生产层压力,抑制地层流体外溢,实现常规检串。修井结束后,堵剂自行降解,不影响后续正常注水。可逆凝胶技术成功进行两口井应用,达到预期效果,解决了带压作业修井周期长、进度慢、成本高的问题,提高了生产效率,具有较高的研究推广价值。     

无固相凝胶堵剂NSG-2的合成与性能评价

以田菁胶、磨芋胶、多聚甲醛和凝胶增强剂为主要原料，合成新型的无固相凝胶定时堵剂NSG-2。实验研究了NSG-2的合成条件，并对其性能进行了评价。结果表明：该堵剂通过控制合成条件，能在漏层部位定时堵隔和解堵，有利于保护油气层。     

油溶性暂堵剂YDJ-1的制备及性能评价

随着油田注水开采的日益增加,储层非均质性增加、综合含水上升,严重制约着原油产量.堵水酸化作业能有效封堵高渗透层,提高低渗透层的可动用储量,使酸液均匀分布在地层,有效缓解层间矛盾.通过优选堵水不堵油的材料,制备得到具有选择性封堵的YDJ-1油溶性暂堵剂,其配方为:70％C9石油树脂+15％改性沥青+7％黄原胶+8％纳米纤...     

一种高摩阻凝胶暂堵剂的开发

HFriGel是一种黄原胶、植物胶混合物的改性产品。常温下,HFriGel加入水中后不增黏。泵入地层中后,在地层温度及凝胶调节剂的作用下,HFriGel逐渐增黏并进入地层中,完全凝胶后失去流动性形成类固体的凝胶,对地层起到封堵作用。HFriGel是一种地下凝胶的高摩阻凝胶暂堵剂,具有自适应、高摩阻、凝胶时间可控、易降解等特点。其凝胶速度可通过调节凝胶调节剂的加量来控制,可泵送时间从10~40 min可调。完井、修井作业结束后,HFriGel凝胶在内置破胶剂的作用下自动降解解堵,其残渣率低于200 mg/L,远低于压裂液550 mg/L的标准要求。     

致密储层缝内暂堵转向压裂工艺技术

随着油气田勘探开发的不断深入,非常规致密油气藏已经成为油田增储上产的主要研究对象,该类型储层渗透率低(<0.1×10?3?μm2)、两向应力差值大(>10?MPa),单纯依靠大排量、大液量改造以形成缝网的难度较大,需通过缝内暂堵转向压裂技术进一步增大净压力,提高裂缝复杂程度.暂堵剂类型的优选和用量设计是决定复杂缝网形成...     

助破胶胶囊型压裂屏蔽暂堵保护剂的制备与性能评价

为降低压裂过程中压裂液滤失侵入储层、破胶后的固相残渣等给储层带来的伤害,基于屏蔽暂堵油气层保护理论,结合微胶囊破胶剂的特点,以有机酸为芯材、乙基纤维素为囊材、聚乙烯吡咯烷酮为致孔剂、聚乙烯醇为保护剂,采用液中干燥法制备了助破胶胶囊型压裂屏蔽暂堵保护剂TD-1,优选了制备工艺条件,评价了TD-1的性能。结果表明,在聚乙烯醇加量2.0%、乙基纤维素与聚乙烯吡咯烷酮加量4.0%、搅拌速率为500 r/min的条件下制得的TD-1主要粒径约为300μm,包覆芯材有机酸的含量为34.1%,释放率为69.0%。TD-1有助于压裂液的破胶,可使压裂液破胶液黏度降低35.6%,固相残渣含量降低44.9%,并对压裂液黏度与破胶时间的影响较小。TD-1可在储层表面形成暂堵带,降低压裂液滤液、固相物质侵入储层造成伤害,提高渗透率恢复率11.32%,使岩心渗透率恢复率达82.47%,具有良好的屏蔽暂堵保护油气层的作用。图5表2参24     

抗高温纤维强化凝胶颗粒堵漏剂

井漏是钻井过程中常见的复杂难题,针对常用聚合物凝胶堵漏剂抗温性能差、承压封堵能力弱的问题,通过分子结构设计,以丙烯酰胺、甲基丙烯酸丁酯和2-丙烯酰氨基-2-甲基丙磺酸为单体,柔性纤维为强化材料,过硫酸铵为引发剂,通过与自制大分子交联剂BWL聚合反应,制备了一种新型抗高温纤维强化凝胶堵漏剂。研究了柔性纤维对凝胶堵漏剂流变性能的影响,通过扫描电镜、热重、承压堵漏实验等对凝胶堵漏剂的微观结构、热稳定性、吸水膨胀性和承压堵漏性能进行了研究。结果表明:柔性纤维增强了凝胶堵漏剂的空间网架结构,使其韧性更强;凝胶堵漏剂颗粒具有良好的热稳定性和吸水膨胀性,通过“吸水膨胀、挤压充填”的堵漏原理对漏失通道进行封堵,在140℃下对高渗透性漏失层的封堵承压高于7 MPa,对宽裂缝漏失通道封堵后承压高于5 MPa,可满足高温高压漏失地层中堵漏目的。      

热响应复合凝胶转向剂的合成及性能研究

为提高无机凝胶的强度、避免在无机凝胶中加入聚合物后出现沉淀和析出的现象,采用低成本聚合硫酸铝铁、尿素、丙烯酰胺、引发剂过硫酸铵及交联剂N,N-亚甲基双丙烯酰胺合成了热响应复合凝胶转向剂,利用红外光谱、扫描电镜对其微观结构进行了表征,研究了复合凝胶转向剂的耐温性和耐冲刷性。研究结果表明,热响应复合凝胶转向剂适宜的合成条件为(以质量分数计):2.0%数3.0%丙烯酰胺、1.5%数2.5%聚合硫酸铝铁、0.4%数0.8%尿素、0.03%数0.05%过硫酸铵、0.02%数0.04%N,N-亚甲基双丙烯酰胺,成胶温度50数90℃。该转向剂成胶时间可控(5数36 h),凝胶强度大(3×10~4m Pa·s),克服了普通无机凝胶成胶快的缺陷;同时该转向剂具有良好的注入性及深部运移性能,成胶前溶液的表观黏度10 m Pa·s,可以实现大剂量注入并深部放置;复合凝胶的热稳定性良好,在90℃下老化120 d后的黏度保留率为87.4%;复合凝胶的封堵与耐冲刷能力好于普通无机凝胶及有机凝胶,其对岩心的封堵率大于98%,满足现场调驱施工的要求。     

微纳米胶囊缓释凝胶的制备与性能评价

为达到延缓聚合物凝胶成胶时间的目的,以部分水解聚丙烯酰胺、交联剂J₁（醋酸铬）和J₂（酚醛树脂）、除氧 剂D-异抗坏血酸、疏水性气相纳米二氧化硅为原料制备了一种微纳米缓释凝胶。利用疏水颗粒在水溶液中的自 组装作用将交联剂溶液封装于颗粒胶囊内部后加入聚合物溶液中,通过缓慢释放交联剂来实现延缓成胶时间的 目的。研究了pH值对疏水颗粒封装能力以及疏水颗粒浓度对胶囊热稳定性、凝胶成胶时间、凝胶强度的影响。 研究结果表明,缓释胶囊适用的溶液pH 值范围为2～10,胶囊中疏水纳米二氧化硅颗粒用量为10%时,胶囊在 240 h 后30 ℃下分水率为3.33%,120 ℃下分水率为26.67%,稳定性良好;使用疏水纳米二氧化硅颗粒用量为 10%的胶囊后,凝胶在30 ℃下成胶时间由48 h 延长至486 h,在120 ℃下由1 h 延长至144 h;30 ℃下成胶的凝胶 储能模量G''由43 Pa 增至313 Pa,屈服应力由102 Pa 增至202 Pa。疏水颗粒制备的缓释胶囊具有较好的热稳定 性,不仅能够延缓凝胶的成胶时间,而且能够增加凝胶的强度。     

超强吸水颗粒型凝胶调驱剂的合成与性能评价

以阴离子单体丙烯酸、阳离子单体季铵盐、非离子单体丙烯酰胺等为主要原料,加入无机共混物、双甲基丙烯酰胺交联剂、过硫酸盐水溶性引发剂,合成了超强吸水颗粒型凝胶调驱剂,确定了最佳配方及合成条件,中和度90%～125%,总单体质量分数30%～50%,以总单体质量为基准,引发剂质量分数0.10%～0.20%、交联剂质量分数0.08%～0.12%、丙烯酰胺质量分数40%～70%、丙烯酸质量分数10%～30%、季铵盐质量分数10%～30%、无机共混物质量分数10%～50%,反应温度50～70℃。对该颗粒型凝胶调驱剂进行了性能评价,结果表明,该产品具有高膨胀性以及较好的延迟膨胀、耐温抗盐、耐冲刷及油水选择等能力。     

抗高温纤维强化凝胶颗粒堵漏剂

井漏是钻井过程中常见的复杂难题,针对常用聚合物凝胶堵漏剂抗温性能差、承压封堵能力弱的问题,通过分子结构设计,以丙烯酰胺、甲基丙烯酸丁酯和2-丙烯酰氨基-2-甲基丙磺酸为单体,柔性纤维为强化材料,过硫酸铵为引发剂,通过与自制大分子交联剂BWL聚合反应,制备了一种新型抗高温纤维强化凝胶堵漏剂。研究了柔性纤维对凝胶堵漏剂流变性能的影响,通过扫描电镜、热重、承压堵漏实验等对凝胶堵漏剂的微观结构、热稳定性、吸水膨胀性和承压堵漏性能进行了研究。结果表明：柔性纤维增强了凝胶堵漏剂的空间网架结构,使其韧性更强;凝胶堵漏剂颗粒具有良好的热稳定性和吸水膨胀性,通过“吸水膨胀、挤压充填”的堵漏原理对漏失通道进行封堵,在140℃下对高渗透性漏失层的封堵承压高于7 MPa,对宽裂缝漏失通道封堵后承压高于5 MPa,可满足高温高压漏失地层中堵漏目的。     

一种延迟交联铬冻胶的研制及性能评价

为获得成胶时间可调、 耐温抗盐性能好的高强度铬冻胶, 通过加入能显著改善成胶效果的添加剂研制了能满足 50数 90℃油藏温度的铬冻胶调剖剂。采用强度代码 GSC法和突破真空度法研究了部分水解聚丙烯酰胺（HPAM） 和交联剂重铬酸钠 （Na₂Cr₂O₇） 加量、 还原剂 Na₂SO₃和硫化物 HN质量比、 温度和矿化度等因素对铬冻胶成胶时间和冻胶强度的影响, 并考察了冻胶体系对岩心的封堵和驱油效果。结果表明, 随 HPAM加量的增大, 冻胶成胶时间缩短, 强度增大; 随 Na₂Cr₂O₇加量的增大, 冻胶成胶时间缩短, 强度先增加后降低; 随 Na₂SO₃和硫化物HN 质量比的降低, 冻胶成胶时间延长, 强度降低; 铬冻胶的最佳配方为： 0.5% HPAM、 0.24% Na₂Cr₂O₇、 0.16%Na₂SO₃和 0.30% HN; 体系中添加 HN后, 成胶时间由 5 h延长至 17 h, 冻胶强度（突破真空度 BV值）由 0.076降至0.070 MPa; 温度升高, 冻胶成胶时间缩短, BV值增加; 矿化度增加, 冻胶成胶时间延长, BV值降低; 对高渗管的封堵率大于 96%, 可提高原油采收率 21.6%～22.8%。冻胶的耐温抗盐性良好, 热稳定性较好, 适合矿化度低于50 g/L、 温度为 50数 90℃油藏的调剖堵水。图4表6参15     

高分子预交联凝胶颗粒的制备与性能评价

渤海绥中36-1油田储层非均质性强、大孔道窜流十分普遍,导致注水或常规调剖过程中化学剂沿大孔道窜流指进,驱替效果降低。为了改善这一问题,以钠膨润土、丙烯酰胺、N,N-亚甲基双丙烯酰胺、醋酸铬、过硫酸铵、硫脲为原料制备了复合交联插层高分子预交联凝胶颗粒(XD),评价了XD的吸水膨胀性、增黏性、强度、韧性及调驱效果,分析了XD的调堵机理。结果表明,XD遇水膨胀,在水中的悬浮分散性较好。体系初始黏度较低,注入性较好。XD吸水膨胀性良好,膨胀时间可控,膨胀一定时间后体系黏度增加,在65℃地层水中浸泡20 h的膨胀倍数约为8。具有吸附能力的酰胺基团在水中逐渐伸展,增加了XD表面的黏度,但微球的完整性仍然保持,XD在膨胀前后均具有良好的强度和韧性。XD体系调驱后二次水驱可在一次水驱的基础上提高采收率15.7%,满足渗透率大于3μm2甚至更高渗透储层的深部调堵需求。图6表1参10     

阳离子聚合物铬冻胶的研制与性能评价

针对高强度铬冻胶堵剂普遍成胶过快的问题,通过优选阳离子聚合物并利用铝溶胶对配方进行优化,制得适用于深部调剖的阳离子聚合物有机铬冻胶堵剂,并对其性能进行了评价。结果表明,对于丙烯酰胺(AM)/丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DAC)二元共聚物有机铬冻胶,其阳离子度越低,成胶时间越长;铝溶胶可以有效延缓阳离子聚合物有机铬冻胶成胶时间,并能提高其强度和长期稳定性;阳离子聚合物有机铬冻胶体系最优配方为0.8%聚合物Y5(阳离子度5%)+0.3%醋酸铬+0.2%铝溶胶,90℃下的成胶时间为55 h,成胶后弹性模量为16.6 Pa,属于高强度冻胶;该冻胶堵剂注入性好,同时具有较好的抗剪切性和耐温抗盐性,封堵率可达96%以上,满足深部调剖对堵剂的要求。图4表8参18     

锆冻胶分散体调驱剂的制备与性能评价

为减弱地面剪切和吸附与稀释作用等因素对冻胶成冻性能的影响,将已成冻的锆本体冻胶经胶体磨的机械剪切制得锆冻胶分散体,室内研究了本体冻胶强度、剪切时间和剪切间距对锆冻胶分散体黏度和粒径的影响,考察了锆冻胶分散体的封堵调剖性能。结果表明,通过调整聚合物和有机锆交联剂的加量,可以调节锆本体冻胶体系的成冻时间和成冻强度,随着聚合物和交联剂加量的增大,交联越快,强度越大;锆冻胶分散体为粒径5.66数224.87μm的颗粒,黏度在1.8数41.0 m Pa·s内可调;随着本体冻胶强度和剪切间距的增大,锆冻胶分散体黏度和粒径增大;剪切时间越长,锆冻胶分散体黏度越低,粒径越小;驱油实验结果表明,随岩心渗透率增加,冻胶分散体对岩心的封堵率降低,锆冻胶分散体能有效调整渗流剖面,采收率增幅为46%。     

无机地质聚合物凝胶堵剂的性能评价

针对胶结疏松易形成大孔道的高温高矿化度油田,以渤海油藏储层和流体为研究对象,用增黏剂蒙脱土、交联剂氢氧化钠、缓凝剂柠檬酸和主剂粉煤灰等制得无机地质聚合物凝胶堵剂,研究了堵剂的成胶速度及影响因素、耐温耐盐性能、封堵效果、液流转向效果以及封堵后的调驱效果。结果表明,随着主剂与交联剂浓度和温度的增加,无机地质聚合物凝胶成胶速度增大。配液水矿化度对无机地质聚合物凝胶成胶效果基本无影响,配液水中较高浓度的碳酸根和碳酸氢根会延长聚合物胶液的交联时间。当岩心水测渗透率大于18800×10^-3μm²时,无机地质聚合物凝胶对岩心的封堵率随渗透率的增加而增大,且封堵率均大于90%。无机地质聚合物凝胶的耐冲刷能力和液流转向效果较好,可对高渗透层大孔道有效封堵,提高低渗岩心分流率。对于大孔道或特高渗透条带,封堵长度越大,增油降水效果越好。无机地质聚合物凝胶的封堵效果好于常规的聚合物凝胶和淀粉胶,可用于高温高矿化度油田大孔道的封堵。图5表5参19