冻胶类堵剂对油水的不同封堵能力研究

利用岩心流动试验研究了三种强度不同的高温堵剂的封堵能力,并对影响封堵能力的因素进行了考察,研究了岩心渗透率、注入速度、油水相的影响。结果表明,冻胶类堵剂对水的封堵能力大于对油的封堵能力。这种选择性是由于油、水通过岩心时与冻股的相互作用不同造成的。水通过冻胶处理后的岩心时由于冻胶中的大分子受剪切取向而表现出非牛顿性;油通过冻胶处理后的岩心时,由于不与冻胜发生作用,因而表现出牛顿流体行为。     

PDZ - 1堵剂在岩心/填砂管实验中的行为特性

PDZ-1堵剂是由自制聚合物与树脂交联剂在地层条件下生成的凝胶。研究了该体系在岩心实验中的行为特性，主要包括PDZ-1堵剂在单相岩心／填砂管中对残余阻力系数、不同渗透率地层的影响；岩石表面润湿性对PDZ-1堵剂成胶性能的影响，PDZ-1堵剂耐冲刷能力的评价及双管驱替的整体效果。结果表明，该堵剂可使水相渗透率下降85％以上，油相渗透率下降25％以下，具有明显的选择性封堵作用及优良的耐冲刷性。     

吸水膨胀型聚合物暂堵剂储层保护效果研究

探讨了吸水膨胀型聚合物暂堵剂对油层及水层或高含水储层保护效果。结果表明:JBD吸水膨胀型聚合物暂堵剂对不同渗透率的岩心均具有良好的封堵效果;对油层具有良好的储层保护效果,JBD暂堵剂体系封堵岩心后,用煤油驱替测得岩心油相渗透率均大于85%;JBD吸水膨胀型聚合物暂堵剂对水层或高含水储层将造成较大的伤害,必须配合使用JPC破胶剂进行破胶解堵,此时岩心渗透率恢复值可大于90%,从而取得理想的储层保护效果,满足了注水井或高含水油井暂堵作业的需要。     

一种适用于苏丹油藏高温堵剂的设计与性能评价

苏丹UNITY油田主要以90～120℃高温低渗透多层复杂断块油藏为主。合成了以栲胶为主剂多聚甲醛为交联剂的粘-韧-韧耐高温堵水体系,并对该体系成胶性能及影响因素进行了评价和分析。该堵剂典型配方为:HPAM500mg/L、磺化栲胶50000mg/L、对苯二酚5000mg/L、尿素4000mg/L、多聚甲醛4000～10000mg/L,成胶时间在10～90h可调。试验结果表明:该堵剂具有良好的热稳定性,对不同渗透率岩心的封堵率均达到98%以上,综合性能可满足复杂高温油藏的堵水作业要求。     

耐高温堵剂的室内研究

针对油藏在高温开采过程中油井出水及注蒸汽井汽窜问题,利用疏水缔合聚合物增黏、耐温抗盐能力强、抗剪切能力强等优点,研制了一种耐高温堵剂.通过优选组分用量得到耐高温堵剂最佳配方:疏水缔合聚合物HAP 3 000 mg/L+交联剂A 50 mg/L+交联剂B(体积分数)1.5％+交联助剂CS 100 mg/L+插层剂GLT 2 000 mg/L.该优化配方堵剂热稳定性良好,在100 ～ 150℃时性能稳定.岩心封堵实验表明,堵剂的岩心封堵率最高可达92％以上.该堵剂在岩心注水冲刷15 PV后的突破压力梯度仍保持在14 MPa/m以上.研制的耐高温堵剂只封堵出水层,不封堵出油层,有利于现场应用.     

新型水溶性暂堵剂SZD的研究与应用

针对油田注水井及高含水油井漏失严重问题,研制了SZD系列水溶性暂堵剂。对不同暂堵剂的暂堵及解堵效果、返排驱替液量对暂堵和解堵效果的影响、暂堵剂注入量对暂堵效率的影响以及岩心渗透率对暂堵剂暂堵强度的影响进行了研究。结果表明,该暂堵剂可使岩心封堵率达到90%以上,用水冲刷100PV后,渗透率恢复值在85%以上。40余口井的现场试验结果表明,该暂堵剂能有效解决注水井和高含水井存在的漏失问题。     

落叶松栲胶高温堵剂的研究

对落叶松栲胶高温堵剂的性能进行了研究。该堵剂的典型配方为:栲胶6.0%～8.0%、交联剂6.0%～8.0%、促进剂A 0.5%～1.5%、促进剂B 0～0.4%,pH值8～12。在25℃、51/s条件下堵剂溶液的粘度为2.0～6.0mPa·s,在120℃下,其成胶时间在4.5～24h之间可调。该堵剂能耐250℃高温,但是会脱水20%左右。堵剂的强度随着温度的升高而增强,120℃下堵剂的弹性模量G在25000～60000Pa之间,而250℃下升高至65000～80000Pa。在渗透率为1449.67×10^-3μm²岩心封堵试验中,封堵率为99.92%,突破压力梯度为44.30MPa/m;而在渗透率为958.84×10^-3μm²、饱和一定量原油的岩心封堵试验中,封堵率为99.42%,突破压力梯度降为14.66MPa/m,这说明该堵剂不但具有良好的封堵效果,而且具有一定的选择性。     

适于蒸汽吞吐井的含油污泥调剖剂的研制试验

以含油污泥为主剂、水泥为固化剂、粉煤灰为填充剂,研制了一种适于蒸汽吞吐井的含油污泥调剖剂.通过抗压强度测试,选定的调剖剂配方为:含油污泥∶水泥∶粉煤灰∶水=1∶(0.8～1)∶(0.8～1)∶(1.1～1.5).封堵性能试验结果表明,该调剖剂岩心封堵率在99%以上,突破压力在10MPa以上,具有较高的封堵强度;并联岩心试验表明,调剖剂绝大部分进入高渗透层,对于渗透率级差在10以上的地层,调剖剂对低渗透层的伤害在15%以内.耐高温冲刷试验表明,在经过200℃水蒸汽冲刷100PV后,渗透率和堵塞率均没有大的变化,说明该调剖剂具有较强的耐高温性能.     

KGM高温堵剂的研制与性能评价

魔芋葡甘露聚糖(KGM)是魔芋粉的主要成分,是已知植物胶中黏度最大的天然高分子多糖,韧性强、具有独特的凝胶性能。通过组分用量优选得到了KGM堵剂最佳配方:粗品KGM 6.0 g/L+聚合物HPAM(M=2500×104,HD=25%)1500 mg/L+增强剂1.0%(体积分数)+硫脲100 mg/L。该优化配方堵剂热稳定性良好,在110℃下老化60 d后的胶体强度为G级,成胶时间随温度升高而缩短,在90~120℃的性能十分稳定。岩心封堵实验表明,随着堵剂注入量的增加,岩心封堵率提高,最高可达99%以上。对多孔介质的封堵率随堵后注水速度的增大而减小。该堵剂具有可被驱动性,泵入速度增大则突破压力与突破压力梯度越高。岩心注水冲刷50PV后的封堵率大于90%。KGM堵剂只封堵出水层,不封堵出油层,便于现场应用。图3表5参10     

低温互穿网络凝胶堵剂的研制与性能评价

针对扶余油田低温低渗透裂缝性砂岩油藏的性质,研制了一种适合于该油藏的互穿网络凝胶体系。确定了互穿网络凝胶的最佳配方:互穿网络聚合物IPN浓度2 000 mg/L,交联剂A用量(体积分数,下同)1.00%,交联剂B用量1.00%,粉煤灰用量6.00%。此凝胶在30℃下成胶时间短,老化45 d后成胶强度为G级。岩心封堵实验表明,岩心封堵率最高可达99%以上,突破压力梯度在7.55 MPa/m以上。该凝胶堵剂具有选择性封堵性能,封堵水层、不封堵油层,其吸水剖面改善率分别达99.41%和96.60%。     

一种新型含油污泥调剖剂的研制

为了解决含油污泥的处理问题,在对现河采油厂的含油污泥进行成分分析和粒径测定的基础上,以含油污泥为主剂、稀土矿粉为固化剂,研制了一种含油污泥堵剂。通过抗压强度的测试,该堵剂养护3 d的抗压强度在1 MPa以上。封堵性能实验结果表明,该调剖剂岩心封堵率在99%以上,突破压力在8 MPa以上,具有较高的封堵强度。耐冲涮实验表明,在经过200℃水蒸汽冲刷100倍后,渗透率和堵塞率均没有大的变化,说明该调剖剂具有较强的耐高温性能。研制的含油污泥调剖剂可以用于注水井的调剖、蒸汽吞吐井的封堵汽窜,预期现场应用会有较好的效果。     

有机铬冻胶暂堵剂的研制及应用性能

简述了暂堵剂在非均质地层中的暂堵原理,通过分析有机铬冻胶暂堵剂成冻时间、破胶时间的影响因素,优选了暂堵剂的配方并进行了应用性能研究。研究结果表明,该暂堵剂具有较强的岩性适应能力、良好的注入性能、较好的剪切恢复性能、良好的封堵性能,并且破胶液化后能使岩心渗透率恢复到85％以上。模拟非均质地层的双填砂管岩心模型的研究表明,该暂堵剂可以减少堵剂进入低渗透层的程度,从而大大减小对非目的层的伤害。     

水溶性压裂暂堵剂的性能评价

以淀粉、丙烯酸和丙烯酰胺为原料,过硫酸铵与亚硫酸氢钠为引发剂,带不饱和双键的有机物DJ-1为交联剂,合成了一种水溶性压裂暂堵剂,并对其性能进行了表征。结果表明,随着温度升高、溶解时间延长,暂堵剂在地层水中的水溶率增大。在20~80℃、暂堵剂与地层水在固液比为1:300时,暂堵剂在16 h下的水溶率为96%~98%,水溶性良好。完全溶解后,5~20 g/L溶液的黏度为12.6~53.7 mPa·s,返排性好。20 g/L暂堵剂溶液的抗拉强度达9.1 N,黏附能力较好。岩心实验表明,暂堵剂的封堵强度随岩心渗透率的增大而减小,压力梯度最大值为47.1 MPa/m,具有封堵原有裂缝,使新裂缝偏离最大主应力方向的能力。暂堵剂对岩心的封堵率大于90%,用地层水冲刷后岩心渗透率恢复率高达97.6%。对高渗透层的选择性封堵率大于83.2%,随岩心渗透率级差的增大,暂堵剂对高渗透层的封堵率增加。     

Na-HPAN高温堵水剂

本文研究一种新的堵水剂——水解聚丙烯腈高温堵剂的性能。探索了成胶液、甲醛、苯酚的浓度与堵剂成胶时间及凝胶体粘度的关系,温度、pH 值对成胶时间的影响,岩心堵塞率、突破压力及矿场应用效果。该堵剂具有高温成胶可控,耐高温性能好,有效期长,增油降水效果显著,施工安全等特点。     

多尺度暂堵剂粒度参数优化及应用

为提高多尺度暂堵剂封堵效果,提出了一种基于粒度组成调控封堵层渗透率及强度的粒度优化方法。首先将d1/2理论和5/6匹配原则相结合,确定出不同缝宽下暂堵剂稳定堆积的粒度分布基线;然后,在考虑暂堵剂性能参数的基础上,基于Kozeny-Carman模型,通过分形理论建立了封堵层渗透率模型;最后,综合考虑摩擦和剪切失稳准则,建立封堵层强度模型,优化暂堵剂粒度分布和封堵层长度。根据优化设计方法开展室内封堵效果评价,设计了代表粒径为1.14 mm的暂堵剂对缝宽为3 mm的岩心进行封堵。结果表明：在闭合压力为40 MPa的条件下,封堵层的承压能力为33 MPa,渗透率为2.2×10-3μm2,渗透率和封堵强度实验值与建立的理论模型预测值相对误差分别为9.09%和6.06%,表明优化设计方法可靠。现场应用结果显示,加入暂堵剂后,施工压力从88.4 MPa上升到93.2 MPa,微地震表明暂堵剂的加入促使裂缝转向开启,有效提高了裂缝复杂程度并增加了改造体积。研究成果可为暂堵剂粒度参数优化提供理论支撑。     

高含水大厚层油井选堵剂JYD—1的研究

针对高含水大厚油层非均质性严重的特点，研制了一种选择性堵水剂ＪＹＤ－１。在其油溶性，分散性，悬浮稳定性和成胶性等性能进行评价的基础上，用岩心模拟评价装置分别对不同渗透率岩心，堵剂浓度和注入量，返排液量等因素对堵效果和强度的影响进行了室内研究。     

TY-1高温堵水剂的研究及应用

TY-1高温堵水剂是由小分子有机聚合交联而成的凝胶堵剂，性能优良，具有耐高温，抗高盐，成胶强度大，热稳定性好的特点，只要合理控制现场施工的注入压力，就可使堵剂沿高渗透带活塞式运移，在地层温度下形成凝胶体，从而有效的封堵高渗透性出水地层，现场试验了6口井，均取得了明显的增油降水效果。     

蒸汽驱稠油井防汽窜高温凝胶调堵体系试验研究

为了提高腐殖酸钠调堵剂在注蒸汽高温条件下的性能,对控制汽窜高温凝胶调堵体系进行了研究。将腐殖酸钠进行硝化处理,并辅以交联剂,以具有较长的成胶时间和较高的成胶强度为标准,考察了硝基腐殖酸钠、甲醛和间苯二酚的质量分数,盐质量浓度及pH值对凝胶调堵体系性能的影响,从而配制出具有耐高温性能的硝基腐植酸钠凝胶调堵体系,并通过试验对其性能进行评价。控制汽窜高温凝胶调堵体系的最佳配方为1.5%~2.5%甲醛+1.0%~2.0%间苯二酚+8.0%~10.0%硝基腐殖酸钠。该调堵体系具有很好的抗盐特性及耐温性能,质量浓度10 000 mg/L NaCl和质量浓度4 000 mg/L CaCl2对其性能影响不大,最高可耐290℃的高温。该调堵体系对不同渗透率的岩心都具有良好的封堵效果,封堵率在95%左右,能选择封堵高渗透层,起到调剖堵水的作用。这表明该凝胶调堵体系能封堵高渗透层,起到调剖的作用,能满足蒸汽驱稠油井防汽窜的要求。      

稀油井热洗用防漏失暂堵剂 ZD-1的研制及应用

针对月海油田海南3块的稀油井洗井漏失严重问题,研制了配方为0.5%羟丙基瓜尔胶+0.3%有机钛+0.3%十二烷基二甲基甜菜碱+5%石油树脂(6#)+0.10%亚硫酸钠的稀油井热洗用防漏失暂堵剂ZD-1,评价了ZD-1暂堵剂的封堵性、破胶性和对储层的伤害性。结果表明,该暂堵剂对渗透率100×10~(-3)数1000×10~(-3)μm~2的岩心封堵率在92%以上;加入0.02%数0.04%过硫酸铵后能在3数5 h内完全破胶;破胶液对岩心渗透率的损害率为5.23%,对储层伤害较小。现场应用8口井,单井平均降低热洗用水37 m3,在满足热洗效果的基础上热洗井排水期平均缩短3.8 d。     

高渗稠油油田保护储层修井液的研发

高孔高渗的渤海S稠油油田采用水源井水修井后,漏失量大、产能恢复效果差。为了降低外来工作液对储层的损害,开发了保护储层的修井液体系。通过室内实验优选了配制前置液所用的边界膜清洗剂、降黏剂、阻垢剂和助排剂,评价了暂堵液的增黏性及其对岩心的封堵性能和破胶后岩心渗透率的恢复率。研究结果表明,配方为15%边界膜清洗剂GXXJ+1.5%降黏剂JN-01+0.5%阻垢剂ZG-02+1%助排剂ZP-01的前置液的洗油率、降黏率均达到90%以上,能够抑制钙镁垢形成,可将返排压力降低50%以上。配方为3%油溶性暂堵剂BH-ZD+0.7%增黏剂BH-VIS+3%破胶剂JPC(海水配制)的暂堵液在压力3.5数4 MPa、温度60℃的条件下封堵效果良好,破胶后岩心的渗透率恢复率在80%以上。采用该前置液加暂堵液体系修井能够有效预防有机质沉淀、油水乳化和无机垢堵塞等储层伤害。该体系已在S油田应用,修井后工作液漏失量低且产能恢复较好。