赵凹油田高温油藏冻胶泡沫调驱体系的研制及性能评价

针对赵凹油田安棚主体区主力油层水窜严重的开发现状,通过室内实验方法,研制了适用于其油藏条件的冻胶泡沫调驱体系,该体系主要包括耐高温起泡剂和冻胶稳泡体系,即由质量分数为0.2％～0.3％的HN-1起泡剂、0.25％～0.35％的KY-6梳形聚合物和0.6％～0.8％的YG103酚醛树脂交联剂复配而成,并优化了冻胶泡沫的注入方式、气液比和注气速度,评价了冻胶泡沫的驱油性能,形成了适用于赵凹油田油藏条件的耐高温冻胶泡沫调驱技术.评价结果表明:酚醛树脂冻胶体系作为耐高温冻胶泡沫的稳泡体系,具有较好的稳泡效果,能够大幅度提高泡沫的半衰期;与分段塞注入方式相比,气液混注方式产生的冻胶泡沫具有更好的封堵性能;冻胶泡沫的最佳气液比为1∶1,气液比过高或过低均会导致冻胶泡沫的阻力系数和封堵能力下降;最佳注气速度为0.5 mL/min,注气速度过高或过低均会使冻胶泡沫封堵能力下降.驱油实验结果表明,冻胶泡沫调驱体系具有良好的选择性封堵性能,剖面改善率达99％,采收率提高了44.6％.     

冻胶泡沫在火烧山裂缝性油藏油井堵水中的应用

冻胶泡沫是由水、气、起泡剂(表面活性剂)、稳泡剂(聚合物)和交联剂组成.它是以冻胶为外相的泡沫,比以水为外相的普通泡沫稳定性好,因此冻胶泡沫堵水可延长堵水有效期.通过Ross发泡仪测定泡沫的起泡和稳泡性能,结果证实冻胶泡沫最好的起泡剂为YG240,用量为0.3%;稳泡剂为HPAM,用量为0.2%～0.4%;交联剂为0.09%重铬酸钠 0.16%亚硫酸钠;气体为氮气.在对冻胶泡沫成冻时间、堵水率等性能室内评价的基础上,在火烧山裂缝性油藏H1304井进行了堵水试验,堵水合理工艺包括高效洗油剂清洗大裂缝、注冻胶起泡液、注过顶替液、注氮气、注水、关井侯凝等环节.该井现场试验取得了很好的堵水效果,含水率下降20%～50%,月增油91～273t.     

油井两段塞堵水技术

本文针对孤岛油田高含水油井堵水问题,开展了交联聚合物+改性干灰砂堵水技术研究。通过对两段塞的堵剂性能以及岩心封堵实验的评价,确定了冻胶及改性干灰砂的配方,同时优化了现场条件下的施工参数及工艺流程。室内实验结果表明:交联聚合物堵剂封堵率达到92.3%以上,且性能稳定;无机交联堵剂制备岩心渗透率高,耐冲刷性能好,酸处理后可进一步提高岩心的渗透率,抗压强度高达3.77 MPa,60℃下的初凝时间约为3 h左右。采用油井两段塞堵水技术将聚合物冻胶和无机交联剂干灰砂堵剂按体积比20:1注入,前后两个段塞有机组合达到油井堵水防砂的目的,现场实施了5口井,单井平均增油1191 t,有效期11个月,效果明显。     

冻胶堵剂堵水作用大于堵油作用的原因

研究了冻胶堵剂堵水作用大于堵油作用的原因。结果发现：冻胶体积在水中膨胀,在油中基本不变,并且冻胶堵剂具有优先进入含水饱和度高的地层的能力,主要对水的流通通道产生限制与封堵作用,从而导致冻胶堵剂堵水作用大于堵油作用。     

锆冻胶堵水剂

本文研究了一种新的堵水剂——锆冻胶堵水荆的制备、封堵能力、突破压力、油或水在堵后岩心中的流动情况、耐冲刷性能、热稳定性、处理单元数与渗透率的关系堵堵剂解堵等问题。证实这种堵剂有一定选择性,具有配制简单、堵水率高、耐地层水冲刷、可堵可解、热稳定性好、无毒性和刺激性、成本低廉等特点。此堵剂可用于油井选择性堵水及注水井吸水剖面的调整。     

裂缝性储层油井冻胶堵水技术

简要介绍了国内外堵水技术的发展概况。重点从裂缝性储层油井出水机理研究、常用堵剂及模拟实验研究和现场施工工艺几个方面，研究了裂缝性储层油井堵水技术的发展情况，其中封堵裂缝常用的堵剂是聚合物冻胶体系，大致分为4种类型；室内模拟研究，主要介绍了Seright等人对不同配方、不同放置时间的冻胶在裂缝中的封堵性能及冻胶在裂缝中的脱水现象和抗冲刷性的研究；通过国内外现场堵水实践的总结发现，在进行措施以前必须综合各种资料，准确判断油井产水原因，优选目标井。并且聚合物冻胶堵水是该类储层较为有效的堵剂。最后，提出了今后裂缝性储层油井堵水技术发展趋势及研究重点。     

塔河高温高盐油藏冻胶泡沫调驱技术

针对塔河高温高盐油藏强非均质性储层提高采收率的需求,开展了高温高盐油藏冻胶泡沫调驱技术研究。采用Ross-Miles 法和GSC 强度代码法,优选了耐温抗盐起泡剂和冻胶稳泡体系,进而确定了强度可调的冻胶泡沫调驱体系,配方为0.4%~0.5%HTSP 聚合物+0.09%~0.16%RELMNE 交联剂+0.2%~0.3%HTS-1 起泡剂,泡沫综合值是普通泡沫的2 倍以上。通过物理模拟实验评价了冻胶泡沫体系的地层适应性和提高采收率性能。实验结果表明,冻胶泡沫对地层有较好的选择适应性, 在0.6~3.3 μm2 范围内,随着渗透率的增加,残余阻力系数增大,剖面改善效果明显。相比于普通泡沫、单纯气驱和水驱,冻胶泡沫技术能有效启动低渗油层,提高采收率幅度达到26.93%,是普通泡沫的2.3 倍,是注气调驱的6.2 倍,且比普通水驱最终采收率提高14.17%,具有广阔的应用前景,为塔河高温高盐油藏进一步提高采收提供了新方法。     

塔河油田碎屑岩油藏活性混合油堵水体系探索实验

随着开发的逐步深入和注水规模的扩大,塔河油田碎屑岩油藏高含水水平井日益增多,堵水成为后期开展水平井综合治理的最重要措施之一然而由于塔河碎屑岩油藏具有超深、高温、高盐、底水活跃、非均质性强等显著特点,常用的或单一乳化剂形成的乳化液堵剂稳定性和地层配伍性差,整体堵水效果较差.为此,基于活性混合油堵水的基本原理,探索采用塔河自产的稠油和稀油,通过优化混配比例和乳化体系,研制出活性混合油堵剂,并利用物理模拟手段系统评价该堵剂封堵性能及注入速率、渗透率、非均质性对其的影响,对形成具有塔河油田特色的乳状液堵剂体系具有重要的理论指导作用,对碎屑岩油藏稳油控水、提高堵水有效率有重要的实践意义.     

橡胶颗粒增强双网络结构堵水冻胶性能研究

目的研究橡胶颗粒增强双网络结构堵水冻胶性能,解决塔河油田为代表的缝洞型油藏在注水开发、注气开发过程中,出水、气窜现象频发的问题。方法选用丙烯酰胺/2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸二元聚合物和疏水缔合聚合物为主剂,乌洛托品、间苯二酚和有机铬为交联剂,橡胶颗粒为增强剂制备了一种复合冻胶,详细考查了橡胶颗粒对冻胶基液黏度、成胶时间、成胶强度、耐稀释、耐温耐盐性能和封堵效果的影响规律。 结果橡胶颗粒的加入,对冻胶基液黏度和成胶时间没有明显的改变,但对成胶强度、耐温耐盐性能和封堵效果具有明显提高作用。其中,橡胶颗粒质量分数为5%的增强冻胶的屈服应力达326.4 Pa,150 ℃下老化30天,脱水率仅为2.71%,对缝宽1 mm的裂缝岩心进行封堵,盐水突破压力梯度达到3.94 MPa/m。这表明,橡胶颗粒增强的双网络结构冻胶具有优异的封堵能力。结论该研究填补了塔河油田耐高温高盐堵水冻胶的技术空白,为塔河油田堵水技术发展提供了新的研究思路。      

吉木萨尔页岩油藏注气吞吐泡沫防窜实验研究

页岩油藏基质渗透率极低,注气吞吐是一种有效的页岩油提高采收率技术。由于人工裂缝与天然裂缝的存在,矿场试验表明注气吞吐过程中邻井气体窜流严重。注入泡沫可有效降低气体流度,增大吞吐波及体积,抑制气体在裂缝中的窜流。通过室内实验,筛选4种起泡剂,对其起泡能力和稳泡能力进行评价,优选泡沫综合性能最好的起泡剂,继而探究页岩裂缝岩心注气吞吐过程中的气窜规律,明确裂缝岩心注入泡沫后的封堵性能,以探究泡沫防窜对页岩岩心注气吞吐提高采收率的应用潜力。结果表明：质量分数为0.4%的AOS起泡剂稳定性最好;气液同注后产生的泡沫气体封堵压差增至6.67 MPa,气体突破时间增加了13.72倍;在泡沫封堵的基础上,进行5个轮次的吞吐可使总采收率提高6.58%。     

河南油田氮气泡沫调驱技术研究与应用

在河南下二门油田油藏条件下,利用ROSS—Miles法．研究了起泡剂质量浓度对表面活性剂起泡性能和稳定性能的影响,提出当起泡剂质量浓度为临界胶束质量浓度时,起泡体系具有最佳的泡沫性能。应用室内泡沫发生装置,研究了泡沫的气液比以及注气速度对泡沫封堵性能的影响,并针对不同渗透率地层做了泡沫调驱的适应性评价。实验结果表明：当气液比为1．5：1．0,注气速度为0．9mL／min时,泡沫具有最佳的封堵能力,后续水驱仍能保持较高的残余阻力系数;泡沫调驱适用于渗透率较高的地层,对低渗层的封堵效果较差。下二门油田进行的泡沫调驱先导试验结果表明,区块整体含水明显下降,增油效果显著。     

氮气泡沫堵水在火烧山油田的应用研究

氮气泡沫堵水技术是在注入液体中掺入氮气使发泡剂发泡,利用气阻效应（贾敏效应）,使液体不能沿微观大孔道、宏观高渗层或高渗区窜流,达到封堵高含水层的目的。从泡沫堵水机理入手,针对火烧山油田H3油藏,进行了氮气泡沫堵水剂配方的优化,分别对发泡剂、稳泡剂、交联剂进行了筛选,并开展了岩芯封堵实验及提高采收率实验,制定了现场单井堵水工艺实施方案,对泡沫堵水段塞组合、施工压力、排量等现场施工工艺进行了优化,并顺利完成现场试验。     

海上油田细分层注水用泡沫体系优选实验研究

针对海上高孔高渗地质油藏特点,通过FOAMSCAN自动化仪器、动态阻力因子测试及物理模拟实验等技术手段,优选出Ⅱ号起泡剂的泡沫体系(起泡剂质量浓度0.5%,气液比为1∶1~3∶1)具有很好的生泡、稳泡及耐冲刷性能,可以有效的封堵渗透率近20μm2的高渗层。     

ZY型耐温耐盐泡沫体系的研制及性能评价

针对中原油田中高渗高含水油藏,为解决普通起泡剂难以满足中原油田高温、高盐现场应用的难题,开发了耐盐250 g·L-1、耐二价阳离子质量浓度大于5 g·L-1的ZY型系列泡沫体系。该泡沫体系的半衰期大于70 min,体系起泡体积大于400 mL。通过室内驱替实验,研究了气液比、温度、压力和岩心渗透率对泡沫体系封堵能力的影响。在中原油田胡状集油田等10个井组开展了现场应用试验,试验结果表明：ZY-1型泡沫体系与油田注入水具有良好的配伍性,耐温耐盐性能优越,封堵气窜能力较强,试验区增油降水效果明显。     

泡沫注入方式对封堵效果的影响

比较了气液同时注入、多段塞气液交替注入、气-液-气、气-液-气（含油）、气-液-气（无发泡剂）及液-气-液注入方式对阻力因子、突破压力和封堵率的影响。结果表明,气-液-气注入方式中气体前置段塞隔离了油水层,使发泡剂性能稳定,后置气体段塞驱替泡沫进入地层深部,扩大波及体积,提高泡沫质量,突破压力最大,达1．033MPa,封堵率也最高,是最好的注入方式;多段塞气液交替注入方式可以把气体和发泡剂驱替进入地层深部,扩大泡沫波及范围,发泡剂在岩芯中吸附提高了泡沫的稳定性,但注入工序多;同时注入方式在实验室和现场都很难达到设计气液比,注入压力梯度小时没有起到封堵作用,注入压力梯度大时注入困难;液-气-液注入方式的前置段塞损失很大,后续注入的发泡剂溶液降低了泡沫质量,破坏了泡沫的稳定性和封堵能力;不加发泡剂的气-液-气注入方式形成的泡沫液膜粘度低,封堵能力较低。考察了泡沫体系中含油量对封堵效果的影响,结果表明,油的存在只是增加了油层流出速度,对封堵效率没有明显影响。     

CO2泡沫体系性能评价及驱油实验研究

随着CO2捕集技术的成熟,可利用CO2回注地层达到提高原油采收率的目的。应用分子模拟设计思想,筛选能与CO2形成稳定泡沫的表面活性剂,并对泡沫体系的静态物性和封堵能力进行评价,对比不同注入方式对驱油效率的影响。复配的阴非型表面活性剂体系S6-1作为起泡剂,其起泡体积为213 mL,半衰期为1 112 s,均优于其他表面活性剂。CO2泡沫体系具有耐温抗盐、吸附损耗小、封堵性能优的特点。合理气液比为1∶1、起泡剂溶液质量分数为0.5%时,CO2泡沫体系阻力因子较稳定。CO2泡沫体系与水交替注入提高原油采收率最大,最终采收率达到60%。CO2泡沫体系具有良好的封堵性能,后续水驱仍具有良好的残余阻力。     

海上复杂易垮塌地层高性能油基钻井液研发与应用

南海西部北部湾盆地涠西南油田涠洲组地层受构造应力及地层高含硬脆性泥页岩影响,井壁失稳风险极高,传统油基钻井液在钻进涠二段过程中不断出现起钻困难、井壁失稳和固井质量差等诸多问题。在分析传统油基钻井液应用情况的基础上,通过对乳化剂、封堵剂以及提切剂等处理剂优选,研发了新型高油水比（95∶5）高性能油基钻井液体系,该钻井液具有良好的井壁稳定、封堵能力以及优异的ECD控制能力,抗劣质土污染可达15%,岩心被钻井液损害后渗透率恢复值在90%以上,返排压力为0.4 MPa,具有良好的储层保护能力,并可提高机械钻速和起下钻效率。现场应用结果表明,高性能油基钻井液钻进涠洲组二段地层时,钻井液流变性稳定,封堵性强,井眼清洁效果好,ECD值低,未发生井漏现象,井深2 500 m钻井周期为8.09 d,较前期开发井钻井周期降低48%,储层保护效果良好。为今后北部湾海域类似油田开发提供了良好借鉴。      

裂缝性致密油藏超临界CO2泡沫驱规律实验研究

超临界CO2泡沫可以有效降低CO2流度,提高封堵强度,抑制CO2在裂缝性致密油藏岩心中的窜流。在接近油藏条件下对8种起泡剂进行评价,优选出稳定性最好的起泡剂;研究不同气液比、裂缝开度及注入方式下超临界CO2泡沫的岩心渗流特征,分析水驱和气驱后超临界CO2泡沫驱油规律。结果表明:质量分数为0.5%时,起泡剂HY-2稳定性最好;气液比为1.0时对裂缝性致密岩心封堵效果最好,对裂缝开度在39.80~82.67μm时有较好的适应性,气液同时注入更有利于提高超临界CO2泡沫封堵效果,在水驱或气驱基础上,超临界CO2泡沫驱可使采收率提高20%以上。因此,一定条件下的超临界CO2泡沫驱对裂缝性致密油藏提高采收率有显著效果。     

海上油田水平井底水脊进控制技术

对南海涠洲11-4油田C4水平井底水脊进的原因进行了分析,提出利用选择性堵剂和选择性注入及过顶替的方法来控制底水脊进.根据涠洲11-4油田的地层条件,选择性堵剂可选用廉价的具有不同成冻时间及不同强度的冻胶型堵剂并利用地层渗透率的差异和相渗透率的差异进行选择性注入,即堵剂优先进入高渗透层,水基堵剂优先进入出水层;过顶替是用粘度与堵剂粘度相当的流体将堵剂顶替至水平井的油水界面,从而为原油留下更好的产出通道.现场试验证实,该方法应用效果很好,C4井有效期超过一年;该平台其他3口井也相继投产,平台最高产油量达到147.1m³/d.截止到2004年8月,累计产油12913m³,投入产出比为1:16.     

裂缝储层空气泡沫驱注入参数优化实验

为提高裂缝性油藏空气泡沫驱的采收率,以王窑中西部地区长₆段储层为研究对象,开展前期水驱、空气泡沫驱、后续水驱实验,优化气液体积比、泡沫段塞体积、注入压力、注入速率和注入时机等参数。结果表明:泡沫注入岩心后,含水率迅速降低,采出程度迅速提高,裂缝岩心相对基质岩心封堵更快,但封堵效果较差;注入空气泡沫时间越早,最终采收率越高;最优气液体积比、泡沫段塞体积、注入压力、注入速率与岩心渗透率呈负相关,但因裂缝渗透率较大,渗透率变化对最佳注入参数的敏感性较弱。该研究结果可为低渗透油藏裂缝性储层空气泡沫驱精细化注入提供重要的理论依据。