聚季铵型阳离子聚合物粘土稳定剂的研制及其评价

本文简介了我们研制出的聚季铵型(PTA)阳离子聚合物粘土稳定剂的初步表征工作。较为详细地介绍了用岩心-流动试验,对该聚合物稳定粘土的效果进行的评价。这些实验结果表明,PTA 型聚合物具有较强的抑制粘土水化膨胀和分散的能力,能有效地,持久地稳定岩心中各类水敏性粘土矿物,使用 PTA 处理后的岩心在长时期注入蒸馏水后仍能保持较高的渗透率。文章还对该聚合物稳定粘土的机理进行了解释。     

PCM粘土稳定剂的合成及评价

以非离子型单体B和阳离子单体DAC合成了PCM阳离子聚合物粘土稳定剂 ,进行了粘土抑制性静态试验和岩芯流动试验。结果表明 ,PCM粘土稳定剂具有很强的抑制粘土水化膨胀能力 ,可用于油田开发中注水井或采油井的注入水、酸化液、压裂液、射孔液等工作液中     

HCM酸液添加剂的研制

对油田酸化改造过程中使用的酸液添加剂进行了研究,它主要包括粘土稳定剂、缓蚀剂和铁离子稳定剂等。对合成的粘土稳定剂PCM进行了防膨实验和地层伤害评价,筛选并评价了缓蚀剂(H2),它在缓速酸中具有较好的配伍性和很低的腐蚀性能。还评价了各种铁离子稳定剂,选出合适的铁离子稳定剂。研制的酸液添加剂在酸体系中配伍性能好,地层伤害程度小,综合性能完全满足酸化液在油田中的要求。     

季铵盐型粘土稳定剂的制备与性能评价

以环氧氯丙烷和二甲胺为单体,合成了季铵盐型阳离子粘土稳定剂环氧氯丙烷／二甲胺共聚物,确定了最佳合成条件,并对其性能进行了评价。结果表明,1．O％此粘土稳定剂与1．0％KCl复配,经3次水洗后,其膨胀率仅16．0％,岩屑滚动实验表明,第二次滚动回收率仍达41．50％,粘土稳定剂环氧氯丙烷／二甲胺共聚物具有较强的耐水洗性能和抑制性能。     

新型高温粘土稳定剂XFP-2的研制及现场应用

为使水敏性稠油油藏注汽热采能顺利进行,合成了新型高温粘土稳定剂XFP-2,并对其耐温、抗盐、耐水洗和粘土防膨性能进行了评价。实验结果表明,XFP-2防膨能力强,室温、高温时的防膨率均超过90％,具有长效、抗盐的特性,XFP-2耐温可达300℃以上,能满足注蒸汽条件下开采稠油的需要。现场应用表明,该粘土稳定剂能有效保护油层,提高稠油油藏注汽开发效果。     

特低渗透油藏注水粘土稳定剂及评价方法——以海拉尔盆地贝尔油田为例

粘土膨胀与运移是特低渗透水敏地层注水开发过程中的突出问题.以平均渗透率为1.83x10-3 μm2的贝尔油田为例,采用天然岩心对地层的水敏性及粘土稳定剂进行了研究,并且对目前广泛采用的粘土稳定剂静态与动态评价方法在特低渗透油田的适用性进行了探讨.分析了水敏导致的渗透率损失对中、高渗透油藏与低渗透油藏产生的不同结果及其原因.通过对3种不同类型粘土稳定剂评价结果,发现室内合成的粘土稳定剂SN的防膨性能优于氯化钾、聚二甲基二烯丙基氯化按及环氧氯丙烷与二甲胺共聚物3种粘土稳定剂.实验结果表明:贝尔油田存在中等程度水敏性,粘土稳定剂SN对其具有较好的防膨效果.水敏对于特低渗透油藏渗透率的影响要远大于中、高渗透油藏.特低渗透油藏粘土的少量膨胀,会导致渗透率的大幅度降低.单纯的静态粘土稳定剂评价方法不适合特低渗透油藏注水过程中所用粘土稳定剂评价,应结合动态评价的实际渗透率损失结果进行粘土稳定剂优选.     

耐高温两性离子粘土稳定剂TTA的制备及性能评价

在对两性离子聚合物抑制粘土水化膨胀作用机理研究的基础上,分别以丙烯酰胺（AM）、二甲基二烯丙基氯化铵（DMDAAC）和2-丙烯酰胺基-2-甲基-丙磺酸（AMPS）为聚合单体,采用过硫酸钾和亚硫酸氢钠组成氧化还原引发体系的溶液聚合方法,研制了一种耐高温两性离子粘土稳定剂TTA,并采用红外光谱对其结构进行了表征。静态粘土膨胀实验和岩心流动渗透率伤害率实验结果表明：两性离子粘土稳定剂TTA不仅用量小,耐高温能力强,而且对粘土水化膨胀具有较好的抑制效果,是一种性能优良的粘土稳定剂,可应用于油气田开发的各个领域中。     

注水处理用粘土稳定剂的优选

油井转注水前必须对油层进行防膨处理,而选择合适的粘土稳定剂是关键。由于粘土稳定剂传统评价方法存在不足以及现场使用存在随意性,因此建立了优选粘土稳定剂的系统评价方法。即用X射线衍射仪测定经不同浓度的粘土稳定剂浸泡过的Ca蒙脱石的晶面间距,确定粘土稳定剂最佳的使用浓度;采用乙二醇蒸汽饱和法、水洗实验法、水浸泡实验法评价粘土稳定剂防膨效果的稳定性和耐水冲刷能力;测定在不同温度下经最佳浓度的粘土稳定剂处理后的Ca蒙脱石晶面间距,了解粘土稳定剂的稳定性能;使用研究区块岩心并模拟注水过程进行岩心流动实验,优选出适合于具体区块注水前预处理用的粘土稳定剂。在低渗透油田河146区块,采用优选的粘土稳定剂对河2-斜4井处理后,平均注水量为60.2m3／d,注水油压为18NPa;而没有采用优选的粘土稳定剂的河146-63井,在油压为29MPa时还注不进水。实践表明所建立的粘土稳定剂的系统评价方法是有效的,对油田粘土稳定剂的使用具有一定的指导意义。     

准噶尔东部沙南砂岩油藏粘土稳定剂评价

准噶尔东部沙南油田为低孔低渗砂岩油藏,油层粘土矿物含量平均为4.5%,其中主要是伊蒙混层和高岭石矿物,且油层改造频繁以及注水开发,因此确定其水敏强度以及筛选粘土稳定剂是及其重要的工作.评价采用了静态加动态、静态和动态结合的方法,以确定水敏强度、临界矿化度、粘土稳定剂防膨效果和防膨能力变化规律.粘土稳定剂的评价工作是由三种试验完成水敏和盐敏试验;粘土稳定剂静态试验以及粘土稳定剂动态试验.     

阳离子聚合物粘土稳定剂有效期的评价及预测

研究了阳离子聚合物粘土稳定剂在蒙脱土上的吸附与解吸附规律,并通过对解吸附规律的分析和研究,确定了一种评价阳离子聚合物粘土稳定剂稳定粘土矿物有效期的方法和预测阳离子聚合物粘土稳定剂稳定粘土矿物时间长短的计算公式,为研制新型阳离子聚合物粘土稳定剂和评价、优选粘土稳定剂奠定了基础,同时为确定粘土稳定剂的最佳使用浓度、处理周期提供了依据。     

基于疏水改性的纳米二氧化硅页岩稳定剂的制备及性能评价

钻井过程中泥页岩井壁失稳问题频发，严重制约了油气田的钻探开发进程，亟需研制新型纳米页岩稳定剂。将疏水基团接枝到纳米二氧化硅表面制备了新型页岩稳定剂(SNL)，采用红外光谱、粒度分布测试表征了其微观结构，利用泥页岩膨胀、分散及压力穿透测试评价了其页岩稳定效果，并探讨了新型页岩稳定剂的作用机理。结果表明，新型页岩稳定剂能有效抑制黏土的水化膨胀和分散，其水化抑制效果优于常用水化抑制剂。新型页岩稳定剂通过在泥页岩裂隙中填充、弱化黏土的静电斥力，包被黏土粒子，并将其表面变得疏水，来弱化泥页岩水化作用，改善泥页岩井壁稳定性。SNL在JYHF-2井进行了现场应用,相比邻井,该井的井下复杂率明显降低,现场钻井作业周期显著缩短。SNL的现场应用结果为开发新一代基于润湿性改善的纳米页岩稳定剂提供了思路。     

减阻水压裂液用黏土稳定剂的合成与应用

针对现有减阻水压裂液用黏土稳定剂配伍性差、用量大、防膨率低、固体形态不便于现场配液等问题，研制了一种阳离子型液体黏土稳定剂SRCS-1。SRCS-1的分子链上分布阳离子基团，又含有小分子阳离子化合物，2者协同作用达到稳定黏土的效果。其分子量较低，既能保证所含的阳离子基团能够提供较高的防膨率，又能避免过长的分子链和过多的阳离子与阴离子聚合物减阻剂发生相互作用而产生沉淀或絮凝，与减阻水中阴离子聚合物减阻剂配伍性良好，加量0.3%条件下防膨率达到68.2%，优于收集到的现场应用过的同类产品。通过表面张力、ζ电位、粒度测试分析了该黏土稳定剂的防膨机理。SRCS-1在新疆孔探1井进行减阻水压裂液进行了现场应用，配液方便、快捷，表现出优良的配伍性和防膨性，减阻水性能稳定，施工顺利。      

硅酸盐钻井液的抑制性及其影响因素的研究

硅酸盐钻井液具有良好的井壁稳定作用，且无毒、无荧光、成本低，被认为是具有发展前景的水基钻井液之一。着重研究和探讨了硅酸盐的抑制能力、影响因素及稳定井壁的机理。研究表明，硅酸盐具有较强的抑制能力，抑制效果明显地优于KCl、CaCl2等无机盐类；硅酸盐的模数、加量和钻井液的PH值是影响硅酸盐抑制能力的主要因素；钻井液中硅酸钠的模数为2．8～3．0，加量为3％～4％，且钻井液的pH值维持在11以上时，硅酸钠的抑制效果更好；硅酸盐能与无机盐和聚醇类产生协同作用，从而提高硅酸盐的抑制能力。硅酸盐稳定井壁的机理：硅酸盐与地层矿物反应生成沉淀封堵地层微小裂缝和孔隙，改善和提高了泥页岩的半透膜效率；抑制粘土水化膨胀和分散；降低地层孔隙中压力传递速度；与地层中粘土矿物发生反应。     

AM/DMDAAC阳离子型黏土稳定剂的合成与性能评价

以丙烯酰胺(AM)和二甲基二烯丙基氯化铵（DMDAAC）为原料,制备AM/DMDAAC阳离子型黏土稳定剂,确定了是佳反应条件:n(AM)∶n（DMDAAC）=3∶2,引发剂过硫酸铵用量（以总单体质量计）为0.8％,反应温度为50℃,单体总用量为20％.对AM/DMDAAC阳离子黏土稳定剂产品的防膨性和抗盐性进行评价,结...     

强抑制性三甲基硅烷基葡萄糖苷的合成及其防膨性研究

以葡萄糖与三甲基氯硅烷为原料合成三甲基硅烷基葡萄糖苷（TSG）,考察了TSG对膨润土线性膨胀率的影响,并通过泥球实验和防膨实验进一步考察了TSG对粘土水化膨胀、分散的抑制作用。实验结果表明：TSG具有较好的抑制粘土水化膨胀、分散的作用。在质量分数为10%的TSG水溶液中,膨润土的线性膨胀率仅为54.62%,防膨率为79.07%。在TSG水溶液中浸泡的泥球水化膨胀程度明显降低。室温下,TSG对水基钻井液有增粘作用,滤失量较基浆得到了一定的控制,且摩阻系数降低。     

钻井液用CETA的性能评价

新研制的低分子量有机季铵盐粘土稳定剂CE-TA(2-氯乙基三甲基氯化铵)成本低，价格约为NW-1的50％，而且在加量相同时抑制性能与NW-1相当。研究了CETA对页岩回收率、蒙脱土悬浊液ζ电位、蒙脱土浆粒度中值和颗粒比表面积以及钻井液性能的影响，同NW-1进行了对比，测定了CETA在蒙脱土表面的吸附等温线。结果表明，CETA在其加量远低于无机盐抑制剂的情况下，即可获得良好的抑制性；用CETA作抑制剂，可解决以往用KCl作抑制剂影响测井资料解释的难题；CETA可在钻屑表面形成牢固吸附层；CETA对钻井液流变性和滤失性影响不大；吸附量和蒙脱土悬浊液电位的变化表征了CETA确实嵌入了粘土内层，从而引起粘土表面性质的一系列变化。     

铝盐聚合醇钻井液体系在辽河油田的应用

辽河油田沈北区块上部地层含大段软泥岩,易水化膨胀缩径,下部地层水化分散强,易发生周期性垮塌,常规的钻井液体系不能有效稳定井壁,常引发井下复杂情况.研制出了强抑制性铝盐聚合醇钻井液体系,该钻井液由于铝盐和聚合醇的协同作用,具有优良的润滑和抑制性能.该体系在沈625-10-22井、沈625-14-34井及沈625-18-30井钻进过程中表现出良好的抑制性,减少了钻井复杂情况,井下安全,井眼规则,与同区块使用聚合物分散体系的井相比,平均井径扩大率降低7.95%～11.77%,并且降低了钻井液的使用密度.其成功应用证明,铝盐聚合醇钻井液抑制性和井壁稳定能力强,具有明显的防塌效果,可满足沈北区块沙河街地层钻进的需要.