丘陵油田纳米聚硅增注技术研究与实践

针对丘陵油田在注水开发过程中存在注水井注入压力长期居高不下、注水量低的问题,提出通过注入一种纳米聚硅溶液以缓解这一问题。纳米聚硅材料具有极强的憎水亲油能力及与岩石的吸附能力,其溶液注入地层后优先吸附在孔隙内表面,改变了岩石的润湿性,提高了水相渗透率,从而达到降压增注目的。通过室内驱替模拟试验及现场应用表明,纳米聚硅增注技术可以降低该油田注水井的注水压力,提高油藏的吸水能力。     

纳米聚硅材料降压效果实验研究

为探索低渗透油藏注水降压增注技术,提高低渗透油田原油采收率,针对低渗透油田注水压力高,注入效果差等问题,研制了一种以SiO₂晶体为核心的纳米聚硅材料,通过室内实验模拟,对该纳米聚硅材料在低渗透油藏注水井中的降压增注能力进行了研究。结果表明,纳米聚硅乳液对注入储层能够起到润湿反转作用,能有效地降低储层中流体的流动阻力,同时对中低渗岩样(气测渗透率1.52×10^-3～4.70×10^-3μm²)具有较好的降压效果,压降变化为18.2%～36.5%,平均降压幅度为27.7%。该结论对于纳米聚硅材料在油田现场中的选井应用有着重要的指导意义。     

纳米聚硅材料在低渗透油田中的应用

在低渗透油田注水开发过程中，普遍存在注水井注入压力长期居高不下、注入量低、单井注入压力差异大等问题，采用纳米聚硅材料可以缓解这一问题。岩心驱替实验、微观驱油实验表明，纳米聚硅材料改善注水效果的机理是能够改变岩石润湿性、提高水相相对渗透率，其强憎水特性能够驱替吸附在孔隙内表面的水膜、扩大孔径等。现场应用表明：纳米聚硅材料能降低注水压力，提高注水量，具有较好的经济效益。图3表2参11     

姬塬油田注水井在线酸化处理液评价及应用

姬塬油田在注水开发过程中普遍存在着注水井压力高甚至注不进的情况。通过实验研究和分析,明确了注水井堵塞的主要原因。研究开发了一套在线酸化处理液体系,通过室内性能评价实验证明该处理液体系适用于姬塬油田注水井。该工艺现场应用11井次,注水井增注及对应油井井组增产均取得良好效果。应用结果表明,在线酸化酸处理液及施工工艺能够有效解除近井地带堵塞,降低注水井注入压力,提高注水井配注量,对老油田提高采收率具有重要意义。     

聚硅纳米粉体水基携带体系的研制

聚硅纳米增注技术是一项近年来应用于油田注水井增注的新工艺,其工艺相对简单、无污染、无负面影响,较传统工艺有一定优势,但它通常以柴油作为聚硅纳米材料的携带液,成本高昂、施工不便。选用复配的表面活性剂,将超疏水的纳米聚硅核均匀分散在水中,制备了聚硅纳米粉体的水基微乳液体系。该体系分散性和稳定性较好,可以完全用水取代柴油作携带介质将纳米聚硅材料带入井下。     

水基纳米聚硅在低渗油藏中的降压增注研究

纳米聚硅降压增注剂分散在介质中多以聚集态存在,难以进入细小孔道,甚至导致孔道堵塞。本文将一种采用原位表面修饰技术制备的水基纳米聚硅降压增注剂在分散剂作用下分散在水中,利用透射电子显微镜、激光粒度分布仪等分析手段对水基纳米聚硅进行了结构表征,研究了纳米聚硅分散液的相分散、相分离及其砂岩表面的吸附行为,并通过现场试验考察了纳米聚硅分散液的降压增注能力。结果表明:具有强吸附-超疏水核结构的水基纳米聚硅以0.2%的质量分数分散于水中,透光率大于99%,平均粒径为7 nm,Zeta电位达-43.1 mV,分散稳定。同时,分散液在高矿化度及低pH值条件下可实现强吸附-超疏水性核的有效分离,并牢固吸附在岩石孔隙表面,从而改变岩石表面润湿性,形成疏水性孔隙表面。在低渗透油田注水井现场应用时,江苏油田应用7口井平均注水压力下降26.4%,注水量增加106.7%,有效期大于10个月。     

水基纳米聚硅乳液体系应用研究

制备了具有水分散性的疏水纳米聚硅,以水作为携带剂代替常规的有机分散剂,并将其用于低渗油田注水井的降压增注。通过分析宝浪油田储层孔喉特征,确定纳米聚硅的匹配粒径为10 20 nm。纳米聚硅乳液澄清透明,通过研究其分散性和稳定性,确定水基纳米增注液配方为1.75‰纳米聚硅、2‰助分散剂。水基纳米聚硅乳液可使岩石表面由亲水性变为强疏水性,接触角由23.7°增至131.8°。岩心流动实验结果表明,经水基纳米聚硅处理后,水相渗透率平均提高40%。对注污水或油转注的欠注井实施纳米聚硅増注前,进行酸化预处理可取得较好的增注效果。在宝浪油田5口井进行现场试验,增注有效率达80%,有效期可达一年以上。图6表4参14     

特低渗透油田注水井解堵增注技术

在水质改善的基础上,以区块整体增注为先导,应用了以砂岩缓速酸降压增注为主导的工艺技术,推广应用了适应于桩西油田不同欠注水井增注特点的双源振动解堵技术、聚能冲压增注技术、聚硅纳米增注技术等系列增注工艺,有效地解决了桩西油田高压低渗区块水井增注难题。该技术在23口井应用后,平均单井压降3.2MPa,累增注水量7.96×104m3,对应油井累增油3260t。     

提压增注技术在渤海油田的先导试验与应用

渤海油田部分注水井投注后不久,注入压力便快速上升至总体开发方案的井口最大注入压力,注水量无法满足油藏配注需求,严重影响了油田的开发效果。对此,渤海油田首次开展了提压增注先导试验以及压降漏斗研究,确定了提压增注技术的可行性和可靠性,并且在垦利K油田应用实施;通过提高井口注入压力,启动压力较高的小层开始吸水,注水井的日注入量明显增多,有效增加了水驱动用储量,对油田提高采收率具有重要作用。     

低渗油藏纳米膜增注技术研究与应用

针对低渗油藏物性差,在注水开发过程中存在注水井注入压力高、注水量不能满足配注要求的突出问题,提出酸化处理后通过注入一种带有阳离子基团的纳米膜剂溶液来改善储层的润湿性,提高储层吸水能力,进一步提高水驱采收率的技术。纳米膜以水溶液为介质,依靠静电作用成为膜动力,吸附到呈负电性的岩石表面,改变储层表面的润湿性,降低注入水在孔隙中的流动阻力,避免粘土颗粒的膨胀与运移,从而提高水相渗透率,降低注水压力,达到降压增注的目的。室内实验研究及现场应用表明,该纳米膜可以改善低渗油藏注水井的注水开发效果。     

聚硅纳米材料增注效果研究

聚硅纳米材料用于低渗油藏增注是油田开发中的一项前沿技术,本研究分析了聚硅纳米材料的增注机理,室内考察了多批聚硅纳米材料的增注效果,并研究了影响聚硅纳米材料润湿性的主要因素。结果表明,聚硅纳米材料对提高岩心渗透率具有明显效果,首批样品提高水相渗透率达25％-66％;聚硅纳米材料能有效改变岩心的润湿性,使其从亲水变为亲油,从而降低水相流动阻力,起到降压增注作用;聚硅纳米材料适宜注入量为3．0PV,建议现场关井时间大于40h;聚硅纳米材料处理后转注石油磺酸盐表面活性剂,可进一步改善地层渗流能力,其渗透率提高幅度为11％。     

不同预处理工艺对聚硅纳米材料增注效果的影响研究

为了进一步提高聚硅纳米材料对低渗注水井的降压增注效果,通过吸附润湿实验考察了不同预处理方式对聚硅纳米材料在岩石表面吸附的影响,同时通过岩心流动实验研究了碱化、酸化、碱化+酸化预处理工艺与纳米处理组合工艺对低渗岩心的改善效果,实验结果表明,采用碱化+酸化预处理后再进行纳米处理的增注效果最好,处理后的最终渗透率与初始渗透率比值K_2/K_0可达6.07;该处理工艺在现场实施了5井次,效果良好,平均单井降压幅度达9.7 MPa,平均单井增注3 819 m~3,平均有效期超过7个月仍继续有效。     

海上油田大斜度井同心双管注水技术

目前海上同心双管注水工艺存在着安全控制不可靠、内外管分层容易失效、封隔器解封不彻底等问题,造成洗井困难且影响油田正常生产。为此研究了新型同心双管注水工艺技术,该技术注水管柱相互独立,施工相对简单,外管附加载荷大大降低,注水三通道都能实现单独的安全控制。环空安全阀采用柱塞坐封方式并有备用注水通道,提高了安全阀的可靠性及使用寿命;内外管的分层采用组合盘根的形式,在容易失效部位采用组合盘根和内胶筒的双级密封方式,密封效果更加可靠;洗井则采用地面单独控制洗井滑套的方式,能够避免地层压差带来的洗井活塞自行开关,而且满足海上大排量反洗井的需求。该技术已在胜利海上油田成功应用10余口井,适用最大井斜为74.18°,层间最大压差为10.5 MPa,有效解决了大压差油层、大斜度井的有效分层注水难题。     

海上油田新型机械防污染工具研究与应用

为了解决海上油田现有的机械防污染工具存在注酸通道开启压力不准,在大斜度井中丢手困难等问题,针对海上油田自身特点,研制了新型机械防污染工具及专用的丢手工具。该工具通过液压实现脱手,同时增加了扶正机构,优化了弹簧调节机构,并对压缩弹簧和弹性爪进行了受力分析,通过弹簧优化设计及采取特殊防腐工艺,提高了工具的防腐性能和压力调节性能,工具应用时不受井斜限制。现场应用表明,在井斜86°的油井中,新型机械防污染工具配套专用的液压丢手工具,投入?57 mm钢球、油管打压10 MPa,即可实现新型防污染工具丢手;地面加压8 MPa,即可开启注酸通道,为海上油田储层防污染措施提供了技术支持。     

套管缩径井高压分注技术

针对注水井套管变形和套管补贴后内径缩小、现有小直径分注管柱耐压低、无法进行高压分层注水的问题,设计了胶筒膨胀比达1.3的K344-95注水封隔器和配套工具,组成小直径高压分注管柱,K344-95注水封隔器在内径100~124 mm的套管内均可使用,耐压差高达35 MPa以上,最高耐温150℃。该技术在套管变形、补贴井中应用48井次,工艺成功率100%,具有适应井径范围大、耐压高、管柱下井和起出顺利、可洗井等特点,解决了套管变形、缩径井高压分层注水问题,可进一步推广应用。     

海上油田井下油水分离技术研究与应用

井下油水分离技术作为一项机械式控水工艺,对于高含水油井具有较好的稳油控水效果。经过长时间的发展,由于能够有效缓解高含水油田开发过程中产出水的举升、存储与处理难度大等问题,近几年来该项技术在海上高含水油田得到了应用。该项工艺在实现稳油控水的同时,缓解了地面水处理能力受限对油田提液稳产的制约,尤其对于海上高含水油田的油井措施挖潜、降低产出水处理能耗与成本、减缓环保压力以及提高油田采收率等具有重要意义。     

毛细管动态压力监测技术在新疆稠油注蒸汽井中的研究及应用

随着新疆油田稠油油藏的深入开发，稠油区块所占的比重越来越大，投入开发的六区、九区、克浅十、红浅、百重七等稠油区块的开发方式为吞吐注蒸汽、汽驱和注热水驱，如何科学地获得汽驱井群井下压力动态、吞吐井焖井压力的变化状况，对稠油区块制定科学注采开发方案、实施有效调整措施则显得越来越重要。稠油毛细管动态压力监测技术是为实现稠油注蒸汽井压力监测这一技术要求不断进行技术改造和创新而逐步成熟起来的技术，目前可实现注蒸汽井长期、连续的压力动态监测。     

海上油田防砂完井注水井反洗工艺及配套工具

目前海上油田防砂完井注水管柱不具有洗井功能,注水井长期注水会有污垢、有机沉积、腐蚀物质以及杂质等注入地层,使得注水压力上升、注水量降低,严重影响注水效果;长时间不洗井会出现管柱上提困难,造成大修作业,增加注水井作业成本。鉴于此,将注水管柱配套反洗插入密封工具、防返吐工作筒和配水器工具,可实现注水井不动管柱注水、反洗工艺技术切换,加强海上油田防砂完井井筒维护与管理,提高注水质量,降低注水井反洗成本,缩短施工周期,增强注水效果。现场应用情况表明,经过反洗的注水井注水压力降低,地层吸水指数提高,注水井分层配注量明显增加;井筒及近井地带得到了清洗,井筒内污垢、腐蚀物和杂质均被清除,解决了钢丝作业遇阻问题,改善了注入水质,增强了水驱开发效果。     

海上油田注聚过程中的井间窜流与防窜对策

为了确保海上油田采用“一泵多井”注聚工艺时的注聚质量,对海上油田注聚流程进行了较为系统的矿场监测和试验。在矿场调整试验中证实了泵井压力与井间压力不?调引起井间窜流的机理,给出了“一泵多井”时的窜流判断方法以及窜流方向与共泵井数之间的关系,最后,根据井间窜流发生机理,给出了有针对性的防窜对策。矿场试验表明:注聚过程存在井间窜流现象;基于海上油田“一泵多井”的注聚工艺流程特点,井间窜流的出现将导致注聚井的注入方式由连续注聚转变为水聚交替,将严重影响注聚质量。建议共泵井数不宜超过3口,在进行工艺设计时需要进行泵井组合优化。     

井下柔性复合管预置电缆数字式分注技术

低渗透油田分注管柱长期服役后腐蚀结垢严重、分层注水合格率下降快。为此,设计了井下柔性复合管预置电缆数字式分注工艺管柱,研发了智能配水器与过电缆封隔器等关键工具,开展了管柱抗外压、抗拉强度等关键性能室内评价,形成了适用于井下高压条件下的柔性复合管分层注水技术。室内评价结果表明,管柱满足分注井封隔器坐封压力与最大抗外压要求,智能配水器流量测试误差小于2%。现场试验4口井,最长服役时间已超过2年,分层注水合格率100%。研究表明,预置电缆数字式分注技术应用柔性复合管,可以有效提升管柱耐腐蚀性能,实现分层流量自动测调、远程验封和数据监测等功能,满足封隔器坐封、反洗井及后期测试要求,具有较好的应用效果。