抗高温泡沫排水用起泡剂的研究与性能评价

以分子结构上含有磺酸基团、主链碳链较长的甜菜碱为主要成分,复配少量具有协同作用的直链烷烃磺酸盐,研制出了一种抗高温起泡剂。该起泡剂能显著降低地层水的表(界)面张力,具有良好的表面活性,利于泡沫产生,且起泡能力、泡沫稳定性以及携液能力均较好,在150℃下具有良好的热稳定性,表现出了较强的抗高温能力。采用高温气井泡沫排水室内模拟实验装置,较真实地模拟了高温气井的泡沫排水过程,评价了该起泡剂在150℃下的泡沫动态性能。模拟实验结果表明:该起泡剂在150℃下仍具有良好的泡沫携液能力。     

起泡剂Ych的室内性能评价

通过测试表面张力的变化、测定罗氏泡高、评价动态性能等一系列室内性能评价试验,筛选出适合朱家墩气井泡沫排水采气的起泡剂Ych。试验结果表明,Ych是一种起泡性能好、泡沫稳定性优良、排水能力强的起泡剂。     

温度压力下起泡剂的起泡性和泡沫稳定性研究

介绍了一种模拟评价起泡剂在温度压力下的起泡性和泡沫稳定性的装置,并利用该装置评价了压力、温度、井深段对起泡性和泡沫稳定性的影响规律。室内评价结果表明:在温度压力条件下,压力对起泡剂的起泡性无明显影响,对泡沫稳定性的影响较大,随着压力的升高而更加稳定;温度对起泡剂的起泡性影响有限,对起泡剂的泡沫稳定性在135℃以下影响较小,在135℃以上影响较大,表现为泡沫稳定性随温度升高而降低;井深段对起泡剂的起泡性无明显影响,对于泡沫稳定性略有影响。应用室内评价结果,在T-19井开展了现场试验,获得成功,产气量和产水量增加,油套压差大幅降低,证实了室内评价方法和数据可靠性,可指导现场泡沫排水作业。     

高温高压高盐泡排剂性能特征实验

泡沫排水采气技术是一种成本低、效果好的采气方式,广泛应用于气田的出水治理。为了评估高温、高压、高矿化度对泡排剂性能的影响,改进了现有罗氏泡沫评价法的实验设备;通过实验研究了10种泡排剂样品起泡性、稳定性以及动态携液性并对实验数据进行了分析。结果表明:温度对泡排剂性能的影响较大,随着温度的升高,特别是高于90℃以后,泡排剂的起泡能力和稳定性急剧下降;压力对泡排剂的性能影响较明显,随着压力的升高,泡排剂的起泡能力、稳定性以及携液性能都有所增加,但达到8 MPa后,增加趋势不再明显。     

抗高凝析油抗高盐度泡排剂的筛选

针对四川盆地高凝析油高矿化度天然气井积液的情况,迫切需要研制出一种抗盐耐油的泡沫排水剂以稳定生产。采用Ross-miles法对泡沫排水剂常用主剂、抗油添加剂、抗矿化度添加剂进行筛选,在各种添加剂存在情况下对起泡剂体系起泡性能和稳泡性能进行评价;采用正交优化实验方法,研制出了在高矿化度200g/L﹑高凝析油40%的条件下起泡性和稳泡性良好的泡沫排水剂配方。     

高温高压下DP-4泡沫性能实验研究

泡沫驱油是提高采收率的工艺方法之一,在油气田开发中得到了广泛的应用.然而泡沫流体性质较为特殊,在以往的研究中,人们主要研究了高温条件下泡沫的性质及驱油机理,而很少考虑地层高压条件的影响.本研究在前人研究的基础上,建立了高温高压下泡沫性能评价的实验分析方法.采用进口的JEFRI带观测窗无汞高温高压地层流体分析仪,评价了高温高压条件下单一DP-4泡沫体系和复合泡沫体系(0.5%DP-4泡沫剂 1800 mg/L聚合物MO-4000)的起泡能力、泡沫稳定性以及原油对单一泡沫体系和复合泡沫体系性能的影响.实验结果表明,高温高压下,添加了聚合物的复合泡沫体系比单一泡沫体系的起泡能力、泡沫稳定性都要好,抗油性也要强得多.     

高温对泡沫排水剂性能的影响

随着越来越多的深层气藏被发现,其埋藏深、地温梯度高和产出地层水的问题,已经影响到气藏开发中后期甚至开发初期气井的正常生产,降低了气藏最终采收率。针对该类气藏特点,对温度造成泡排剂性能变化作了初步的研究和探讨,从温度对泡沫稳定性、表面活性剂的起泡性、表面活性剂胶团聚集数的影响三个方面阐述了温度对泡排剂性能的影响;指出温度对泡排剂的影响主要表现在对主要成分表面活性剂的起泡性能、稳泡性能以及分子结构三个方面;提出了高温下具有优良性能的泡排剂要选择热力学稳定性好的、亲水基团尽量位于分子链的中段、分子量不宜过大而且具有低表面张力的离子型表面活性剂的认识;进而研制了在高温条件下适用的泡沫排水剂--KFSY。实验结果验证了该泡沫排水剂在高温条件下的良好起泡和稳泡性能。     

泡沫复合驱用起泡剂性能评价

介绍了泡沫复合驱用起泡剂性能及评价方法。性能包括泡沫形成的条件，起泡剂的发泡作用，泡沫稳定性影响因素。评价方法包括静态评价起泡剂与地层水的配伍性，起泡剂起泡能力和半衰期；动态评价起泡剂的阻力因子，封堵能力。     

一种新型高效泡排剂LH的泡沫性能研究

泡沫排水采气方法是一种经济性高、效率高、施工方便的排水采气方法，在油气田得到了广泛的应用。气井泡沫排液所使用的泡排剂直接影响到排液的效率，针对大量的泡排剂不能同时适合高温、高矿化度和高凝析油气水井的情况，结合有水气藏的开发特点，根据表面活性剂理论和起泡性、稳泡性理论，在实验的基础上采用正交设计实验方法研制了一种新型泡沫排水剂--LH。采用Ross-Miles法和搅拌法对泡排剂LH进行泡沫静态性能研究，利用现场取得的凝析油和地层水对新型泡排剂LH的起泡能力、抗矿化度能力、抗凝析油能力及其抗高温能力进行了系统的分析和研究。并在同等实验的条件下与其他泡排剂进行比较，实验结果表明，泡排剂LH是一种起泡性能好、泡沫稳定性优良、抗高温、抗高矿化度、抗高凝析油的泡排剂。     

气井泡沫排水起泡剂的研究与应用

针对中原油田地层水矿化度高、温度高、井深的情况，研制了泡沫排水起泡剂NJS。介绍了泡沫排水的原理、泡沫排水起泡剂的合成、起泡剂特性和现场试验。NJS在中原油田不同区块现场应用半年来，有效地维护天然气井的正常生产，具有成本低，气能高、操作简单的特点。     

气井泡沫排水采气的动态实验分析

大量现场实验结论证明了泡沫动态实验对于泡沫排水采气非常重要，使地层水、凝析油均可有效地从气井中排出。在改进了RossMile泡沫测定方法的基础上，建立了泡沫动态实验装置，用泡排剂LH和泡排剂UT-11C进行泡沫流动实验。利用两相流理论，开展了气流量和气流速度对气体携液量的影响研究和气液比与携液量的关系研究，定量地分析了气流量和气流速度对气体持液率的影响，对泡沫排水采气动态进行了探索性的研究，从而指导气田经济、高效、合理地开发。     

深水深井高温高压水泥石固化养护及制备方法研究

深水深井面临超深、超高温超高压、复杂储层等特殊地质条件,对固井水泥石的综合力学性能提出了更高要求,急需适用于高温高压工况的水泥石固化养护及制备方法,从而准确可靠地评价和优化水泥浆体系。设计并建立了高温高压水泥浆固化养护装置及水泥石制备方法,精准模拟了深水深井高温高压(150 MPa、250 ℃)工况水泥浆固化养护过程,分析对比了不同温度、压力条件下所制备水泥石的单轴抗压强度、抗拉强度等力学性能。结果表明:所建立的高温高压工况水泥石固化养护及制备方法可准确模拟深水深井高温高压井筒工况条件,同时高温高压条件亦可充分发挥水泥浆体系助剂的性能优势,测试发现运用该方法制备的水泥石与常规方法制备的水泥石在抗压强度、抗拉强度等力学性能方面存在显著差异。该方法的提出有利于促进深水深井高温高压水泥浆体系固化养护和水泥石制备技术的发展,为固井水泥浆体系配方优化提供实验方法和技术支撑。     

稠油油藏气体- 泡沫辅助注蒸汽实验与数值模拟

针对蒸汽吞吐过程中由于能量不足以及严重汽窜等导致热效率低、吞吐效果变差的问题,从室内物理模拟以及数值模拟两方面,开展了在蒸汽中添加气体及高温泡沫以改善蒸汽吞吐开发效果的研究。首先,通过引入泡沫综合指数,筛选了合适的发泡剂;其次,进行了4 组室内平行双管实验,分别为单纯蒸汽驱、蒸汽- 烟道气泡沫驱、蒸汽- 氮气泡沫驱以及蒸汽- 氮气驱。实验结果表明:在注入条件相同的情况下,蒸汽- 烟道气泡沫驱和蒸汽- 氮气泡沫驱均能够有效地封堵高渗管,启动低渗管,与单纯蒸汽驱相比,采出程度最高分别提高了28.98% 和26.04%;蒸汽- 氮气驱调剖效果有限,不能有效地启动低渗管, 采出程度比单纯蒸汽驱提高了10.56%。结合物理模拟的结果,采用数值模拟方法,分析了地层参数对烟道气- 泡沫辅助吞吐和单纯蒸汽吞吐开发效果的影响,结果显示,对于层薄、油稠的非均质油藏,烟道气- 泡沫辅助吞吐与单纯蒸汽吞吐相比具有显著的优势,能够有效地提高蒸汽吞吐开发效果。对河南油田井楼零区烟道气- 泡沫辅助蒸汽吞吐方案进行了参数优化,得到最佳日注汽量为100 m3,最佳气汽比为12,最佳焖井时间为7 d。     

高温高压气井地层压力随钻监测方法研究

在高温高压气井钻井过程中,对地层压力随钻监测精度要求非常高。利用dc指数法和岩石强度法2种地层压力监测方法对多口高温高压试验井进行了随钻监测,通过其钻后的综合分析,结果表明,岩石强度法对高温高压气层的压力监测更适合,精度更高,可为以后高温高压气层的地层压力随钻监测工作提供参考。     

泡沫钻井液动密度随井深变化关系模拟研究

提出了测定泡沫钻井液动密度与压力、温度关系的方法，根据现场实测温度、压力与井深的关系，测定和分析了泡沫钻井液密度随压力、温度的变化关系。结果表明，相同压力下泡沫钻井液动密度随温度的升高而降低；同一温度下随压力的升高，泡沫钻井液密度快速升高，大于一定压力后密度增加缓慢。泡沫钻井液动密度随井深的变化趋势可以分为三段：低压快速上升段、中间弯曲段和高压高温下降段。由于气泡内及气泡表面的各种力的综合影响，井深大于一定值后．温度升高引起的体积膨胀稍大于压力升高引起的体积缩小，泡沫钻井液的动密度会稍有下降，并且动密度始终是小于1．0kg／L的，能够满足现场欠平衡钻井的要求。     

三轴应力条件下动态防塌仪的研制

目前国内常用的防塌评价仪是静态的 ,不能真实反映井下情况 ,据此研制了能模拟井下条件、真实反映井下实际情况的高温高压动态防塌仪。这种仪器能够模拟井下三轴应力实际情况 ,用失重率、吸水率、轴向变形等参数作为评价钻井液防塌能力的指标 ,较为合理 ,分辨率较高 ,在所评价的几种钻井液体系中 ,油基钻井液的防塌效果最好 ,MMH正电胶钻井液次之 ,清水最差。这种动态防塌仪具有性能稳定、操作方便、自动化程度高和重复性好的特点 ,相对误差小于 10 %。     

轴套式射孔压裂复合装置的研究与应用

为了使复合射孔压裂装置的装药结构布置合理 ,提高装药量 ,延长对地层的作用时间 ,增强作用效果 ,研制了轴套式射孔压裂复合装置。这种装置是在常规射孔枪外套装了推进剂药柱 ,利用射孔弹射孔时产生的金属热粒子引燃外套的推进剂药柱 ,药柱在管外燃烧产生大量高温和高压气体 ,对地层实施压裂。其特点是 ,加大了装药量 ,多点引燃 ,起压速度快 ,压力高 ,射孔压裂效果好。辽河油田F5 2 - 4 2井的现场应用表明 ,该井施工前无产量 ,施工后稳定产量在1 6～ 2t/d。     

塔河油田高温高盐油藏氮气泡沫调驱技术

为降低塔河油田边底水高温高盐油藏的含水率,提高产油量,进行了氮气泡沫调驱技术研究。通过评价耐温耐盐发泡剂的性能,优选出了适用于塔河油田高温高盐油藏的发泡剂,并通过室内岩心驱替试验,分析了泡沫注入时机、注入量、注入方式对氮气泡沫调驱效果的影响。结果表明:发泡剂GD-2在130℃下,210 000 mg/L矿化度的情况下,老化10 d后的半衰期可以维持在850 s,耐温耐盐性能较好,适合在塔河油田使用;水驱至含水率为80%~90%时,注入氮气泡沫采收率提高幅度最大;氮气泡沫的注入量为0.5倍孔隙体积时,采收率提高幅度最大;段塞方式注入氮气泡沫的采收率提高幅度比连续注入方式和气液交替注入方式大。塔河油田TK202H井组的现场试验表明:注入氮气泡沫进行调驱后,3口生产井的产油量得到提高,含水率得到降低。这表明,塔河油田边底水高温高盐油藏采用氮气泡沫调驱技术可以降低含水率,提高油井产量。      

中深层稠油油藏化学辅助蒸汽驱三维物理模拟与应用

胜利油田稠油油藏由于埋深和边底水的影响,油藏压力无法降低到5 MPa以下再进行蒸汽驱,一般转驱压力为7 MPa。为进一步提高蒸汽驱的实施效果,利用室内实验研究了化学辅助驱方式进一步提高采收率。以胜利油田孤岛油田Ng5层位直井反九点井网为原型开展物理模拟研究。通过对比单纯蒸汽驱、化学辅助蒸汽驱等不同方式提高采收率的幅度,对泡沫剂、驱油剂不同注入方式进行对比分析,并确定现场实施方式。室内实验研究结果表明：采用“先调后驱”的化学辅助蒸汽驱方式,可以在蒸汽驱的基础上进一步提高采收率;高温驱油剂的主要作用是提高蒸汽前沿热水带洗油效率,高温泡沫的主要作用是调整蒸汽剖面,增加波及体积,提高热利用率。现场实际应用表明,化学辅助蒸汽驱是高压稠油油藏转蒸汽驱可行的开发方式。     

栲胶复合氮气泡沫体系调堵剂性能评价及应用

针对常规氮气泡沫稳泡性能差、对地层水的调堵强度低等缺点,添加栲胶与其复配,得到栲胶复合氮气泡沫体系。室内从成胶性能、起泡性能、耐温耐盐性能、配伍性及封堵性能等6个方面对栲胶复合氮气泡沫体系进行了性能评价。实验结果表明：加入栲胶对氮气泡沫体系的起泡体积基本无影响,但是增强了体系的稳泡性能,提高了体系的残余阻力因子,增强了封堵强度。该体系的耐盐性较强,可应用于高矿化度地层,与目前常用的高温起泡剂具有良好的配伍性,对高温地层的封堵效果较好。应用栲胶复合氮气泡沫体系对4口高含水井及2口汽窜井分别进行了调堵和封窜施工,结果表明该体系对调剖降水和封堵汽窜均有较好效果。