预交联凝胶颗粒调剖剂性能评价方法

由丙烯酰胺等在地面交联聚合形成网状凝胶黏弹体,经干燥、粉碎、分筛等工艺过程制备形成遇水膨胀但不溶解的预交联凝胶颗粒,因其独特的性能优势被广泛地用于存在水驱通道的高含水油藏深部调剖。但目前对这种新型调剖剂性能仅通过膨胀倍数这单一量化指标进行评价,缺乏科学性和实用性。简述了预交联凝胶颗粒调剖剂的制备及作用机理,对调剖剂的性能建立了系统的量化指标,即吸水膨胀倍数、吸水膨胀率、膨胀时间、颗粒的圆度和粒径及凝胶颗粒的强度,并建立了相应的评价方法。对凝胶颗粒的吸水膨胀性能、颗粒粒度分布、颗粒强度以及在多孔介质中的封堵性能等进行了探讨。     

尕斯油田E_3~1油藏复合深部调剖技术应用实践

针对青海尕斯油田E31油藏高温高矿化度条件（温度126℃,地层水矿化度174501 mg/L）,进行＂预交联颗粒＋可动凝胶＂复合深部调驱体系室内研究和现场应用。实验结果表明,所用颗粒在模拟地层水中的膨胀倍数达到了10倍以上;聚合物/复合交联剂可动凝胶体系具有较好的抗盐抗温性能;岩心驱替实验结果表明,预交联颗粒优先进入高...     

预交联凝胶调剖剂的合成及评价

采用一次投料法合成用作预交联凝胶调剖剂的淀粉-丙烯酰胺接枝共聚物，简化了生产工艺，降低了生产成本；并考察了淀粉、交联剂及添加剂用量对共聚物产品吸水膨胀倍数、弹性及强度的影响。该调剖剂吸水膨胀倍数在20～60之间可调，吸水膨胀后强度大，粘弹性好。调剖驱油实验结果表明，该调剖剂效果良好。     

预交联凝胶微球堵漏剂的性能评价

为解决裂缝性地层的漏失问题, 以丙烯酰胺为单体、 过硫酸钾为引发剂、 JL-2为化学交联剂、 锂皂石为物理交联剂、 SP-80为分散剂、 航空煤油为油相, 采用反相悬浮法制备了一种耐剪切的预交联凝胶微球堵漏剂 WQ-5,利用激光粒度分析仪评价 WQ-5吸水前后的粒径分布, 并研究了堵漏剂 WQ-5的吸水膨胀性能的影响因素和耐剪切性能, 采用高温高压失水仪砂床实验评价了 WQ-5的堵漏承压性能。结果表明： 制备出的预交联凝胶微球堵漏剂 WQ-5 为球形颗粒, 初始平均粒径为 184.5 μm, 在 20℃、 1%NaCl 水溶液中膨胀 24 h 后的粒径为 450.5μm;WQ-5的膨胀倍数与温度、 矿化度和 pH值有关, 温度越高、 矿化度越小、 pH值越大, 预交联凝胶微球的膨胀倍数越高; 该堵漏剂具有良好的堵漏承压性能。图8参12     

预交联凝胶颗粒的吸水膨胀性能评价及应用

以膨胀倍数为主要考察指标评价了一种预交联凝胶颗粒的膨胀性能。结果表明,颗粒粒径越小,温度越高,膨胀速率越快。粒径和温度主要影响凝胶颗粒的膨胀速率,对最终膨胀倍数没有显著影响,颗粒自身分子结构是影响膨胀性能的关键。由于高价盐离子对负离子的强中和屏蔽作用,Ca2+比Na+对颗粒吸水膨胀的制约性更强。在80℃、水矿化度3.1×104mg/L条件下,颗粒浸泡80 d,膨胀倍数保留率98%以上,且柔顺性、韧性和粘弹性均保持较好。预交联颗粒在白于山长4+5裂缝性油藏现场应用14口井,调剖后,注水压力平均上升2.8 MPa,地层裂缝带得到了有效封堵,水驱剖面得到了调整,注水开发状况变好。     

高强度预交联凝胶堵漏剂研究

常规桥塞堵漏材料由于可变形性较差且不具有膨胀性或只有微小的膨胀量,堵漏效果较差。本文合成了高强度预交联凝胶堵漏剂GYN-1,并对其性能进行了评价。实验结果表明,GYN-1的抗挤压强度大于0.3 MPa,韧性好,不易破碎;吸水膨胀速率较慢,具有一定的延迟膨胀特性;对岩心具有较好的封堵作用,岩心封堵率达95%以上,封堵层抗...     

预交联颗粒凝胶调驱技术

预交联凝胶颗粒调驱剂是一种吸水体积膨胀材料 ,对油无吸入性 ,并且油中水凝胶体积收缩。预交联凝胶颗粒吸水后仍然具有很好的柔顺性和韧性 ,注入到地层孔隙后 ,微粒在水驱压力作用下 ,产生变形 ,驱动孔隙内的剩余油向生产井运移 ,可起到驱油作用 ;另一方面地层深部压差作用较小时 ,凝胶颗粒会滞留在地层孔隙中 ,起到封堵地层高渗透带和大孔道的作用。从室内试验评价到现场应用全面阐述了预交联颗粒凝胶的性能特点。     

插层凝胶颗粒调驱剂的性能评价与现场试验

针对常规调驱剂在哈得油田高温高矿化度油藏调驱效果差的问题,通过吸水膨胀实验、柔韧性实验、岩心驱替实验和现场先导试验对插层凝胶颗粒调驱剂进行了性能评价与现场应用。性能评价结果表明:该插层凝胶颗粒可均匀分散在溶液中,与地层水的配伍性良好;在哈得油田地层水条件下,颗粒吸水膨胀倍数达5倍以上,韧性系数达0.9以上,具有较好的耐温抗盐和吸水膨胀性能;向不同渗透率岩心注入插层凝胶颗粒,封堵率都达到90%以上。采用插层凝胶颗粒在哈得油田东河砂岩油组进行了深部调剖先导现场试验,截至2018年10月底,已累计增油1.7×10~4 t,取得了较好的开发效果。     

影响预交联凝胶颗粒性能的因素分析

从凝胶颗粒的基本特征、外观形态、粒径分布分析入手,研究了膨胀倍数及粘弹性等特征参数,评价了颗粒的物理化学性能。实验结果表明,预交联凝胶颗粒适宜于高矿化度的地层,对pH值无具体要求,长期热稳定性好。在95℃条件下考察两年和120℃条件下考察一年均未发现脱水现象。膨胀倍数在30-200倍,也可根据实际选择合适的膨胀倍数。     

预交联聚合物调剖剂的室内研究

通过实验室静态与动态实验,对油田提供的一种预交联聚合物进行了性能评价。结果表明,该预交联聚合物在自来水中膨胀倍数可达387,也可根据实际需要通过盐抑制得到合适的膨胀倍数。盐溶液、乙醇及煤油对预交联聚合物膨胀均具有很好的抑制性,乙醇与煤油对预交联聚合物的膨胀抑制性能及清水溶胀恢复效果明显优于盐溶液。通过岩心流动实验发现,预交联聚合物具有良好的耐冲刷与封堵性能,水驱至10.0 PV后,封堵率仍保持在98%以上。     

预交联凝胶颗粒膨胀性能的影响因素

预交联凝胶颗粒深部调驱技术是近几年针对高含水油田水淹、水窜严重的复杂问题而发展起来的一项深部调驱新技术。利用称量法研究了调驱用预交联凝胶颗粒(PPG)的膨胀性能,分析了PPG的制备条件及外部环境因素对PPG膨胀性能的影响。实验结果表明,随着主剂、交联剂质量分数增大以及引发剂质量分数的减小,PPG的膨胀倍数逐渐降低;表面活性剂的加入、离子含量的增大均会降低PPG的膨胀倍数,温度、pH值的增大则使其膨胀倍数增大。     

预交联颗粒调剖剂的合成与性能评价

以丙烯酸、丙烯酰胺、甲基丙烯酸甲酯为原料进行共聚反应,并以钠基膨润土为无机添加剂,合成了耐温抗盐预交联颗粒调剖剂.对 影响该调剖剂吸水性能的因素进行了考察,并评价其在原油中的收缩性能、水恢复性能和热 稳定性能.结果表明,该预交联颗粒调剖剂在自来水中膨胀倍数可达200倍左右,在1 000 ～10 000 mg/L盐水中膨胀倍数仍可达40～80倍;在80 ℃环境中放置2月后 性能良好;在原油中收缩率可达95%,堵水不堵油.另外,其柔顺性好,变形能力强,注入性能优良,调剖效果显著,达到提高采收率的目的.     

耐温抗盐预交联颗粒调剖剂的研制与性能评价

针对常规预交联颗粒调剖剂存在的耐温抗盐性能较差的问题,合成了耐温抗盐预交联颗粒调刮剂,确定了其最佳原料配方:有机单体用量100-150 g,抗温材料用量70-100 g,结构增强剂用量5-10 g。并进行了中试放大试验,评价了调剖剂中试产品的热稳定性、抗盐性、膨胀速率、强度、韧性等,同时挂于文13-298油井尾管处进行了现场评价。结果表明,耐温抗盐预交联颗粒调剖剂用文三联注入水配制,于135℃下老化60 d,膨胀倍数达8-12,并保持较好的韧性、强度、抗盐性及热稳定性,可以满足文东、文南等区块温度为120℃以上、矿化度为22×104mg/L以上油藏的调剖要求。     

双网络吸水树脂堵漏剂的研制

针对高温地层堵漏作业中现有吸水树脂堵漏剂抗温能力不够、强度不足等问题,研制了双网络吸水树脂堵漏剂DNG。DNG具有“刚柔相济”的双网络结构,强度和抗温性能得到很大提高,形变95%时的抗压强度达到16.2 MPa,释压后能快速回弹并保持完整的形态;150 ℃高温条件下老化30 d后依然保持完整的形态和较好的强度;吸水倍数为4~10倍,且具有较好的抗盐和耐pH敏感性能。评价了DNG的堵漏性能,得到了DNG封堵大中型漏失的优化配方,并探讨了其堵漏机理,DNG之所以能够成功封堵漏层在于其具有较好的变形填充、吸附缠绕、吸水膨胀等性能。      

预交联体膨颗粒合成技术研究进展

综述了预交联水膨凝胶颗粒类深部调剖剂的研究进展。从初始粒径、吸水膨胀速率、抗温抗盐性能及封堵与运移能力等的调控方面,介绍了预交联颗粒的应用性能与其结构之间的联系。对常规水膨颗粒类深部调剖剂存在的问题进行了分析,对预交联体膨颗粒类深部调剖剂的材料制备提出了建议。     

预交联聚合物/粘土复合物吸水膨胀颗粒流向改变剂LJ-1的研制

所报道的注水砂岩油藏深部调剖用的流向改变剂LJ-1，为吸水膨胀型颗粒状预交联AM三元共聚物／粘土复合物，由3种共聚单体和钠粘土共同反应制成。根据吸水膨胀倍数（m／m）和吸水饱和的凝胶颗粒相对强度等级。反应混合物中单体AM、AA、MMA的质量比为4：1：0．03。单体浓度30％，粘土用量13％，引发剂用量2％，交联剂L2（有机酸铝盐）1．5％。另外还加入稳定剂（有机稀土类化合物）及增韧剂S，溶剂为水，反应温度50℃。JL-1在清水中的吸水膨胀倍数高达80；在矿化度258．6g／L、高钙镁离子含量的油田污水中，吸水膨胀倍数随温度升高而增大，50℃时为40，200℃时为55；吸水饱和的JL1-颗粒均为有弹性的可变形凝胶。将200目的LJ-1在100～300mg／LHPAM溶液中配成0．5％悬浮液，测定一定体积悬浮液前后两次通过5层100目筛网的流动压差之比即韧性指数，平均值为1．17，表明LJ-1颗粒的韧性良好，不易破碎。图5表5参10。     

超深稠油井修井暂堵剂的吸水性能和承压堵漏

本文针对超深稠油井盐水修井液恶性漏失和高分子暂堵剂抗老化温度较低的问题,研究了耐温高分子膨胀材料(PAG)在不同介质中的体积膨胀倍数、抗盐、高温抗老化性能,通过不锈钢裂缝岩心研究了核桃壳/PAG/碳酸钙复合暂堵剂对模拟裂缝的堵漏情况。结果表明,PAG在清水中的吸水速度和体积膨胀倍数远高于盐水,其在吸水5 h后体积膨胀达到平衡,体积膨胀倍数为8.2;PAG的体积膨胀倍数随盐浓度的增加而略有降低;PAG于140℃在含160 g/L NaCl和40 g/L CaCl₂的盐水中老化5 d后凝胶没有脱水和碳化,凝胶体积还增加了0.5倍。核桃壳/PAG/碳酸钙复合暂堵剂的承压能力能达到10.0 MPa,这说明该复合暂堵剂应能用作超深稠油井修井暂堵剂。     

插层凝胶颗粒调驱技术在哈得油田的应用

为了提高哈得油田高温高盐油藏水驱效果,开展了插层凝胶颗粒调驱技术研究。通过配伍性实验、耐温抗盐实验和岩心驱替实验,对插层凝胶颗粒进行性能评价,并进行现场应用。实验结果表明,插层凝胶颗粒均匀分散在溶液中,与地层水的配伍性良好;在哈得油田地层水条件下,插层凝胶颗粒老化30 d,吸水膨胀倍数超过5.00倍,具有较好的耐温抗盐和吸水膨胀性能;向渗透率相近岩心中注入不同粒径的插层凝胶颗粒,最大封堵率为99.79%,说明插层凝胶颗粒具有较强的封堵性能。在哈得油田东河塘组砂岩油藏,利用插层凝胶颗粒进行深部调驱现场应用,截止到2018年10月底,调驱井组平均日产油量由104.07 t上升到121.52 t,含水率由83.95%降至74.40%,累计增油量1.7×10 ⁴ t,取得了较好的开发效果。     

一种耐温抗盐预交联凝胶颗粒及其应用

由2-丙烯酰胺基2-甲基丙磺酸（AMPS）、含Si-Si和Si-C键的无机物、有机硅类偶联剂在引发剂存在下反应,制得凝胶状物,经剪切、造粒得到预交联凝胶颗粒。详细考察了该凝胶颗粒的吸水膨胀性能。在矿化度158.5g/L的濮三联现场回注污水中,凝胶颗粒吸水膨胀达到平衡的时间,粒径为0.5、1-33、-5 mm时在80℃下分别为2.5、6、9小时;粒径为1-3 mm时,室温下超过24小时,80℃和90℃下为6-8小时,吸水膨胀倍数〉10;在70-135℃水中老化15天后膨胀倍数显著下降,此后直到60天维持不变,在135℃下为5-12;在350 g/L高矿化水中于135℃老化时膨胀倍数值较低但随老化时间的变化趋势相似;在135℃、45 MPa压力下老化时膨胀倍数比常压下老化时降低2.5-3.5。在高温高盐的濮城东区沙二下油藏使用该凝胶颗粒进行深部调剖,注入粒径、段塞浓度（2-6 kg/m^3,在注入水中）及段塞结构根据注入压力确定,施工井为注水井濮5-112和濮4-581,分别注入颗粒悬浮液6360和4250 m^3（0.05和0.10 PV,含颗粒剂21.5和14.5 t）及无机调剖剂140和20 m^3。4口对应油井中有3口在深部调剖后产液量减少,产油量增加,含水下降,有效期为6-10个月。图5参4。     

高分子预交联凝胶颗粒的制备与性能评价

渤海绥中36-1油田储层非均质性强、大孔道窜流十分普遍,导致注水或常规调剖过程中化学剂沿大孔道窜流指进,驱替效果降低。为了改善这一问题,以钠膨润土、丙烯酰胺、N,N-亚甲基双丙烯酰胺、醋酸铬、过硫酸铵、硫脲为原料制备了复合交联插层高分子预交联凝胶颗粒(XD),评价了XD的吸水膨胀性、增黏性、强度、韧性及调驱效果,分析了XD的调堵机理。结果表明,XD遇水膨胀,在水中的悬浮分散性较好。体系初始黏度较低,注入性较好。XD吸水膨胀性良好,膨胀时间可控,膨胀一定时间后体系黏度增加,在65℃地层水中浸泡20 h的膨胀倍数约为8。具有吸附能力的酰胺基团在水中逐渐伸展,增加了XD表面的黏度,但微球的完整性仍然保持,XD在膨胀前后均具有良好的强度和韧性。XD体系调驱后二次水驱可在一次水驱的基础上提高采收率15.7%,满足渗透率大于3μm2甚至更高渗透储层的深部调堵需求。图6表1参10