高温裂缝性油藏凝胶封堵剂的性能评价

目的 针对高温裂缝性油藏钻井过程井漏失严重的问题,利用有机碱式铬交联凝胶封堵剂进行封堵油藏漏失。方法 采用黏度测试、高温老化、稠度测试以及模拟堵漏实验等方法,评价了凝胶封堵剂的流变性能、热稳定性、稠化性、岩心封堵后突破压力梯度及封堵性。结果 以AM/AANa二元共聚物为凝胶封堵剂基液,有机碱式铬OACrC-1作为交联剂,乳酸为缓凝剂的凝胶封堵剂成胶前的表观黏度较低,稠度小于110 mPa·s,且稠化过渡期较短,表现出直角稠化性,且在120℃下具有良好的热稳定性;凝胶封堵剂注入效果在实验范围内随缝宽的增加变好,岩心突破压力梯度及封堵性表明凝胶封堵剂对缝宽不同的岩心均具有较好的封堵性能,封堵率可达85.9%及以上。结论 该凝胶封堵剂在高温裂缝性油藏具有良好的封堵性,耐温能力达到120℃,在钻井过程中封堵漏失层具有重要的应用价值和指导意义。     

低渗透油藏水凝胶调驱剂的制备及封堵性能评价

为了提升低渗透油藏调驱剂的注入性和封堵性,开发了一种水凝胶体系,以成胶强度为指标优选了水凝胶配方及制备条件,并评价了其封堵性能和调驱性能。优化的水凝胶配方如下：丙烯酸用量为20 g/L、丙烯酰胺用量为5 g/L、过硫酸铵用量为0.07 g/L、改性淀粉用量为5 g/L、交联剂N,N-亚甲基双丙烯酰胺用量为0.08 g/L,最佳合成条件为中和度75%、反应温度9℃,所生成水凝胶的成胶强度为35～37 Pa·s。通过机械剪切、烘干得到微米级粒径的水凝胶调驱剂。封堵实验表明,质量浓度为0.1～0.7 g/L的水凝胶调驱剂对渗透率为1600×10^-3～1900×10^-3μm²的填砂管的封堵率在92%以上,随着水凝胶质量浓度的增大,阻力系数增大,注入压力爬升较快,但残余阻力系数和封堵率变化较小。水凝胶作为驱油剂使用建议采用低浓度注入,在水驱基础上可提高采收率10%左右。低浓度微颗粒水凝胶调驱剂可有效解决低渗透油藏调驱注入性和封堵性的矛盾。综合考虑注入性、封堵性和驱油性能,推荐水凝胶水溶液现场应用的质量浓度为0.1～0.3 g/L。     

复合凝胶成胶机理分析及封堵效果评价

研究了"无机+有机"复合凝胶的成胶机理及封堵效果。实验结果表明,"无机+有机"复合凝胶成胶后黏度超过10×10⁴ mPa·s,强度等级最高可达H级;温度越高,复合凝胶成胶时间越短,成胶强度越强;与单一无机凝胶或有机凝胶相比,复合凝胶具有半互穿式网络结构。流变性能测试表明,随剪切速率增加,视黏度降低。当岩心渗透率为6 000×10^-3μm²,封堵率可达96.24%。因此,"无机+有机"复合凝胶适用于海上油田高渗透层封堵或大孔道治理等。     

复合交联聚合物弱凝胶体系的研制与性能评价

由于弱凝胶调驱体系抗剪切性能弱而限制了其在油藏中的应用,以共聚物丙烯酰胺/丙烯酸/N-乙烯基吡咯烷酮为主剂,加入甲醛–苯酚复合交联剂和高温稳定剂,制备了调驱性能较好的弱凝胶体系。考察了聚合物质量浓度、稳定剂质量浓度、交联剂/聚合物质量比、交联剂配制摩尔比、温度、pH值以及矿化度对成胶性能的影响。确定了弱凝胶体系的最佳使用条件:聚合物AM/AA/NVP质量浓度2 000 mg/L,交联剂/聚合物质量比2/1 000,交联剂(甲醛/苯酚)摩尔比4∶1,稳定剂(硫脲)质量浓度100 mg/L,pH值为7,温度60℃。室内调驱性能评价表明,该体系具有良好的抗剪切性能,黏度保留率达到91.38%,同时封堵率在99%以上,突破压力大于7 MPa,并且还具有一定的选择封堵能力,剖面改善率达到80%以上。     

聚合物凝胶封堵剂性能评价及现场试验

高含水油田由于长期注水开发造成注入水无效循环问题非常突出,形成了高渗透条带,采用化学堵剂对高渗透条带进行封堵是一种有效的方法。堵剂的性能直接影响封堵效果,为进一步提高封堵成功率和驱替效率,对聚合物凝胶封堵剂进行了室内性能评价和现场试验。通过岩心试验和三管试验对聚合物凝胶封堵剂体系的封堵性能、耐冲刷性能、流动成胶性能和液流改向能力进行了室内评价试验;采用聚合物凝胶体系和油田污水配制成的聚合物凝胶封堵剂进行了现场试验。试验结果表明,聚合物凝胶体系具有较强的堵塞和耐冲刷性能,形成凝胶强度高,2口井实施封堵后连通油井见到了明显的增油降水效果,为聚合物凝胶体系在封堵高渗透带上的应用提供了成功经验。     

渤海油藏高渗透层封堵剂组成优化及其影响因素实验研究

因海上油田具有渗透率较高且大孔道发育的特点,常规封堵剂难以满足其优势通道封堵技术经济要求。为解决该问题并能对渤海油藏高渗透层进行有效封堵,以渤海油藏储层特征及流体性质为基础,以化学分析、物理模拟、仪器检测为技术手段,以油藏工程和无机化学为理论指导,在油藏温度条件下开展了封堵剂组成优化及其影响因素实验研究。结果表明,从封堵剂固化时间、酸溶性和抗压强度等方面考虑,推荐固化剂为NaOH,增粘剂为无机增粘剂,缓凝剂为复合缓凝剂。在固化剂、增粘剂、缓凝剂和主剂等组分中,缓凝剂对封堵剂固化时间影响较明显。缓凝剂质量分数为0.1%~0.5%时,固化时间为5.5~480 h且可调节。     

非交联聚合物和凝胶在非均质油藏Ash单元的应用

Ash单元为非均质油藏 ,有高渗透层窜流现象。为了改善流度比和提高波及效率 ,采用了非交联聚合物、胶态分散凝胶(CDG)和整体凝胶三个阶段处理的工艺技术。共注入聚合物和凝胶溶液 0 2 6 2PV ,增油 2 35 0 0 0～385 0 0 0bbl,提高采收率 1 7 2 %OOIP ,工艺成本为 0 91～ 1 49/bbl。连续不断的现场动态监测对及时改进工艺技术和采用合适的新技术具有非常重要的意义。     

裂缝非均质油藏注CO2驱防气窜弱凝胶体系的研制及评价

针对JZ25-1 S油田非均质裂缝低渗高矿化度的油藏特征,研制了一种适合该类油田的防气窜弱凝胶体系,并对该体系的耐温、耐矿化度及注入性能进行了评价。注CO2驱防气窜弱凝胶体系配方为:1 500 mg/L JHW-5+100 mg/L JLJ-1+100 mg/L WDJ-1+60 mg/L HSJ-1。该防窜体系具有较好的热稳定性和耐矿化度性能,在非均质储层中的注入具有选择性,在低渗透层中的压力梯度明显高于高渗层。     

耐盐型泡沫凝胶堵剂的研制与评价

针对春光油田开发生产中存在的问题,研制了一种耐盐型泡沫凝胶堵剂,并对该堵剂的成胶和封堵性能进行了评价。通过室内实验筛选起泡剂、稳泡剂和交联剂及其质量分数,确定泡沫凝胶堵剂配方为:0.5%GM-1+3 000 mg/L X-2+0.04%交联剂A+0.18%交联剂B+0.12%有机酸。实验表明,在春光油藏地层水矿化度10×10~4mg/L条件下,该堵剂起泡能力良好,成胶性能较好,岩心模拟流动试验注入性好,封堵率达90%以上。     

非均质油藏封窜及化学驱复合技术研究

利用单层均质模型及并联填砂管模型,评价改性淀粉凝胶体系的调剖性能。该凝胶体系由4%改性淀粉、4%丙烯酰胺单体、成胶控制剂按一定比例组成。凝胶体系成胶前的选择注入性良好,成胶后的残余阻力系数为834～2548,突破压力梯度高于50MPa/m,封堵率大于99%,可有效解决水窜流问题。利用双层非均质岩心模型,考察3种后续驱替段塞对提高采收率的影响。由0.3%聚丙烯酰胺、0.3%烷基苯磺酸钠和0.1 g/L NaOH组成的三元驱、0.3%聚丙烯酰胺及水驱的采收率增幅分别为20%、17%和10%。"改性淀粉凝胶体系+三元复合驱"组合调驱中,改性淀粉凝胶可进一步开采高渗层位残余油,三元复合驱在封堵后可有效启动低渗层位,整体提高采收率37%。     

红河油藏封堵裂缝用酚醛冻胶的制备与性能评价

为封堵红河长8油藏的直通型水窜裂缝,以部分水解聚丙烯酰胺G3515为成胶剂、水溶性酚醛树脂为交联剂、氯化铵为催化剂,制备了成胶时间与强度不同的冻胶,评价了冻胶的稳定性、注入性和封堵能力。结果表明,冻胶的稳定性较好,由0.5%G3515、0.5%水溶性酚醛树脂、0.2%催化剂和0.3%纳米颗粒QC-W配制的冻胶在70℃下放置180 d的弹性模量大于10 Pa。冻胶的注入性良好,成胶液在70℃下的黏度低于500 mPa·s。冻胶的封堵能力较好,含0.8%G3515的强冻胶在直径为0.7数1.8 mm细管中的突破压力梯度达到4 MPa/m以上,含0.3%G3515的弱冻胶在直径为0.7数1.5 mm细管中的突破压力梯度达到1 MPa/m以上,满足红河油田大剂量注入的要求。图7表2参14     

棉浆黑液-酚醛复合凝胶堵剂的制备与性能评价

为有效利用棉浆黑液、减少环境污染,以碱法棉浆黑液、苯酚、甲醛和聚丙烯酰胺为原料,通过水热法制备了黑液-酚醛复合凝胶,通过红外光谱、热重分析和扫描电镜对凝胶结构进行了表征,研究了苯酚加量对凝胶的影响,评价了凝胶的耐盐性、耐酸碱腐蚀性和封堵效果。结果表明,黑液-酚醛复合凝胶网络致密紧凑,热分解温度为200℃。苯酚加量为2%～4%的凝胶的成胶时间为24～14 h,含水率为72%～75%,吸水倍数为3.60%～3.92%。该凝胶具有黏度低、易泵入的优点,且具有良好的耐盐、耐酸碱性能。凝胶的封堵效果良好,对人工模拟岩心的封堵率大于99%。利用棉短绒黑液制备油田堵剂,不仅可以改善黑液污染,还可降低稠油开采成本。图4表3参13     

无机地质聚合物凝胶堵剂的性能评价

针对胶结疏松易形成大孔道的高温高矿化度油田,以渤海油藏储层和流体为研究对象,用增黏剂蒙脱土、交联剂氢氧化钠、缓凝剂柠檬酸和主剂粉煤灰等制得无机地质聚合物凝胶堵剂,研究了堵剂的成胶速度及影响因素、耐温耐盐性能、封堵效果、液流转向效果以及封堵后的调驱效果。结果表明,随着主剂与交联剂浓度和温度的增加,无机地质聚合物凝胶成胶速度增大。配液水矿化度对无机地质聚合物凝胶成胶效果基本无影响,配液水中较高浓度的碳酸根和碳酸氢根会延长聚合物胶液的交联时间。当岩心水测渗透率大于18800×10^-3μm²时,无机地质聚合物凝胶对岩心的封堵率随渗透率的增加而增大,且封堵率均大于90%。无机地质聚合物凝胶的耐冲刷能力和液流转向效果较好,可对高渗透层大孔道有效封堵,提高低渗岩心分流率。对于大孔道或特高渗透条带,封堵长度越大,增油降水效果越好。无机地质聚合物凝胶的封堵效果好于常规的聚合物凝胶和淀粉胶,可用于高温高矿化度油田大孔道的封堵。图5表5参19     

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     

复合凝胶堵剂的研制及应用

简要介绍了复合凝胶堵剂的制备方法.考察了凝胶含量、凝胶体系溶液pH、溶液温度、地层水矿化度对成胶速度和成胶黏度的影响.结果表明,凝胶含量在0.8％ ～ 2.0％,溶液pH 7.0 ～9.0,溶液温度65℃,地层水矿化度达20 000 mg/L条件下,凝胶溶液具有很强的成胶能力,并且成胶速度快,成胶黏度高.岩心封堵模拟实验结果表明,该凝胶堵剂封堵率达96.7％,高渗分流率由堵前82％下降到10％,低渗分流率由堵前18％上升到90％,有效封堵窜流通道,启动低渗通道.现场应用效果明显,压力比措施前上升4.5 MPa,增油量达569.1 t,投入产出比为1∶3.36.     

一种高渗非均质砂岩储层暂堵体系的制备及性能评价

针对高渗非均质砂岩储层酸化效果差、酸化转向困难的问题,首先对聚丙二醇醚化反应制备离子型Bola表面活性剂BS(聚丙二醇二羧酸钠),然后将阳离子胍胶(羟丙基三甲基氯化铵胍胶CG)和Bola表面活性剂BS自组装成超分子凝胶BSP体系。通过黏度变化特征优化了BSP体系形成凝胶的最佳条件,采用流变仪测试了体系的流变性及剪切修复性,采用并联岩心流动实验测试了体系的酸化转向效果,通过SEM分析了BSP体系的酸化转向机理。研究结果表明,转向BSP体系的黏度随温度升高呈现出驼峰现象,剪切后的黏度具有良好的自组装修复性能。非均质性严重的储层,酸化时低渗层难以被改造。BSP体系具有良好的暂堵转向效果,转向剂BSP体系的注入可有效减少酸液在高渗层的滤失,并有效动用低渗层。BSP体系在不同的pH值下呈现网状和超分子微球形态,有助于酸化过程中实现暂堵与清洁的功能。图10表1参15     

十屋油田用酸化解堵液配方优选及性能评价

针对十屋油田在注水开发过程中普遍出现的注水压力高、注水压力上升速度快、注水前沿推进速度慢、注水以及前期酸化效果不理想等诸多问题,优化了酸液配方。前置酸配方为8%～12%HCl＋2%WD-11缓蚀剂＋1.5%WD-8铁离子稳定剂＋0.5%WD-12助排剂＋0.5%WD-5黏土稳定剂＋0.5%BM-B10＋1.0%WD-6破乳剂,在前置酸中加入2%HF即得到主体酸。该酸液稳定性良好,前置酸和主体酸的表面张力分别为24.6和25.4 mN/m,腐蚀速度均小于5 g/m2.h,铁离子稳定能力大于2500 mg/L,均达到规定要求。对十屋油田4口井天然岩心的酸化效果实验表明,酸化后的岩心渗透率大幅提高,酸化效果良好。图4表5参2     

一种用于高压 CO2环境中的强凝胶封窜剂的研发与性能评价

为了封堵裂缝性特低渗油藏中的高压气窜通道,研发了一种用于高压CO_2环境下的配方为2%改性纤维素+2%丙烯酰胺+0.1%交联剂(N’N-亚甲基双丙烯酰胺)+0.03%数0.1%引发剂(过硫酸盐)的改性纤维素类强凝胶封窜剂,并考察了所形成凝胶的黏弹性、热稳定性和封堵性。研究结果表明,堵剂在10 MPa的高压CO_2环境下成胶时间为6数24 h,凝胶黏度为18×104m Pa·s,所形成的凝胶具有很高的强度,在1 Hz下弹性模量为3500 Pa、耗损模量为500 Pa。该凝胶能在高压气体环境下长期稳定存在。在高压气体中放置120 d后由于酸性作用和气体穿透作用,凝胶的性能相对减弱、其微观结构变得相对稀疏,但仍具有半固体的性质,弹性模量为2100 Pa、耗损模量为280 Pa。封堵前裂缝性岩心在出口端的气体流速高达23000 mL/min,而封堵后裂缝性岩心在出口端气体流速降至830 m L/min,接近于均质岩心的气体流速(640 mL/min)。该纤维素凝胶可被用于封堵裂缝性油藏中的高压气窜通道。     

低温互穿网络凝胶堵剂的研制与性能评价

针对扶余油田低温低渗透裂缝性砂岩油藏的性质,研制了一种适合于该油藏的互穿网络凝胶体系。确定了互穿网络凝胶的最佳配方:互穿网络聚合物IPN浓度2 000 mg/L,交联剂A用量(体积分数,下同)1.00%,交联剂B用量1.00%,粉煤灰用量6.00%。此凝胶在30℃下成胶时间短,老化45 d后成胶强度为G级。岩心封堵实验表明,岩心封堵率最高可达99%以上,突破压力梯度在7.55 MPa/m以上。该凝胶堵剂具有选择性封堵性能,封堵水层、不封堵油层,其吸水剖面改善率分别达99.41%和96.60%。     

堵水调剖剂的凝胶性能评价方法综述

油田上的堵水调剖剂常用到凝胶,但对凝胶性能的评价一直没有一个统一的标准。文中通过文献检索并结合凝胶在油田实际应用的情况,介绍了各种评价指标的具体评价方法,包括成胶时间、凝胶强度、稳定性、粘弹性、膨胀倍数、抗剪切、抗压强度及岩心试验。文章着重对成胶时间和凝胶强度的评价方法详细论述。成胶时间评价方法包括粘度-时间曲线法、压力-时间曲线法和比色管法。凝胶强度评价方法包括等级评价法和相对强度评价法等。通过对凝胶性能评价方法的综述,为油田科技工作者在科技研究和现场应用工作中对凝胶性能的评价提供了参考。