高矿化度微泡沫钻井液技术的研究与应用

微泡沫钻井液技术在我国得到了飞速的发展,但抗饱和盐的高矿化度微泡沫钻井液技术处于空白。本研究项目采用新型复合膜技术,成功的解决了微泡沫钻井液抗饱和盐的难题,并进行了不同温度压力下微泡沫钻井液密度变化、防漏堵漏机理等研究,现成应用也取得了很好的效果。这项技术的发展为解决盐膏层下油藏的开采提供了突破性的方法。     

高温高矿化度CO2泡沫性能实验研究

在高温、高矿化度条件下,通过测试起泡剂浓度、温度、矿化度和压力对CO₂泡沫性能的影响,筛选出了耐温、耐盐性能良好的表面活性剂作为起泡剂,并通过动态驱替实验,考察了起泡剂在高温、高矿化度条件下的CO₂泡沫的流度控制和封堵能力。实验结果表明,HLB值在14¹6之间的两性和非离子表面活性剂复配的起泡剂泡沫稳定性较好;高压下（15MPa）所产生CO₂泡沫更为稳定,在100℃下驱替实验所测得最大阻力因子达130,表现出良好的封堵和流度控制性能。泡沫仪测试和驱替实验结果对比表明,泡沫半衰期对阻力因子的影响更为敏感,是衡量泡沫稳定性和封堵能力的主要因素。表4图5参11     

高温高矿化度油藏 CO2 泡沫调堵实验

CO₂ 泡沫调堵是一种选择性化学调剖堵水方法, 其应用技术的关键在于发泡剂的选择。针对油藏高温、高矿化度特殊环境,综合考虑了影响发泡剂性能的关键因素,并以此为基础筛选出了具有良好抗盐、耐温性能及 pH 值稳定性的表面活性剂 YFP-2 作为发泡剂。借助岩心驱替流动实验,进一步研究了该发泡剂在模拟油藏环境下所产生的泡沫对驱替岩心的封堵作用。封堵实验结果表明,该泡沫体系具有较强的流动阻力保持性能,且对驱替剂的流动具有一定的转向作用。     

新型抗高温高矿化度的泡沫排水剂

川东石炭系有水气田具有深井高温高矿化度的特点，普通的泡排荆在这种地层条件下性能严重下降。为此，我们研制了新型的适用于深井高温高矿化度SPI—C11(D)型泡排剂。通过室内评价实验和云和寨气田现场试验结果表明，这种泡排剂具有优良的热稳定性、地层配伍性和助采性能以及良好的缓蚀能力，且适用于云和寨气田高温高矿化度的气水同产井的泡排作业。     

产高矿化度地层水气井泡沫排水采气技术

针对靖边气田产高矿化度地层水气井实际生产状况,利用聚类分析方法,进行了产水气井分类,采用泡排药剂系统评价方法,优选并评价了适合靖边气田产水气井泡沫排水采气的泡排药剂,并确定了合理的泡排工艺参数,优化和完善了泡沫排水采气配套地面工艺流程,优选气井并开展了现场试验,取得了较好的效果。     

高温高矿化度可动凝胶的研制与性能评价

实验室研制了适合尕斯高温油藏的高矿化度调剖堵剂——可动凝胶体系,确定了其最佳配方:部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)浓度1 200 mg/L,有机酚醛浓度300 mg/L,间苯二酚浓度100 mg/L,硫脲浓度100 mg/L.结果表明,在110℃下该体系成胶时间为2d,在高温高矿化度条件下,该可动凝胶体系膨胀速度快、稳定性好、封堵能力强,能明显改善剖面吸水能力,剖面改善率为90.1％ ～95.2％.     

高矿化度条件下应用的表面活性剂驱油体系

提出并合成了一种新型的非离子-阴离子两性表面活性剂LF,该活性剂在矿化度大于10×104mg/L、氯化钙大于5000mg/L的水中表现出良好的表面活性.对比研究了LF、石油磺酸盐及其复配体系耐盐和降低油水界面张力的能力.研究表明表面活性剂混合体系的耐盐能力随LF比例的增加而增强;对于一给定矿化度的地层水,复配体系能将界面张力降低至超低.文中给出了适合中原油田采油二厂濮城油田濮四南块、中原油田采油三厂卫58块实施的配方及初步试验效果.     

高矿化度油藏聚合物基微泡沫驱油体系优化

针对某高矿化度油藏采用常规化学剂不抗盐,提高采收率难度大的问题,在高矿化度油藏条件下,以泡沫综合指数(FCI)筛选了两种起泡性好的表面活性剂TSS(12-2-12)-2OH和Triton X-100。在此基础上,优化了聚合物基微泡沫驱油体系中的起泡剂浓度、助起泡剂浓度和泡沫稳泡剂浓度,得到了最佳的聚合物基微泡沫驱油体系0.2%(w)TSS(12-2-12)-2OH+0.1%(w)Triton X-100+0.150%(w)KY5S+地层水。为高矿化度油藏提高采收率提供一条新的途径。     

塔里木油田高温高矿化度油藏三次采油初步研究

概述了塔里木高含水油藏主力油田塔中4 油田和轮南油田的开发现状及目前面临的问题。提出了塔里木油田高温高矿化度油藏三次采油前期研究思路,重点突破口在于剩余油分布和新材料的研究。从高分子水凝胶、高分子树脂、有机无机复合材料及无机材料方面对剖面调整所需材料进行了初步研究。从表面活性剂如非离子-阴离子表面活性剂、多极表面活性剂和特殊表面活性复配方面对驱油剂进行了初步研究。     

耐高温高盐泡沫体系筛选与性能评价

空气泡沫驱作为三次采油的开采技术,其泡沫体系的配制与筛选起着至关重要的作用。针对吉林油田高温高盐的油藏条件,进行了空气泡沫驱的泡沫体系筛选与评价实验,采用Warning Blender搅拌法,以泡沫综合指数为评价指标,对9种耐高温高盐起泡剂单剂进行室内初选。实验表明:筛选出的起泡剂主剂LW具有良好的耐温性、耐盐性、抗遇油消泡性。将筛选出的起泡剂主剂LW分别与不同类型的起泡剂复配,评价复配体系的性能,评价结果表明:起泡剂主剂LW与非离子起泡剂NO以3∶7和与两性离子起泡剂AM以9∶1的质量比复配能够大幅提升泡沫体系的性能,最终为吉林油田空气泡沫驱泡沫体系复配提供了可行性方案。     

阳离子型双子表面活性剂在制备耐高温、高矿化度泡排剂中的应用

常规泡排施工中,泡排剂一般适用于90 ℃以下及矿化度小于100 000 mg/L 的地层,阻碍了泡沫排水采气工艺在高温、高矿化度产水气井中的应用。针对高温、高矿化度产水气井的特点,通过深入研究表面活性剂理论,确立了通过阴离子表面活性剂与阳离子表面活性剂进行复配的方式来获得在高温、高矿化度下具有良好的起泡性、稳泡性以及携液速率的泡排剂GWJ。研究表明,在温度为160 ℃、矿化度为250 000 mg/L下,其初始起泡体积与泡沫半衰期分别达到1 860 mL 和620 s,证明泡排剂GWJ 具有优良的耐高温与耐高矿化度性,可以满足高温、高矿化度产水气井的泡排施工要求。     

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。     

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。     

HAPAM/NP-10复配溶液在高温高盐下的溶液性质及复配结构

在总矿化度180 000 mg/L、温度85℃条件下,考察了自制疏水缔合聚丙烯酰胺(HAPAM)/非离子表面活性剂(NP-10)复配溶液的黏度与拉伸流变行为,并研究了NP-10对HAPAM溶液流变性能的影响及复配结构的变化。实验结果表明,NP-10的加入对溶液黏度几乎没有影响,但对溶液弹性影响很大,将疏水单体(AMCn)质量分数1%的HAPAM配制成为质量浓度1 000 mg/L的溶液,并逐步提高NP-10的浓度,在ρ(NP-10)≤1 000 mg/L时,溶液表现出假塑性流体的特性;ρ(NP-10)=500 mg/L时,弹性最大;ρ(NP-10)≥1 500 mg/L时,溶液的假塑性逐渐消失,流变性能更趋近于牛顿流体;NP-10与HAPAM复配溶液的结构变化主要与溶液中AMCn及NP-10的含量有关,当AMCn与NP-10的质量比在1∶50及1∶150附近时,HAPAM与NP-10的复配结构发生明显转变。     

高温发泡助排剂研究与应用

辽河油田应用由各种磺酸盐及其复配物组成的助排剂提高稠油油藏开发效果取得较好效果.磺酸盐虽然在耐温性、表面张力、渗透性、去污能力、发泡及助排效果等方面表现较好.成本也较低,但其在300℃、9 MPa条件下会释放出少量H2S气体,对环境、井下管柱及施工人员具有一定的危害.因此,研制了不含磺酸根离子的新型表面活性剂.性能对比实验证明,新型表面活性剂同样具有助排、发泡及降粘等功能,性能优良,现场应用也取得良好效果.     

适用于高温高盐油藏控水的耐温耐盐堵剂

针对常规堵剂耐温耐盐性能差,而难以满足高温高盐油藏控水进一步提高采收率的问题,研发了一种耐温耐盐(97℃,197.35 g/L)的延缓冻胶体系。该体系由耐温耐盐非离子聚丙烯酰胺PAM、有机交联剂HDAME组成,目标油藏条件下,优化的冻胶体系配方为(0.40%~0.50%)PAM+(0.12%~0.20%)HD+(0.12%~0.20%)AME,成胶时间在24~60 h。室内物理模拟实验表明,耐温耐盐延缓冻胶体系具有较好的剖面改善能力,采收率增值达到34.6百分点。采用环境扫描电镜(ESEM)和差示扫描量热仪(DSC)探究了冻胶的微观结构和耐温耐盐性能,并从冻胶的交联机理、微观结构阐明了其耐温耐盐特性。     

高温高压下油基钻井液的流变特性

使用Rheo Chan7400型高温高压旋转粘度计,分别测定了具有典型配方的矿物油钻井液和柴油钻井液在高温高压下的流变性能.实验结果表明,这两类油包水乳化钻井液的表观粘度、塑性粘度和屈服值均随温度的升高而降低,随压力的增加而增大.常温时压力对表观粘度和塑性粘度影响很大,但随着温度升高,压力的作用逐渐减小.在深部井段,影响油包水乳化泥浆流变性的主要因素是温度而不是压力.在大量实验的基础上,运用回归分析方法建立了预测井下高温高压条件下表观粘度的数学模型.经实验验证,计算值与实测值吻合较好.模型中温度和压力的特征值可直观地反映温度和压力对表观粘度的影响程度.该模型应用方便,并适于在生产现场应用.     

高温高盐油藏新型表面活性剂微球复配体系调驱实验

为改善西达里亚油田水驱后开发效果,针对其高温高盐的油藏条件,选用抗温耐盐性好的低界面张力表面活性剂体系SA与实验室自制的抗温耐盐型弹性微球Z10进行复配,采用表面活性剂微球复配体系调驱来提高驱油效率。模拟高温高盐的油藏条件,对新型表面活性剂微球复配体系进行调驱的压力和阻力变化特征研究,并分别开展了均质与非均质条件下的调驱提高采收率物理模拟实验。结果表明,表面活性剂微球复配体系在岩心渗透率为200×10-3~1 000×10-3μm2的调驱特性最佳,注入性好且能形成有效封堵,注入压力规律性大幅波动,阻力系数高达7以上。表面活性剂微球复配体系与注入表面活性剂的驱油对比实验结果表明,前者增油降水效果明显,采收率大幅提高,总采收率较表面活性剂驱的高约14%,很好的发挥了微球"调"与表面活性剂"洗"的双重作用。此外,表面活性剂微球复配体系在非均质条件下能够改变流体和压力的分布,有效地开采低渗透率层,也具有良好的调驱提高采收率效果。