稠油热采可降解封窜剂的制备及性能评价

制备了一种耐高温可降解封窜剂，对封窜剂的长期稳定性、封堵性能及降解性能进行评价，并考察了封窜剂的现场工业应用情况。实验结果表明，组成为20%(w)锂镁层状双氢氧化物+5%(w)聚酰胺+1%(w)过硫酸钠+0.2%(w)硫脲的封窜剂体系在80～160℃范围内成胶，成胶时间可控制在1.5～27 h之间，成胶强度保持在G级以上；在250℃下老化90 d的脱水率仅为0.51%,250℃下降解5 d，降解率可达94.2%；在160℃下突破压力可达26.4 MPa，封堵性能良好；聚酰胺可以与锂镁层状双氢氧化物相互交联形成完整的网络交叉互穿结构从而增强封窜剂耐温性能。该封窜剂在现场应用中取得了良好的封窜效果。     

CO2气驱封窜用改性凝胶体系的研制与室内评价

开发了一种CO2气驱封窜用改性凝胶封窜剂。凝胶稳定性试验表明,二价阳离子浓度以及酸碱度对该改性凝胶封窜剂的稳定性有明显影响,随着Mg2+或Ca2+浓度的增加,凝胶强度呈先上升后下降的趋势,改性凝胶体系中Mg2+的适宜浓度在0～1500mg/L,Ca2+适宜浓度在0～1000mg/L。适宜pH值范围5～9。单岩心与并联岩心封堵试验均表明,选择的改性凝胶体系在渗透性高的岩心有良好的注入性,而在低渗岩心注入性很差,即可以减少改性凝胶在低渗岩心的注入量,从而选择性地封堵高渗岩心。在并联岩心CO2驱封窜试验过程中,气驱压力0.15MPa与模拟温度65℃条件下,低渗岩心先有流体流出,而高渗岩心则在注气压力升到0.2MPa后才有流体流出,说明改性凝胶体系进入高渗岩心后,在65℃温度下可以成胶,并能有效地封堵高渗岩心,使后续CO2驱时气体转向进入低渗岩心,从而驱出低渗岩心中的原油。并联岩心在改性凝胶封堵后再进行CO2驱时,低渗岩心能提高采收率4.8%,高渗岩心提高采收率为5.4%。     

蒸汽驱用碱木素冻胶酚醛树脂交联剂的研制

碱木素冻胶是一种较好的可用于蒸汽驱的高温堵剂,但作为其交联剂的酚醛树脂由石化产品苯酚和甲醛合成,费用相对较高。对碱木素进行羟甲基化改性提高其化学活性,然后用羟甲基化碱木素（HKLF）部分取代甲阶酚醛树脂(CPF)合成了碱木素甲醛树脂。其最佳合成条件为：NaOH用量占原料总质量的0.75%,反应时间3.5 h,反应温度85℃,碱木素和甲醛质量比3:1,HKLF取代CPF的比例为20%。用10%碱木素与4%碱木素甲醛树脂交联剂配制成碱木素冻胶溶液（pH=10.00）。成胶前的初始黏度为3.8 mPa·s (25℃),泵入性能好;室温下以3000 r/min搅拌5 h,冻胶强度损失为5.44%,抗剪切性良好;200℃下的成胶时间为1.5 h,冻胶强度达到最大值0.092 MPa,成胶温度范围为120~250℃;可在200℃放置1个半月,强度损失为4.12%,热稳定性良好。岩心封堵实验结果表明,随着填砂管堵前渗透率的减小,突破压力增大,封堵率减小,蒸汽突破压力最低为3.52 MPa,封堵率最小值为96.6%;渗透率级差越大,碱木素冻胶进入高渗透层越多,剖面改善率最高可达3.638。与CPF相比,碱木素甲醛树脂性能较好,价格低。     

致密油藏压裂井气驱暂堵调剖剂研制与评价

玛湖高温致密油藏开发过程中气窜现象严重，聚合物凝胶封堵大裂缝可有效防止裂缝气窜，但同时也易封堵基质和微裂缝，造成采收率下降。为此，研制了一种耐温型暂堵调剖剂MHZD,并从成胶性能、微观形貌、注入性能、封堵能力等方面进行评价。结果表明：暂堵调剖剂配方为0.6%耐高温型阳离子聚丙烯酰胺+0.3%铬离子交联剂，该封堵体系在90℃高温下可以稳定成胶，成胶时间为38 h,凝胶强度为H级，凝胶稳定7～10 d后可自动降解成黏度为5.63 mPa·s的水溶液；注入暂堵剂后，岩心阻力系数小于30.000,最大突破压力梯度大于30.000 MPa/m,封堵率和解堵率均大于90%,暂堵剂可有效封堵大孔隙，动用小孔隙中的剩余油。该研究对于玛湖致密油藏压裂井封窜和提高采收率具有重要的支撑作用。     

CO_2驱封窜用新型复合凝胶体系筛选评价研究

针对CO2驱过程中气体窜流的现象,以封堵气窜为目标,选择添加有AM(丙烯酰胺单体)的硅酸钠溶液配方体系进行高温高压反应釜成胶试验、流变性试验、微观试验及岩心封堵试验。该配方体系由浓度5%的硅酸钠水溶液,浓度1.5%～2%AM,适量的有机交联剂和引发剂配制而成。在恒温45℃、不同CO2分压的条件下成胶,并针对所成胶体进行一系列的试验研究后发现AM浓度2%,反应压力6MPa所成胶体具有强度高和变形能力强、网状结构清晰、封堵率高且抗冲刷能力强等优点,初步满足封堵CO2气窜要求。     

碱木素高温堵剂增韧改性实验研究

碱木素堵剂具有优良的耐温耐盐性能,但存在韧性差、易破碎、有效期短等缺点。针对这一问题,通过在常规碱木素堵剂中添加增韧剂以提高体系韧性,研究了碱木素、交联剂与增韧剂各组分加量、pH值、温度、矿化度和反应时间等因素对体系成胶性能的影响,通过测量凝胶体系的模量和红外结构表征考察了堵剂的韧性改善情况,通过填砂管物模实验评价了堵剂的封堵效果。结果表明,配方为6.0%碱木素、5.0%交联剂和0.5%增韧剂韧性改善碱木素高温凝胶在120℃下的成胶时间为8 h、成胶强度为0.048 MPa。该体系可在7~11 pH值范围内成胶,耐盐达20×10~4mg/L、耐温140℃。凝胶体系的弹性大于黏性,凝胶弹性模量随增韧剂加量的增大而增加。凝胶堵剂封堵能力和耐冲刷性较好,封堵率达97%以上,可以用于高温高盐油田缝洞型油藏调剖堵水作业。     

稠油油藏高温多基团交联冻胶封窜体系研究与应用

为解决蒸汽驱开发过程中汽窜严重问题,研制了一种高温多基团交联冻胶封窜体系,并针对其耐温性能、蒸汽封堵性能和耐冲刷性能进行了评价。研究表明:高温多基团交联冻胶封窜体系在130 ℃的高温环境下可以稳定成胶,且在250 ℃条件下放置120 d后凝胶具有很好的稳定性;封堵性能优良,在高温条件下,注入速度为1 mL/min、堵剂注入量为0.8倍孔隙体积时,冻胶封窜体系封堵率高达99.63%,突破压力梯度为7.35 MPa/m;250 ℃条件下,该封窜体系在填砂管内完全成胶后,经高温蒸汽冲刷(30倍孔隙体积)后封堵率一直维持在98.00%以上,耐冲刷性能良好。该封窜体系在现场应用中取得了良好的蒸汽封堵效果,有效解决了稠油油藏蒸汽驱开发过程中的汽窜问题,可为稠油油藏的高效开发提供技术支持。     

无机微粒交联聚合物凝胶深部封窜调剖剂ZDH的实验评价

为改善埕东油田因长期注水开采导致的水窜严重现象,研制了1种无机微粒交联聚合物凝胶深部封窜调剖剂ZDH。为确保ZDH在现场开采中的实际应用性,对其进行了地层适应性及封堵性能的实验室研究。室内评价结果表明,ZDH能够满足温度60～80℃、矿化度5 000～11000mg/L油藏条件的深部封窜的要求;可增加封窜体系强度和热稳定性;封堵强度≥5MPa/m,室内稳定时间大于180d;对渗透率差异较大的单管岩心均具有较强的封堵能力,对无隔层非均质并联岩心具有明显的调驱能力。现场试验结果表明,ZDH的注入可使注水井注水压力增加1.8 MPa,使对应油井增油475t,开发效果显著。     

低渗透裂缝性油藏 CO2驱两级封窜驱油效果研究

为了解决低渗透裂缝性油藏实施CO_2驱油过程中发生的气体窜逸问题,提出了在用改性淀粉凝胶体系调堵裂缝的基础上继续用乙二胺封堵高渗通道的"改性淀粉凝胶+乙二胺"两级封窜驱油技术,即选择改性淀粉凝胶体系(4%改性淀粉+4%丙烯酰胺+0.05%交联剂N,N-亚甲基双丙烯酰胺+0.18%成胶控制剂叔丁基邻苯二酚)和乙二胺分别作为裂缝、基质中高渗通道的封堵剂。分别考察了改性淀粉凝胶体系对岩心裂缝、乙二胺对基质中高渗通道的封堵、驱油效果,研究了"改性淀粉凝胶+乙二胺"两级封窜驱油作用。结果表明,45℃下,单独使用改性淀粉凝胶可对渗透率0.65×10~(-3)μm~2岩心的填砂裂缝进行有效封堵,封堵后CO_2气驱时岩心进出口压差基本恒定,凝胶具有良好的封堵强度,气体流速降低81%,采出程度提高25%;单独使用加入乙醇保护段塞的乙二胺体系可对渗透率1.37×10~(-3)μm~2的岩心的相对高渗带形成封堵,气体流速降低85%,采出程度提高5.3%,但是不加乙醇保护段塞的乙二胺很难注入低渗岩心;渗透率4.5×10~(-3)μm~2填砂裂缝岩心在用改性淀粉凝胶体系封堵裂缝的基础上继续用乙二胺封堵高渗通道,注入压力分别高达3.5 MPa和5.6 MPa,注入改性淀粉凝胶后再注入乙二胺后岩心采出程度分别提高29.2%和23.3%,两级封窜驱油效果明显。     

改善低渗油藏二氧化碳气驱油效果的耐温泡沫凝胶体系的构建

二氧化碳气驱对低渗油藏的开发与利用具有明显的优势,但是在驱油过程中极易产生气窜,造成二氧化碳过早突破含油带。为了抑制气窜,提升气驱效果,在聚丙烯酰胺溶液中加入起泡剂和交联剂等,制得泡沫凝胶封堵体系。通过测定凝胶强度、黏度、泡沫体积、泡沫半衰期等评价了其耐温性能,借助光学显微镜和扫描电镜分析其耐温机理,并通过人造低渗裂缝型岩心评价其封堵性能。结果表明,在100℃、矿化度10 g/L的条件下,配方为0.3%聚丙烯酰胺、0.245%酚类交联剂、0.0348%醛类助交联剂、3%稳泡剂黄原胶、0.075%起泡剂非离子表面活性剂和0.4%除氧剂硫脲的泡沫凝胶的稳定性较好,半衰期可达10 d。泡沫凝胶的微观形貌表明,液膜中的聚合物在高温下发生聚合反应形成凝胶相,网状凝胶液膜结构使得泡沫凝胶具有优异的耐温性能。泡沫凝胶可在低渗裂缝型岩心形成强度较高的封堵,在开度为0.1 mm的人造低渗裂缝型岩心中形成封堵后的气驱突破压力达到1020 kPa,具有封堵气窜通道,控制气窜的能力。图18表4参31     

海上稠油水平井蒸汽驱汽窜封堵体系评价与研究

针对海上蒸汽驱水平井汽窜问题,提出了一种有效的封堵方法。通过实验研制了一种新型的低成本耐高温药剂体系,分别对体系的注入性、成胶时间、耐温性和封堵能力进行了评价。实验结果表明,该体系在室温下黏度约为3 mPa·s,注入性良好。在80℃时开始凝固,最终形成块状固态。该体系能承受350℃高温,残余阻力系数高达30,具有良好的堵剂性能。通过三维模型实验和数值模拟,建立了均匀封堵技术,该技术的优点是有效封堵汽窜、注入压力适宜、提高采收率效果明显,对海上稠油蒸汽驱的开发具有十分重要的意义。     

新疆风城油田稠油热采高温封堵剂研究与现场试验

新疆风城油田稠油热采过程中容易发生蒸汽地下窜流和地表汽窜,严重影响产能水平,还会造成地面污染。针对这些问题,开展了稠油热采高温封堵剂研究。以苯酚、甲醛为主要原料,有机胺为催化剂,合成了油溶性酚醛树脂OSR,并与环氧树脂、有机硅偶联剂、稀释剂等复配,研制了新型酚醛环氧树脂类高温封堵剂HTD。在实验室模拟稠油油藏条件,将HTD与一定粒径的石英砂混合充填、压实、高温养护,进行了高温成胶固化试验,评价了高温固化性能、耐温性能及高温封堵性能等,并在3口井进行了现场试验。室内试验得出,HTD的抗温能力可达300 ℃以上,在温度高于180 ℃时与石英砂固结体的抗压强度高于12 MPa,在220～300 ℃条件下对高渗透率岩心的封堵率高于99.5%,突破压力梯度大于35 MPa/m;现场试验后,封堵了蒸汽窜流通道,试验区恢复了正常蒸汽吞吐生产,注汽压力3.5～5.5 MPa,试验两年后,产油水平提升至62.12 t/d,平均日增油22.7 t,取得了良好的经济效益。研究结果表明,HTD具有优良的耐温性能和封堵性能,可有效封堵蒸汽地下窜流和地表汽窜通道,增大蒸汽波及体积,提高油井产能,且有效期长,具有很好的应用价值。      

红河油田直通型裂缝高强度封堵剂调剖技术

为了解决天然裂缝发育类油藏注水开发过程中水线推进速度快、易出现水窜、水驱效果差等问题,红河油田先后开展了冻胶封堵、"冻胶+颗粒"封堵调剖技术研究及现场试验,但由于冻胶体系自身材料力学性能的影响,整体效果不理想.优选了一套单体聚合类高强度封堵剂体系,该体系具有黏度大、成胶时间短、强度高、触变性能好的特点,65?℃条件下成...     

一种低密度稠油热采复合封窜剂的研制与应用

针对常规热采封窜剂在低压层或亏空层容易漏失、厚油层封窜效果差等问题,进行了密度小于1.1 g/cm3的低密度复合封窜剂研究。考察了水灰比、温度对封窜剂性能的影响,并对封窜剂耐高温、抗压、岩心封堵、耐蒸汽冲刷等性能进行了评价。实验结果表明:该低密度复合封窜剂在300 ℃时体积收缩率为8.47%,岩心封堵率大于99%,岩心突破压力大于0.13 MPa/cm,且封窜剂耐蒸汽冲刷性能强。现场试验7井组,汽窜通道封堵率94.4%,表明该技术在稠油油藏热采开发中后期具有广阔的应用前景。     

海上稠油油藏温敏凝胶改善气窜实验研究*

针对海上稠油油田多元热流体吞吐过程中出现的气体窜流问题,以精制棉花、环氧丙烷、氯甲烷为原料,制备了温敏凝胶,评价了温敏凝胶的黏度、耐盐性能、封堵性能和封堵有效期,并利用大型二维物理模拟实验装置开展了温敏凝胶治理气窜的模拟实验。研究表明,随着温度的升高,温敏凝胶溶液黏度先逐渐降低,但是当温度超过70℃后温敏凝胶溶液黏度逐渐增大,而当温度达到80℃时,温敏凝胶溶液形成不可流动、强度很大的凝胶。该温敏凝胶的耐盐性能良好,用含1000 mg/L的Ca²⁺的水溶液、1000 mg/L的Mg²⁺的水溶液和50000 mg/L的氯化钠溶液配制质量分数为1.5%的温敏凝胶溶液,在80℃下均能成胶。向水测渗透率为1.59μm^2的填砂管注入温敏凝胶,在80℃下成胶后水驱1.0 PV的渗透率为0.0040μm^2,封堵率为99.74%,而且经过40 mL/min的高强度水驱30 PV后,填砂管渗透率保持率为95.28%,表明该温敏凝胶具有很高的封堵强度且封堵有效期长。注入的温敏凝胶主要进入高渗通道,被后续注入的多元热流体加热后成胶,起到封堵高渗通道、有效延缓气窜的作用。原有的高渗通道被温敏凝胶封堵后,后续注入的多元热流体被迫发生绕流,扩大了波及范围,采收率由36.1%提高至45.3%。南堡35-2油田现场试验结果表明,温敏凝胶可以封堵住了前两轮次注多元热流体期间形成的窜流通道,有效延缓气窜的发生,在25 d的注多元热流体作业期间未发生气窜,注入压力比气窜前提高2.0 MPa,临井气量未见明显上升,生产未受到影响。图12表3参13。     

有机颗粒高温封堵体系的研制与性能评价

目前稠油油藏的开采方式主要以热采为主,针对稠油热采过程中出现的汽窜现象,研究了一种耐温耐盐蒸汽封堵体系。确定了最佳配方为:1%沥青粉颗粒+0.7%胍胶+0.05%表面活性剂复配体系(十六烷基三甲基氯化铵、十六烷基三甲基溴化铵质量比2∶3),研究了该体系的耐温耐盐性能、高温封堵性能、耐冲刷性能及油水选择性封堵能力。研究表明:该蒸汽封堵体系在高温高盐条件下析水率不超过20%。同时该堵剂具有较好的耐盐性能,使用矿化度为100 g/L的地层水配制堵剂的析水率小于30%。沥青粉颗粒高温堵剂对不同渗透率岩心的封堵率均能保持在90%以上,且注入蒸汽长时间冲刷后封堵率降低率低于3%,具有较好的耐冲刷性能。沥青粉颗粒高温堵剂具有较好的选择性封堵能力,对水层的封堵率可以达到85%以上,而对油层的封堵率低于20%。     

热采井RCY-1液凝调剖剂

单家寺稠油油藏胶结疏松,油井采用绕丝筛管防砂投产,无法实现分层注汽;随着蒸汽吞吐轮次的增加,层内层间非均质加剧,汽窜、水淹严重。介绍了适合单家寺稠油油藏、耐温350℃、可治理汽窜和水淹的液凝调剖剂的室内研究和现场试验情况。RCY-1液凝调剖剂适用温度200~350℃,成胶时间12~2.5h,抗压强度大于1.33MPa,可以实现深部封堵。现场试验2口井,有效地抑制了汽窜、降低了含水,11个月累计增油1569t,达到了单家寺油田高轮次吞吐后期封窜堵水的要求。     

新疆超稠油油藏采出砂调剖技术研究及应用

针对注蒸汽热采稠油油藏非均质性严重、中低渗层动用状况差、高渗层汽窜干扰严重等问题,通过室内实验,向油田采出砂中加入固化剂(无机盐类)、分散剂(膨润土)、促凝剂(片碱),自主研制出新型KWF复合堵剂。其具有固化时间可调(3～300 h)、抗压大于6 MPa、耐温大于350 ℃的特点。该体系在注入高渗汽窜通道后与地层岩石胶结,封堵率大于85%,且不损害中低渗透层。现场应用表明,该体系可有效封堵大孔道,提高产油量,阶段累计增油可达1 057 t。采出砂调剖技术既解决了采出砂的环境污染问题,又降低了稠油热采开发成本,对提高油田最终采收率和经济效益具有重要意义。     

BFD低伤害油层封窜剂的应用

针对中原油田油水井固井水泥环窜漏问题,研制出BFD化学封窜剂。该封窜剂由20%~30%网架结构剂、60%~70%胶结材料和5%~10%膨胀剂组成。运用模拟井况封堵模型,评价了BFD挤入深度、封堵强度、流变性和初凝时间等性能,并分析了挤注压力、温度对挤入深度和封堵强度的影响,研究了封堵强度在封堵层和井筒内的变化规律。试验结果表明,BFD在封住油水井水泥环窜槽的前提下对油层伤害小,挤入油层深度0.3~0.5m,通过重炮可解除对油层污染,封堵强度不小于25MPa,初凝时间不小于6h。施工安全性高,流变性、稳定性好,适用于30~150℃封堵油水井管外窜槽、封油井底水和全封再射作业。现场应用12井次,成功率100%,有效率95%。