油基超细水泥浆选择性堵剂研究

油基超细水泥浆可用作油藏的选择性堵水剂。本文工作考察了添加剂用量,油灰比,油茂携带液和配制温度对其密度和流动性能的影响,研究了油藏水泥浆的水化性能,评价了油藏水泥浆体系对人造岩芯的封堵性能。     

用于水窜通道堵水的超细水泥浆体系

利用超细水泥浆实现水窜通道深部堵水,需解决堵荆的深部注入性问题,而注入性能与堵荆的悬浮性和分散性密切相关.选用钠基膨润土(NT)水化胶体溶液作为堵剂的基础悬浮液,并考察了钠土水化规律.实验发现,钠土加量、水化时同、碱性环境、水泥外加剂对钠土水化胶体体系的影响显著,预水化5%单一钠土悬浮液30min以上.即可获得悬浮性能稳定的堵剂基础悬浮液.在基础悬浮液中加入30%超细水泥(XC),考察分散剂(CF)、降失水剂(CG)和改性乳胶(BCT)对堵剂分散性能的影响,配合中温缓凝荆(CH),得到可深部注入的超细水泥浆堵剂配方(初凝时间5 h):30%XC+5%NT+0.75%CF+2%CG+5%BCT+0.5%CH.模拟试验中的平均注入压力为0.289 Mpa,表明该配方可用于水窜通道深部堵水.     

油井堵水技术进展

油井堵水技术可分为机械和化学两大类，机械主要采用封隔器，化学堵水主要采用化学剂等。化学堵水又分为非选择性及选择性堵水。非选择性堵水主要堵剂有：水泥、硅酸钙、各种树脂和各种冻胶；选择性堵水主要分三类，即水基堵剂、醇基堵剂和油基堵剂，文中对各堵剂进行简介。     

油基凝胶选堵剂在吉林油田的研究应用

通过在柴油中加入两性高聚物、交联剂、Ｏ／Ｗ型表面活性剂、增稠剂等组成油基凝胶选堵剂,遇地层水或注入水形成强度很高的凝胶,该凝胶遇水愈加粘稠,强度增大;遇油愈加稀释,强度降低,实践证明可以对油井地层产生分层选择性堵水作用。本文给出了对于不同含水率地层堵剂的作用情况、堵剂中交联剂和表面活性剂的筛选、不同温度对堵剂性能的影响、堵剂的岩心封堵性能及该堵水技术在吉林油田的现场应用效果等。     

油田化学堵水调剖剂研究进展

综述了国内外堵水调剖剂的应用开发情况和研究现状,油田化学堵水剂包括选择性堵水剂和非选择性堵水剂.根据分散介质的不同,选择性堵水剂有水基堵剂、油基堵剂和醇基堵剂;非选择性堵水剂有水泥、固体颗粒、热固性树脂、无机盐沉淀以及聚合物凝胶等.结合国内地质状况对堵水调剖剂的研究及发展提出了建议,指出了今后堵水调剖剂研究的主要方向.     

海上河流相稠油油藏选择性堵水研究

为了提高海上河流相稠油油藏堵水措施的有效性,结合渤中油田典型储层和流体特点,利用室内实验开展了海上河流相稠油油藏选择性堵水研究。对三种配制堵剂的注入能力、堵水有效期、封堵能力和对低渗层伤害程度等进行了分析评价,结果表明:堵剂A具有最好的注入性能,对低渗透层伤害程度最低;堵剂B具有最佳的封堵性能;堵剂C具有最长的堵水有效期。结合目标油田储层特征及海上平台操作要求,优选堵剂A在渤中25-1南油田E 25井进行了现场试验。该井堵水后最大日增油约35 m~3,含水率下降约10%,有效期396 d,累计增油达1. 4×10~4m~3,取得了较好的降水增油效果。     

对油基超细水泥封堵封窜的认识与实践

油基超细水泥是一种选择性堵剂。在室内考察了油基水泥浆的分散剂含量、油灰比、凝结时间等因素对封堵效果的影响,结合多种测井手段,通过在王129等4口井的现场试用证明,油基超细水泥在油井套管外窜封堵、薄夹层封堵和层内选择性封堵等方面具有良好的堵水不堵油特性。     

排601块热采水平井堵水体系研制与应用

针对春风油田排601区块边底水入侵、油井含水上升日益严重及现有堵剂适用性差等问题,合成和研制了一种耐温120℃,抗矿化度22×10~4mg/L的新型硅盐树脂体系。室内实验评价了硅盐树脂体系的黏度、耐冲刷性、热稳定性,实验结果表明:堵剂具有良好的注入性能,对油水两相具有很好的选择性,偏向堵水不堵油,具有良好的耐水冲刷性能。采用多孔介质模型进行了堵剂驱替模拟实验,实验结果表明:堵剂封堵性能较好,质量分数为5%即可以满足2μm~2油藏封堵要求;耐冲刷,注水冲刷50 PV后仍然维持相当压力;堵剂具有优异的油水选择性,堵水率80%,堵油率20%。在春风油田排601块开展了7口热采水平井的堵水施工,矿场试验表明:7口井均在不同程度上见到了效果,综合含水率下降,累计增油8 443.9 t,施工效果明显。硅盐树脂体系为热采水平井堵水提供了一种新选择,为同类型油藏堵水矿场实践提供了依据。     

大剂量多段塞深度调驱技术

为改善注水井吸水剖面和油井产液剖面,基于调剖堵水"2+3"理论提出了大剂量多段塞深度调驱技术。对堵剂的选择性堵水作用、渗透率对注入压力的影响、堵剂的耐冲刷性和可动性进行了室内实验,制定了堵剂施工段塞设计以及堵剂粒径的选择方案。实验表明,注入大剂量、低浓度、多段塞的体膨性堵剂可达到堵水和驱油的双重作用。在平方王油田滨17块进行了2口井的大剂量多段塞深度调驱技术试验,调剖后平均日注入量为86.5 m3,平均注水压力提高了3.5 MPa,对应10口油井有5井次见效,见效初期日增油17t,取得了较好的增油效果,对进一步提高大厚层区块的调驱效果及进行多轮次调剖技术工作提供了借鉴。     

塔河油田碎屑岩油藏活性混合油堵水体系探索实验

随着开发的逐步深入和注水规模的扩大,塔河油田碎屑岩油藏高含水水平井日益增多,堵水成为后期开展水平井综合治理的最重要措施之一然而由于塔河碎屑岩油藏具有超深、高温、高盐、底水活跃、非均质性强等显著特点,常用的或单一乳化剂形成的乳化液堵剂稳定性和地层配伍性差,整体堵水效果较差.为此,基于活性混合油堵水的基本原理,探索采用塔河自产的稠油和稀油,通过优化混配比例和乳化体系,研制出活性混合油堵剂,并利用物理模拟手段系统评价该堵剂封堵性能及注入速率、渗透率、非均质性对其的影响,对形成具有塔河油田特色的乳状液堵剂体系具有重要的理论指导作用,对碎屑岩油藏稳油控水、提高堵水有效率有重要的实践意义.     

油基钻井液组分对水泥浆性能的影响及其机理

针对固井时油基钻井液与水泥浆掺混易产生接触污染进而影响施工安全的问题,开展了油基钻井液各组分对水泥浆流变性、稠化时间、抗压强度等性能影响的研究,同时结合扫描电镜、X射线衍射仪、红外光谱等手段,初步探索了油基钻井液各组分对水泥浆性能影响的机理。实验结果表明:油基钻井液的掺混会使水泥浆流变性变差、水泥石抗压强度降低,影响顶替效率及水泥环的封隔能力;柴油、主乳化剂、副乳化剂等单组分对水泥浆流变性能的影响不大,而由柴油、内部水相与乳化剂搅拌形成的乳状液则会对水泥浆性能产生几乎与油基钻井液同等程度的影响。研究结果表明:乳状液圈闭了水泥浆中的自由水,导致浆体变稠,使水泥颗粒无法与自由水有效结合,阻碍水泥浆的水化,导致水泥石结构疏松多孔,影响了水泥石的强度。对策建议:可使用添加合适表面活性剂的先导浆、隔离液等措施来缓解接触污染。     

油基细水泥水化机理研究

采用热重分析（TG）、差热分析（DSC）、X衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）和压汞（MIP）等方法研究了选择性堵水材料--油基水泥的水化机理，并借助烧失法测定水泥石化学结合水含量，使用甘油法测量Ca(OH)₂含量并分析了油基水泥水化程度。结果表明：油基水泥的初期水化速度快，Ca(OH)₂迅速生成，并形成CSH等大量水化产物，硬化油基水泥石抗压强度主要受水灰比的影响，在水灰比为0.26处达到最高抗压强度，并在较宽的水灰比范围内良好固化，是一种优良的选择性堵水材料。相比水基水泥石，硬化油基水泥石体系孔隙度更大，这是硬化油基水泥抗压强度不高的主要原因。     

油基钻井液对水泥浆性能的影响及其机理

目前,油基钻井液越来越多地被应用于特殊地质条件和特殊工艺井中,而钻井液与水泥浆之间通常不具有相容性,二者掺混后会产生不同程度的接触污染,可是,油基钻井液对水泥浆性能影响及其机理的研究却相对滞后。为此,实验分析了油基钻井液在不同掺混比例条件下,对水泥浆流动度、稠化时间、抗压强度、胶结强度、孔隙度、渗透率等性能的影响。同时结合超声波抗压强度、XRD、热重分析,初步探索了油基钻井液掺混对水泥性能影响的机理。结果表明,油基钻井液掺混不会大幅度影响水泥浆稠化时间,但会形成絮凝结构,降低水泥浆流动性和顶替效率;掺混后的水泥石抗压强度和胶结强度降低,孔隙度和渗透率升高,影响水泥环封隔能力。油基钻井液掺混对水泥浆性能影响的机理为：水泥浆与油基钻井液掺混形成了乳化结构,造成水泥浆中自由水被束缚,导致水泥浆流动性降低;无法固结的油基钻井液在水泥石中形成孔洞以及油相的润滑作用是使得混浆水泥石强度降低、孔隙度和渗透率升高的主要原因。     

油基钻井液用冲洗液PC–W31L的制备及性能研究

针对油基钻井液用水包油型冲洗液无法用润湿测定仪检测混合液（即油基钻井液与冲洗液的混合液,全文同）电导率的问题,优选复配了合适的表面活性剂和溶剂,并引入一种含氮类聚合物,制备了油基钻井液用冲洗液PC–W31L。分析了PC–W31L冲洗油基钻井液的作用机理,并对其性能进行了评价。结果表明:PC–W31L对油基钻井液的冲洗效果良好,冲洗界面为水润湿状态,能使油基钻井液由油连续相完全转变为水连续相;PC–W31L与油基钻井液、水泥浆的流变相容性良好,对水泥浆稠化时间和抗压强度的影响均在可控范围内。研究表明,冲洗液PC–W31L不但对油基钻井液的冲洗效果良好,且能用润湿测定仪测定其水润湿能力。      

磁处理水泥浆应用机理实验研究

水泥浆经过磁处理后,改变了水泥颗粒的表面性质和胶体的电动特性,拆散了水泥浆体的网状结构,使水泥浆的粘度、切力降低,流动性变好,有利于提高固井顶替效率.磁处理使水泥的水化反应速度加快,水化产物数量增多,结晶、沉淀得更完善,水泥石变致密,水泥石的渗透率降低和强度提高,在固井中能更好地封固油气水层.通过室内系列微观实验,研究了磁处理水泥浆的应用机理,论证了磁处理效果.从室内实验到现场应用都证实了,磁处理水泥浆是提高固井质量的一项新技术,并具有施工简单、投资少和效益高的特点.     

体膨型颗粒类堵水调剖技术的研究

凝胶类堵水调剖剂的地下交联程度和选择性进入能力是影响堵水调剖效果的重要因素,为解决这些问题,开发研制了一种新型体膨型颗粒类堵水调剖剂,该堵水调剖剂为地面交联预聚体,具有膨胀度和粒径可控、比重接近于水、稳定性好、选择性好等优点,较好地解决了常规堵水调剖剂进入地层因稀释作用而不交联的弊端;同时,通过合理选择颗粒粒径和注入压力,可使堵水调剖剂在低渗透层形成表面堵塞而顺利地进入高渗透水洗层位,从而达到堵水调剖剂选择性进入大孔道的目的。     

一种新型低放热水泥材料的室内性能研究

海洋深水钻探常常钻遇浅层水合物层,常规低温水泥浆放热量大,固井期间会引起水合物层不稳定,影响固井质量。通过对几种胶凝材料的筛选研究,开发了一种新型低放热水泥材料,从而建立了一套可适于深水浅层水合物层固井的低热水泥浆体系。该水泥浆体系在密度为1.40～1.60 g/cm3时,3 d的水化热均小于200 J/g,水泥石在10℃下养护24 h后的抗压强度大于3.5 MPa,降失水性能较常规低热水泥有较大提高,均小于50 mL,流变性测试φ₃₀₀均在300以下,同时新型低热水泥性能比普通低热水泥水化热更低,稠化时间可调,室内实验表明,新型低热水泥浆体系在低温环境下具有低水化热、高早强、低失水以及稠化性良好等特点,能够满足海洋深水水合物层固井作业的要求。      

油井水泥浆液-固态演变的结构与性能

固井水泥浆“失重”对固井质量具有严重影响,而固井水泥浆在液-固态转变过程中的结构和性能变化与“失重”密切相关。因此,通过XRD测试、TG测试及机械性能分析仪对固井水泥浆的液-固态转变过程中的性能演变进行分析;并结合环境扫描电子显微镜（ESEM）及新的制样方法定点观察水泥浆液-固态过程中的微观形貌。研究发现：固井水泥浆在液-固态转变中,Ca（OH）₂的生成速率明显增加,水化反应速率加快;随着水泥浆水化反应的进行,水泥颗粒被无定形的水化产物覆盖,使水泥浆颗粒之间相互支撑,让液-固态转变过程的水泥浆呈“骨架-孔隙结构”,降低水泥颗粒的流动性能;而随着水化反应的进一步进行,孔隙溶液中自由水量的降低,溶液中水化产物则结晶长大,降低了水泥浆中的孔隙率,使水泥浆的孔隙水压力不能有效传递,从而使水泥浆在液-固态转变过程中“失重”;并使水泥颗粒之间由物理键连接转变为化学键连接,增加水泥石抗压强度,降低水泥石的泊松比。     

-18℃下冻土区负温水泥浆水化微观过程研究

极地冷海地区具有重要的油气勘探开发价值,但常规固井水泥浆液相水分在该地区负温环境下会分凝结冰,水化反应无法进行,导致固井工作难以开展。为此,针对极地冷海冻土区负温环境下固井水泥浆不凝固难题开发了一种负温水泥浆体系,并对比研究了其在-18℃和室温环境下水化反应微观产物的区别。实验结果表明:该体系具有优良的负温固化性能,在-18℃下0.5~3 h内固化,24 h抗压强度达3.5~9 MPa,可有效解决负温条件下常规水泥浆不固化无强度难题;微观成分测试发现,-18℃下冻土区负温水泥浆的水化程度较室温下低,但水化产物中Aft含量较室温下高,这对水泥石的机械性能起到了积极作用。      

单井固井科技发展应建立的十个新观念

随着世界各国深层勘探力度的加大和深井、超深井数目的不断增多,对固井工艺和固井材料技术提出了更高的要求。论述了发展单井固井科技应建立的十个新观念,即提高固井质量是保护油气层的关键;固井基本水泥、特种水泥的多样化以及油井水泥外加剂多品种化是解决疑难固井的两套协同、渗透的手段;防止水泥石高温强度衰退的添加剂;采用油基钻井液打的井,必须将其清洗掉;水泥石的疲劳问题;防窜的新理论及措施;准确的自动密度控制和高比混合能是配制高品质水泥浆的两个关键因素;水泥浆的沉降稳定性;关于抗压强度与水泥环的封隔性能;煤层气开发,应特别关注完井技术。