砂砾岩油藏水平井选择性堵水剂研究及矿场试验

昆北油田砂砾岩储层厚度大,平面、层间、层内非均质性强,开发初期水平井即表现出产量递减大、含水上升快的特点,迫切需要治水。基于该油藏特征及开发生产特点,以丙烯酰胺、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸和二甲基二烯丙基氯化铵为原料,制备了三元共聚物水平井选择性堵水剂。研究了交联剂N,N-亚甲基双丙烯酰胺对堵水剂强度和溶胀率的影响,考察了堵水剂的注入性能和封堵能力。在室内研究和矿场生产特征分析的基础上,在昆北油田开展了6口水平井堵水矿场试验。结果表明,交联剂加量对堵水剂强度和溶胀率的影响较大。交联剂加量为单体总质量的1.5%时,形成的堵水剂强度适中,可进行拉伸,溶胀率达到最高。堵水剂平均粒径为420μm,可在昆北储层裂缝中形成有效堵塞。填砂管注入堵水剂后,后续水驱注入压力提高了5.06倍,水驱封堵率为83.5%,油驱封堵率为20%,油水选择性良好。堵水剂在昆北油田进行了现场应用,增油降水效果较好。     

新型选择性堵水剂的研究与应用进展

生产井特别是水平井和分支井采用笼统注入法实施堵水作业时,堵剂的选择性对预防产层伤害十分重要。综述了国内外主要是国外近期选择性堵水剂的研究和应用进展。选择性堵水剂按作用原理分为两类。一类是聚合物类相渗（透率）调节剂,通过大分链在水相中伸展、在油相中收缩降低水相渗透率,包括以DMDAAC为阳离子的两性聚合物poly-DMDAAC和性能更好的乙烯基单体/酰胺三元共聚物（后者在60℃、6.89-27.56 kPa压降下水、油相流动阻力比高达270-13）,实施堵水作业后油井产油能力逐渐提高。另一类是选择性水相封堵剂,除硅酸盐类、沥青类、乳化稠油外,主要介绍了由阴离子表面活性剂、反离子盐（钾盐）、缓冲溶液组成的黏弹性表面活性剂（VEAS或VAS）体系,该体系一般与相渗调节剂共同使用。介绍了两类选择性堵水剂在国外一些油田的应用情况。讨论了选择性堵水效果评价问题和选择性堵水剂研发方向。图2表1参12。     

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。     

可动凝胶的封堵性能及其对渗流规律的影响

可动凝胶在油田稳油控水中具有重要应用,可动凝胶的封堵行为及其对油水渗流规律的影响对于油田的高效开发具有重要意义。为此,用常规岩心驱替流程进行了可动凝胶对岩心的封堵性能实验及可动凝胶对油、水单相渗流的影响实验。实验结果表明:对于渗透率低于2200×10-3 μm2的岩心,可动凝胶的有效封堵能力在90%以上;油水在可动凝胶封堵的岩心中单相渗流呈现非线性渗流特征,油相启动压力低于水相启动压力,油相渗流能力大于水相渗流能力;油水在可动凝胶封堵的岩心中两相渗流特征也发生变化,两相区范围变?,油水渗流能力变差,油相相对渗透率恢复明显高于水相,说明可动凝胶对水相的封堵远大于对油相的封堵,可以稳定油相,控制水相。     

委内瑞拉西部砂岩油藏的创新堵水方案

发现新油田的可能性正在逐步降低，持续开发老油田，控水稳油提高采收率将是十分主要的举措。但在低压裸眼井中堵水难度却十分大，如委内瑞拉西部的Bosean油田。这类油田普遍的完井方式是砾石填充加割缝筛管和高级筛管完井。 传统上复合注入永久堵水凝胶（WSO）或相渗调节剂控制该类完井方式的油井出水效果并不理想。而且以这种方法改变生产剖面很可能失败，且污染产油层。 本文将阐述复杂井最新堵水技术的发展、应用和结果。方法包括三个阶段：暂时分隔产油层，永久封堵出水层，有效清洗分离的油层。 本文中将列举十次处理的结果。运用新技术后平均含水率从88％下降到30％，产油量上升到每天300桶。 其中一口井，使用传统的两种堵水技术包括相渗调节技术（PRM）使油井产生水淹。而新技术却将含水率降到25％，产油量上升到300BOPD。这项新技术已经在Bosean油田广泛应用。     

两性聚合物选择性堵水初探

通过室内岩心模拟试验,初步评价了两性聚合物JHA1、JHA2、JHA3、JHA4的选堵性能。结果表明,在岩心渗透率98.7~987.0×10-3μm2内,其堵水率均大于85%。堵油率在10%左右,经150倍孔隙体积倍数水冲刷后,堵水率仅下降0.2%~0.4%,而部分水解聚丙烯酰胺却下降1%。说明两性聚合物堵剂具有良好的选择性,耐水冲刷,有效期长,适于中低渗透率砂岩地层油水同层堵水。     

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。     

BZ25-1油田沙二段储层聚合物纳米微球调驱体系的研究

针对BZ25-1油田开发现状,在室内开展聚合物纳米微球调驱体系性能评价,通过物理模拟实验,对其封堵和调驱性能进行研究。结果表明,BZ25-1油田用聚合物微球平均直径100nm,水化时间3~5 d,膨胀性较好,抗压强度优良。聚合物微球在高低渗岩心中封堵率分别为94.56%和92.78%,且对非均质油藏具有较好的驱油效果,在高低渗层采收率分别提高19.3%和9.2%。     

地层聚合物堵水剂HY的研制及性能评价

以丙烯酰胺为单体,加入有机硅交联剂、引发剂过硫酸钠、反应速度调节剂,制得聚合物堵水剂HY。确定了堵水剂的最佳配方：丙烯酰胺单体加量6％,交联剂加量0．5％．引发剂加量0．03％,反应速度调节剂T1加量0．005％。聚合物堵水剂HY的封堵试验结果表明,堵水剂HY对不同渗透率的岩芯均具有很好的封堵效果,封堵率大于99．90％,突破压力梯度大于18．0MPa／m。在70℃和80℃条件下,加入反应速度调节剂的堵水剂HY仍具有很好的封堵效果,其封堵率达100％,突破压力达5．5MPa。     

影响冻胶类堵剂封堵性能的因素分析

该文概要介绍了国内外有关影响冻胶类堵剂封堵性能的因素的研究情况，具体分析了冻胶类型及组成、岩心含油饱和度、渗透率、岩石的润湿性、驱替相类型对堵剂封堵性能和堵水调剖效果的影响，表明冻胶本身的结构特性是影响冻胶封堵率的根本因素；冻胶的封堵率随着岩心含油饱和度的增加而减小，同时受到岩石的润湿性和驱替相类型的影响；冻胶对亲水岩石的封堵率大于对亲油岩石的封堵率，对水相的堵塞程度大于对油相的堵塞程度。在此基础上推导出了调剖堵水施工中堵剂封堵率的计算公式。     

压裂用纳米体膨颗粒裂缝封堵性能实验研究

近年来,纳米颗粒用于提高采收率对小孔隙进行封堵的研究较多,但很少有人将其用于压裂工艺,对低渗透储层出水微裂缝进行封堵。因此通过调研优选出纳米体膨颗粒作为堵剂,将其用于裂缝封堵性能实验。利用自制岩心封堵实验装置,分析了纳米体膨颗粒对水流和油流裂缝通道的封堵能力,以及其自身的膨胀性、注入性和在水流裂缝通道中的耐冲刷性。实验结果表明,纳米体膨颗粒在水相环境中具有较强的吸水膨胀性能,在油相环境中具有弱膨胀性能;纳米体膨颗粒对水流裂缝的封堵效果良好,在围压为40和50 MPa下水相封堵率高达90%;对油流裂缝不会形成很强的封堵,油相封堵率小于30%。此外,纳米体膨颗粒的注入性能良好。在围压为40 MPa、注入3 PV浓度为2%的纳米体膨颗粒在水流裂缝中,膨胀4 d后的耐冲刷性良好;因此纳米体膨颗粒达到了封堵水流裂缝而不封堵油流裂缝的目的,能较好地应用于压裂堵水。      

超低渗裂缝油藏深部调剖堵剂体系适应性研究

针对长庆油田吴410区超低渗透、裂缝性油藏,评价了甲叉基聚丙烯酰胺类化学成胶堵剂及体膨凝胶颗粒堵剂对裂缝的封堵性能。甲叉基聚丙烯酰胺类化学成胶堵剂具有地面粘度低(≤34mPa·s,泵注性能好)、成胶时间可控(16～72h,60℃)、堵水选择性好(油相岩心封堵率≤40.7%,水相岩心封堵率≥97.6%;油相岩心突破压力≤0.91MPa/m,水相岩心突破压力≥1.75MPa/m)、封堵率高等特点;体膨凝胶颗粒堵剂具有淡水中膨胀率高、盐水中膨胀率低、膨胀后的凝胶颗粒具有变形通过性能等特点。确定了针对吴410区长6超低渗裂缝性油藏调剖工艺的"前置甲叉基聚丙烯酰胺类化学成胶堵剂+体膨凝胶颗粒堵剂+柔性胶粉堵剂封口"的调剖剂体系及"大剂量、小排量、多段塞、控压力"调剖工艺,并进行了现场工艺试验。统计2012年吴410区3口典型调剖井,平均注水压力上升1.5MPa,至目前,单井组内油井平均增油已超200t,调剖增油效果良好。同时对调剖失败井进行对比总结分析,为以后堵水工艺提供参考意见。     

气井凝胶堵水剂配方优化及性能评价

为改善涩北气田主力层系由于开发时间长而形成的高渗层出水低渗层产气的状况,利用正交静态试验,通过调整淀粉接枝体系的主剂和添加剂加量,对不同配方的成胶时间、成胶强度等性能进行了比较,优选出了适合涩北气田气井堵水用的淀粉接枝弱凝胶堵水剂。通过物理模拟试验对堵水剂在涩北气田储层条件下的注入特性和封堵效果进行了评价,结果表明,优选出的堵水剂配方成胶时间为8.2 h,成胶后静态屈服强度达到3.8 kPa,另外该配方堵水剂对出水层具有选择性,具有高于20 MPa/m的封堵强度,并且不会封堵气层,表明该堵水剂对涩北气田具有良好的堵水增产效果。      

边底水油藏水平井复合堵水技术研究与应用

桩西地区边底水油藏水平井含水上升快、产液量高,传统堵水效果差,为此开展了复合堵水技术研 究。设计合成了一种微观油水调控剂,研发了耐温高强度堵剂,评价了解堵剂的解堵性能。实验结果表明,微观油 水调控剂具有良好的驱油性能;耐温高强度堵剂本体强度可达 2722.4 Ｎ,耐温120℃,耐盐 100 000 mg/L。以桩1 -平 71井为例,优化了堵水工艺参数。目前,在水平井实施复合堵水5井次,堵水有效率100 ％,平均单井日增油 2.8ｔ,日产液降低125ｔ。现场应用结果表明,复合堵水工艺可实现对水平井的封堵,达到降液增油的目的,具有较 高的推广应用价值。     

预交联凝胶颗粒调剖剂的制备及性能研究

以丙烯酰胺、膨润土、交联剂、引发剂和添加剂等为原料制成交联型聚合物,经过造粒、干燥、粉碎、筛分等工序,形成具有一定弹性和韧性的凝胶颗粒。考察温度和矿化度对其膨胀性能的影响,并以堵水率、堵油率以及驱油效果来表征凝胶颗粒的封堵能力。研究结果表明,凝胶颗粒的膨胀性能随温度的增加而上升,当矿化度为2×104~2×105 mg/L时,其膨胀系数稳定在17倍左右;该凝胶颗粒具有较好的选择性堵水性能,其堵水率超过90%,而堵油率低于7%;该凝胶具有较好的纵向调剖效果,明显降低了分流量,可有效提高采收率。     

绥中36-1油田堵水稳油技术数值模拟研究及应用

为了保证渤海绥中36-1油田的稳产,针对油田开发过程中暴露出注入水单层单向突进的矛盾,在注水井优化注水的基础上,采用数值模拟方法进行油井堵水效果研究。方案设计时考虑三种堵水方式:封堵防砂段、封堵高含水小层和层内堵水;考虑封堵三个不同含水级别的油层段:含水分别大于90%、80%、70%。油井堵水后减少无效水循环,提高注入水利用率,减少平台污水处理量,实现了节能减排,同时为中低含水井提液生产创造了产液空间。研究认为堵水越精细,限液生产造成的油量损失越少,且在一定程度上提高了油田采收率。现场试验结果表明高含水油井堵水后降水增油效果明显。     

耐温抗盐水平井封堵体系研究与应用

针对中原油田高温、 高盐和水平井中 80%是筛管完井的特点, 研发了以渗透率调节剂 RPM（阳离子三元聚合物） 为主剂的耐温抗盐水平井封堵体系 （5000 mg/L渗透率调节剂 RPM+6000 mg/L交联剂 PFR+300 mg/L稳定剂 JN）, 考察了该体系的耐温、 耐盐、 热稳定性及封堵性能。结果表明, 该体系耐温可达 90℃, 耐盐可达 25×10⁴mg/L （其中 Ca²⁺、 Mg²⁺浓度 5000 mg/L）, 凝胶强度在 5×10⁴ mPa·s以上, 长期热稳定性可达 90 d以上。该体系具有较好的选择性堵水性能, 封堵填砂管后水相渗透率降低 89%, 而油相渗透率仅降低 17%, 可直接用于水平井堵水, 尤其可以解决管外无法封隔的割缝筛管和裸眼方式完井的水平井堵水问题。图 10表 5参 14     

聚合物微球在高温高盐碎屑岩水平井堵水中的应用

塔河油田碎屑岩油藏属高温高盐大底水油藏,非均质性严重,高含水油井上升速度快,严重影响了油田的开发水平。颗粒类堵剂孔喉适配能力差,不具备油水流动选择,堵水效果不佳。通过粒径实验和岩心驱替实验,对聚合物微球性能进行了评价,结果表明：聚合物微球在130℃条件下,用塔河地层水溶胀15d后,粒径增大了18倍,在煤油中粒径没有变化。浓度为2000mg／L的微球封堵率达到93．4％,注微球后双管驱油效率提高11．94％。通过现场试验分析,认为聚合物微球封堵强度较高,受矿化度影响小,增油效果明显,可用于非均质油藏高含水油井堵水。     

JBD吸水膨胀型聚合物暂堵剂的研究

研制了一种新型的吸水膨胀型聚合物暂堵剂-JBD，它具有较好的吸水膨胀性能和遇油收缩的特点；JBD对水层具有很好的封堵效果(堵水率大于95％)，而对油相封堵能力较弱(油相渗透率恢复值大于85％)，适应于高渗透油层暂堵作业。     

页岩气水平井低油水比油基钻井液研制及应用

针对页岩气水平井钻探过程中井壁失稳风险大、钻井液性能要求高和商业开发降本提效的迫切需求,基于页岩储层特征、水平井工程施工要求,构建、研制了一套性能稳定的低油水比油基钻井液体系。室内试验表明,该油基钻井液具有良好的热稳定性、抗污染性、封堵性和乳化稳定性,而且塑性黏度较低、切力适中、流变性能较好,可以满足页岩气水平井钻井的要求。低油水比油基钻井液在涪陵页岩气田5口井进行了现场应用,通过采取低油水比胶液维护、固相控制和随钻封堵等配套措施,实现了将油水比控制在70/30以下,较该气田以往油基钻井液基础油用量降低15%,获得良好的降本效果。页岩气水平井低油水比油基钻井液能有效降低涪陵页岩气田钻井成本,有力支撑了页岩气低成本商业开发,对国内其他地区页岩气开发也具有借鉴意义。