无机颗粒堵剂对砂岩地层适应性研究

利用砾石充填防砂采用的充填体渗透率与砾石粒径中值、地层产出砂粒径中值之比D50/d50之间的关系,研究一定粒径(d50)颗粒堵剂悬浮液流经不同粒径(D50)石英砂充填地层模型时的流动行为,即D50/d50≤6时不能进入充填砂层,6＜D50/d50＜12时在入口端面形成滤饼(可用于近井地带调剖),12＜D50/d50＜18时可进入充填砂层(可用于地层深部调剖),D50/d50≥18时可自由通过充填砂层.对于d50=56 μm的无机颗粒堵剂QF,计算了出现以上4种情况的D50值范围.列表给出了粒度10～30、16～30、20～40、40～60目的4种石英砂的粒径范围、粒径中值及其充填砂层的水测渗透率.据此得出QF可进入的地层临界渗透率为12.55 μm2,在渗透率12.55～191 μm2地层中可起调剖作用,在胜利油区可用于封堵砂岩油葳中长期注水形成的大孔道.图1表5参11.     

疏松砂岩油层防砂机理物理模拟

为了优选疏松砂岩油层的防砂方法,提高注水开发过程中的防砂效果,进行了防砂机理物理模拟.模拟结果表明,砾石层防砂物理模拟压力高于15MPa时,细砾石层渗透率明显好于粗砾石层,砾石层挡砂过程中的渗透率降低与砾石和地层砂的粒度中值比、流体的粘度、累积产液量等有关,当砾石和地层砂的粒度中值比大于15时,砾石层不起挡砂作用.经纬网金属布滤砂管和斜网金属布滤砂管具有高渗透能力和低过滤精度的特点,对高泥质含量或细地层砂的地层不适应,而金属棉滤砂管挡砂精度高,具有一定的自疏通能力.绕丝管防砂模拟中,挤压砾石充填炮眼,能够大幅度提高炮眼的渗透率,增加油井产能.因此,选择合理的砾石和地层砂粒度中值比是砾石充填防砂工艺的关键,金属棉滤砂管防砂优于经纬网金属布滤砂管和斜网金属布滤砂管,井筒内安装有绕丝管样件时,炮眼充填物的渗透率是影响油井产能的关键.     

无机颗粒堵剂与地层孔隙喉道的匹配性实验

为满足无机颗粒堵剂注入不同径向深度地层的封堵需要,必须对无机颗粒堵剂与地层孔喉的匹配关系进行研究。考察了堵剂颗粒直径d50与地层孔隙喉道直径Dc的比值b以及堵剂固相含量C与地层孔喉的匹配关系。确定了粒径中值d50为25.1 μm的超细水泥作为堵剂颗粒,选择了3种不同粒径范围的油层出砂充填填砂管,换算出相应的孔喉直径Dc和b值。利用平流泵以稳定排量q将无机颗粒堵剂注入填砂管,模拟无机颗粒堵剂注入疏松砂岩地层的过程。通过测量不同（b,C）组合与相应平流泵注入压力pz的关系来表征超细水泥浆体系注入不同径向深度地层孔喉的匹配关系。应用该研究成果已实现了对近井壁疏松砂岩地层的封堵,并用于指导大港油田大孔道地层深部封堵试验。     

砾石充填层渗透率实验研究

针对实际生产过程中砾石充填层会被地层砂侵入的问题,通过室内模拟实验,深入研究砾石充填层被地层砂侵入之后的渗透率变化。实验结果表明:砾石充填层的防砂效果与砾石和地层砂匹配程度有密切关系;砾石充填层渗透率与地层砂的粒度中值、不均匀系数、泥质含量和生产压差等因素有关,在其它影响因素不变的情况下,砾石层渗透率与地层砂粒度中值成正比,与不均匀系数、泥质含量和生产压差成反比。该研究为砾石充填井产能预测中砾石充填层渗透率的变化提供依据,对指导工程实践具有一定意义。     

硅酸盐颗粒材料封堵大孔道的研究

本文针对孤岛油田开发过程中由于地层非均质性严重而导致的汽窜、水窜等问题,开展了硅酸盐颗粒型堵剂封堵技术的研究,评价了≤0.8mm、0.8～1.2mm和≥1.2mm粒径范围的硅酸盐颗粒悬浮液固结体的抗压强度、渗透率等性能指标并进行了现场应用。结果表明:在相同实验条件下,粒径小的硅酸盐颗粒所形成的固结体的抗压强度高、渗透率低;所形成的固结体耐温性能良好。现场施工时,借鉴孤岛油田防砂的经验,根据储层渗透率以及地层砂粒度中值来选择硅酸盐颗粒粒径的大小及组合方式,一般采用粒径≤0.8 mm的硅酸盐颗粒悬浮液作为前置段塞,粒径0.8～1.2 mm的颗粒悬浮液作为后置段塞,共实施了8口井,现场试验证明该技术对改善注气剖面和产液剖面,提高注汽、降低油井含水效果显著。     

橡胶颗粒与地层孔喉匹配关系研究与应用

针对橡胶颗粒注入性较差的问题,采用砾石充填防砂工艺中目前通用的砾石设计思路,研究了橡胶颗粒与地层孔喉的匹配关系,即不同粒度中值橡胶颗粒在地层中渗滤面调剖、深部调剖、无封堵作用三种情况下的地层渗透率范围,得出适于橡胶颗粒调剖的地层渗透率范围为4500~10000×10-3μm2。2010年,在文明寨油田进行了3井组的应用,共注入调剖剂3408m3,总体效果实现了注入压力升高,改善波及体积的目的,试验累计增油1511.9t,降水3210m3。     

孤岛油田Ng1+2油层低产能治理

孤岛油田 Ng1 + 2油层含油面积 37.2 km2 ,地质储量 2 73× 1 0 5t;油藏埋深 1 　1 30～ 1 　1 90 m,平均厚度 4.6m;油层主要由一套粉砂和细粉砂岩组成 ,粒度中值 0 .0 6～ 0 .1 6mm,胶结疏松 ,泥质含量9.9%。在生产中油层易出砂 ,绕丝筛管堵塞严重 ,致使产能低下 ,急需处理。1　油层低产原因1 )细颗粒砂沉积于绕丝筛管内　随着产出液运移 ,细颗粒砂通过砾石充填层进入生产管柱和绕丝管 ,并沉积于绕丝管中心管内 ( 70 %左右起出的绕丝管内有沉积砂 ,且分析均为地层砂 ,砂粒较细 ) ,使油井供液能力变差 ,防砂有效期缩短。2 )颗粒运移使地层…     

流体黏速物性对砾石层堵塞影响机制及充填防砂井工作制度优化实验

选用粒度中值0.10mm和0.16mm的2种地层砂、粒径0.6～1.2mm的石英砂和陶粒,开展不同流体黏度与流体流速组合条件下的砾石层挡砂堵塞模拟实验,提出采用黏速指数(流体黏度与流速的乘积)表征流体物性和流动条件对砾石层堵塞的影响机制和规律,同时提出了砾石充填防砂井投产工作制度优化方法。研究表明地层砂侵入交混带渗透率、砾石层最终堵塞渗透率与携砂流体流速、黏度负相关,流速越高、黏度越大,地层砂侵入交混带渗透率、砾石层最终堵塞渗透率越低。流体流速、黏度是影响砾石层堵塞程度的关键参数,黏速指数可以很好地表征流体的流动特征,同时也便于分析砾石层堵塞机理;不同黏度和流速组合,只要最终的黏速指数相同(近),其对砾石层总体渗透率的影响基本一致;砾石层渗透率随着黏速指数增加首先迅速下降,然后降速变缓直至基本稳定。最优配产量与阶梯提产相结合的砾石充填防砂井投产工作制度优化方法,可以有效降低携砂流体对砾石层渗透率的损害,提高油井生产效益。图14表3参25     

Haute Mer A 区块深水稠油油田防砂挡砂精度研究

中海油刚果（布）Haute Mer A 区块为深水出砂稠油油藏,根据常规的挡砂精度设计准则采用砾石充填防砂后出油困难。为了确定合理的挡砂精度,提出了海上稠油防砂不同设计原则下的最大含砂浓度标准,并通过砾石充填出砂模拟实验, 采用“三曲线分析方法”,获得了不同于常规的防砂设计准则。该分析方法同时考虑了砾石充填层的相对渗透率、剩余渗透率及含砂浓度标准。实验结果表明,充填层砾石粒度中值为地层砂粒度中值8~9 倍时充填层渗透性最好;采用该设计准则确定的防砂挡砂精度油井产能提高了3 倍多,解决了该区块防砂后出油困难的问题,为该类稠油出砂油藏挡砂精度设计提供了新的思路。     

可自适应膨胀防砂筛管性能评价试验研究

用自主开发的模拟试验装置对可自适应膨胀防砂筛管进行性能评价试验研究和工艺参数优选。试验研究与分析表明,采用可膨胀防砂筛网、砾石充填膨胀层和内支撑割缝筛管构成的复合防砂体系防砂效果明显;筛管砾石膨胀层充填厚度为25~30 mm时,能够保持较好的渗流性能;膨胀层砾石充填压力为15~20 MPa时,膨胀力恰当,能够有效实现筛套之间的零环空,保持较大的渗透率和流量;膨胀层填充砾石与地层砂中值比为7左右时,易于形成稳定砂桥,防砂效果好。可为油田防砂筛管的设计和现场应用提供参考。     

GQ型复合颗粒堵调剂在高渗油藏中的应用研究

针对高渗、高温、高矿化度砂岩油藏的地质特点,研制了GQ复合颗粒堵调剂。介绍了GQ复合颗粒堵剂堵调原理、性能、现场施工工艺及调剖效果,优化了颗粒堵剂的各种性能指标等。该堵剂主要用于砂岩高渗油藏的油井堵水和水井剖面调整,具有封堵效率高,抗温、抗矿化度强,有效期长,耐冲刷等特点。     

水力压裂暂堵转向栓塞体渗透率性评价装置研究

暂堵转向压裂技术已成为致密油气藏形成高导流能力复杂缝网以及老井重复改造重要增产措施之一。前人已对暂堵剂在裂缝中承压规律及铺置形态进行了研究,但对暂堵剂栓塞体渗透率性研究较少。文章自主设计和制造了一种可调缝孔的栓塞体渗透性评价装置,探究不同种类暂堵剂在封堵过程中对不同大小孔隙的封堵及承压规律;通过微观观察栓塞体形态,探究暂堵剂的运移及聚集规律,为暂堵剂性能、暂堵转向等研究提供实验参考。实验研究结果表明,良好封堵性能的暂堵栓塞体必须具有较低的渗透率,才能确保暂堵转向压裂液开启有效裂缝;组合暂堵剂与粉末暂堵剂形成了承压性能良好的暂堵栓塞体,而颗粒暂堵剂未能形成可承压的暂堵栓塞体;组合暂堵剂对中孔径模拟缝孔的封堵能力更强,而粉末暂堵剂对小孔径模拟缝孔的封堵能力更强;通过栓塞体形态观察可知组合暂堵剂聚集形态较为松散,而粉末暂堵剂聚集形态比较紧实,这是影响暂堵栓塞体形成长度主要原因。     

裂缝型低渗透砂岩油藏调剖剂

针对吉林油田裂缝发育的油藏特点,研究了一种NK复合调剖剂,它具有封堵裂缝和填充基岩的双重特点。研究了聚合物离子度、交联剂浓度、颗粒用量、温度、水质等因素对复合胶体的强度和成胶时间的影响;还对比了NK复合调剖剂与聚合物/络合铬(Ⅲ)调剖剂及地面预聚颗粒堵剂的强度、堵塞率、突破压力和抗冲刷性。研究结果表明,复合胶体的各项性能指标都优于其它2种调剖剂。该调剖剂在裂缝发育的油田现场应用,取得了非常好的调剖效果。     

堵酸结合改善注水井吸水剖面

本文针对调剖、酸化技术对剖面改善作用相对单一,效果受作用机理和地层层间渗透率差异等因素的限制,且调剖、酸化施工过程中,堵剂、酸液可能进入非目的层,导致低渗透层被堵剂污染或高渗透层被酸液解堵,以致吸水剖面进一步变差的现状,提出了封堵与酸化结合改善注水井吸水剖面新工艺,利用调剖-酸化两种工艺的协同作用,最大限度地缩小层间渗透率级差,提高吸水剖面的均匀程度和水驱动用效果的工艺技术。通过室内评价,筛选出了适合不同渗透率地层封堵需要的强堵、弱堵、暂堵三类堵剂和针对不同污染的地层复合解堵酸体系,并优化出了一套相应的选井原则和施工工艺。2001年至2002年底,现场实施46井次,可对比吸水剖面13口井,平均单井吸水厚度增加3.4m/1.4层。累计增油10519吨,投入产出比1∶3.5。     

双基团二次交联调剖体系试验研究

针对裂缝性油藏调剖堵水措施成功率低、效果差,堵剂在注入过程中漏失严重等问题,研制了一种利用部分水解聚丙烯酰胺（HPAM）的2个不同基团分别和2种交联剂反应形成高强度的聚合物调剖体系。经过组分用量分析,确定适用配方为:5 000~7 000 mg/L HPAM+125 mg/L有机铬交联剂+80 mg/L苯酚+120 mg/L乌洛托品+80 mg/L增强剂,考察了温度、pH值、矿化度对该调剖体系性能的影响,对比了双基团二次交联调剖体系与2种交联剂单独使用时调剖体系的成胶性能。采用单管和双管并联岩心封堵试验模拟调剖体系的调剖过程,试验结果表明,调剖体系对单管岩心的封堵率高于99%,突破压力大于36 MPa/m;对双管并联岩心中高渗岩心的封堵率在98%以上,对低渗岩心的封堵率低于15%。研究表明,双基团二次交联调剖体系可以降低在裂缝中的漏失,减轻进入微裂缝对油流通道造成的堵塞,在裂缝性油藏调剖堵水中具有良好的应用前景。      

超微粉体堵水剂的研究与应用

卫城油田深层油藏分层堵水作业中,油藏高压、低孔、低渗的特点对无机颗粒堵水剂性能要求较高,常规无机颗粒堵水剂与超细G级油井水泥易出现超压、强度低或有效期短的问题。针对这些问题,结合超细水泥堵水的技术缺陷,开展了堵水剂体系技术研究。将超细G级油井水泥、超细粉煤灰、活性矿粉和硅粉按照不同的配方比例配制了一系列堵水剂,对堵水剂的流变性、抗缩性和抗压强度等性能进行了室内实验,确定最佳超微粉体堵水剂配方为87.5%超细水泥+7.0%超细粉煤灰+1.5%活性矿粉+2.5%超细硅粉+1.5%缓凝剂。在卫城油田深层高压低渗油藏成功运用13口井,解决了此类油藏堵水的技术难题。     

广谱屏蔽暂堵技术在大港油田的应用

广谱屏蔽暂堵技术根据岩心分析和孔喉特性数据计算不同渗透率段下的平均D流动50和Dmax，然后依据D流动50和Dmax确定不同渗透率段下暂堵粒子的直径，同时分析研究目的层渗透率和孔喉直径分布规律，确定所需的多种架桥粒子的比例。该技术在大港油田使用后效果明显，渗透率恢复值达到98％。试验井平均产油量比邻井提高了40．82％。     

缓凝高强度调堵剂的研制与应用

一些特殊性油藏注水井由于注水压力高,PI值高,油水井间窜流严重,目前常用的颗粒型堵剂注不进或污染油层,凝胶型强度低堵不住水道。以丙烯酰胺、聚丙烯酰胺为主剂,研制出DHG-1和HHG-1两种新型缓凝高强度调堵剂。在70℃条件下,两种堵剂初始成胶时间由几小时延长至5 d以上,终凝强度分别达到3.8×104mPa·s和1.2×104mPa·s。室内堵塞率均大于95%,通过控制注入速度,堵剂可优先进入高渗目的层,各项技术参数可满足特殊性油藏调堵的需要。两种体系单独或复合应用于韦5-8等4口井的调堵试验,措施成功率100%,已累计增油1992.3 t。     

吸水膨胀型聚合物暂堵剂储层保护效果研究

探讨了吸水膨胀型聚合物暂堵剂对油层及水层或高含水储层保护效果。结果表明:JBD吸水膨胀型聚合物暂堵剂对不同渗透率的岩心均具有良好的封堵效果;对油层具有良好的储层保护效果,JBD暂堵剂体系封堵岩心后,用煤油驱替测得岩心油相渗透率均大于85%;JBD吸水膨胀型聚合物暂堵剂对水层或高含水储层将造成较大的伤害,必须配合使用JPC破胶剂进行破胶解堵,此时岩心渗透率恢复值可大于90%,从而取得理想的储层保护效果,满足了注水井或高含水油井暂堵作业的需要。     

油田转向压裂用暂堵剂研究进展

暂堵剂能够暂时封堵高渗层,迫使工作液转向压裂低渗层,进而实现储层的均匀改造,具有封堵强度大、对地层无伤害、施工工艺简单等优点。根据暂堵剂在裂缝中作用机理的不同,本文将暂堵剂分为颗粒类、纤维类、胶塞类和复合类等四种类型,综述了四种类型暂堵剂的暂堵机理、技术特点以及现场应用情况。