中原油田耐温抗盐二氧化碳泡沫控制气窜研究

二氧化碳驱是中原油田探索高温高盐油藏高含水后期提高采收率的重要方式，在该类油藏开展泡沫封窜是 控制CO2气窜的一种有效方法。针对试验区气窜严重的现状，开发了耐温、抗盐CY-1型CO2泡沫封窜体系。该体 系耐温100 ℃，耐盐25×104 mg/L，耐钙镁5×103 mg/L。对CO2泡沫进行了高温高压性能评价，得到了泡沫起泡能力随 压力增加而增强的新认识。CO2泡沫相态变化实验结果表明，超临界CO2泡沫在起泡能力与稳泡能力上均大大高于 气态CO2泡沫，最长稳泡时间达到3 144.3 min。应用该体系对中原油田、腰英台油田16口井进行了现场试验，注气 压力平均上升1～3 MPa，工艺成功率为100%，取得了较好的封窜效果。     

耐温抗盐CO_2驱油泡沫封窜体系实验研究

针对腰英台油田油层温度高、产出液矿化度高等特点,研制一种耐温抗盐CO_2驱油泡沫封窜体系。结果表明,在相同起泡剂浓度下,稳泡剂W3使泡沫半衰期提高10%。当起泡剂C与稳泡剂W3质量比为2∶1时,泡沫体系综合发泡能力最佳;另外,采用泡沫体系溶液和CO_2气体交替注入的方式进行封窜,封堵率95%以上,能满足腰英台矿场要求。     

一种能控制气窜的驱油剂

文章主要阐述一种新的方法来有效利用两种主要的工业废弃物:煤炭发电厂的二氧化碳和粉煤灰,通过形成粉煤灰纳米粒子固结二氧化碳泡沫从而控制二氧化碳的流动性来提高原油采收率。这项研究不仅会在使用表面活性剂最少情况下控制二氧化碳泡沫剂的流动,还能把地下岩层的二氧化碳和粉煤灰螯合起来。     

空气泡沫防气窜能力评价的实验研究

在运用空气泡沫驱替技术来开发油田的过程中,储层孔隙和喉道的不均匀程度等因素给确定空气泡沫防窜能力的大小带来了一定的困难。因此,确定气窜注入压差和注气时间的准确把握,对于空气泡沫驱技术和油藏的经济开采具有重大的意义。设计了空气泡沫防窜实验,通过岩心流动实验装置界定空气泡沫的防窜能力,根据岩心中形成泡沫的优劣程度,选择初始注入条件,研究气体突破后的注气时间对空气泡沫防窜能力的影响,并界定了形成气窜的注入压差,旨在为我国油田气驱技术提高采收率提供新的思路。     

泡沫对二氧化碳驱的流度控制

本文阐明了 CO_2的流度控制是当前世界 CO_2驱油的主要问题;论述了泡沫对 CO_2流度控制机理和对 CO_2驱油的作用;指出了在形成稳定 CO_2泡沫所用的表面活性剂方面目前的研究成果。     

高温高盐油藏CO2驱泡沫封窜体系研究与应用

针对中原油田CO2驱过程中的气窜问题,研制了耐温抗盐CO2泡沫封窜体系。该体系起泡剂选用咪唑啉类两性表面活性剂,稳泡剂选用TL3000共聚物,耐温100 ℃,耐盐20×104 mg/L,耐钙镁5 000 mg/L。用CO2气体充气法对其性能进行了评价。评价结果表明,其半衰期达84 min,体系表面张力30.6 mN/m,界面张力0.43 mN/m,具有较低的表界面张力。可视化封堵实验观察到该泡沫体系在多孔介质中起泡性能较好。岩心封堵实验表明,该体系封窜能力较强,阻力系数达到25.63,残余阻力系数为9.4。15井次的现场试验结果表明,该体系对CO2气窜有较好的封窜能力,为目前CO2驱过程中控制气窜问题提供了新的有益尝试。     

氮气泡沫对管外窜槽的封堵研究

针对油井出现的管外窜槽导致的水层出水问题进行了室内模拟研究,利用80cm长岩心及其并联模型进行试验以避免短岩心试验产生的端面效应,模拟油井近井地带水层通过窜槽向油层窜流及对采油的影响,并利用氮气泡沫进行封堵试验,优选了泡沫注入参数,评价了其封堵强度,注入采用气-发泡剂-气三段塞注入方式。结果表明,水气交替注入时的平衡压力和气液比对于泡沫封堵出水层位时的效果影响十分明显。     

改性淀粉凝胶体系控制二氧化碳窜逸技术研究

针对CO_2驱油过程中发生的窜逸问题,进行改性淀粉凝胶体系控制气窜技术研究。通过非正交实验,对改性淀粉凝胶体系进行了优化,并考察了在一定注入条件下,该体系在闭合裂缝和填砂裂缝中的注入性以及在渗透率级差组合岩心中的选择封堵性能。研究表明:改性淀粉凝胶进入闭合裂缝和填砂裂缝岩心的平均深度为岩心长度的52%和55%,一次气驱基础上平均提高采出程度为12.3和14.5个百分点。在渗透率级差为100和大于1000的并联岩心中注入堵剂后,综合采出程度分别提高了21.5和19.0个百分点。气窜被控制后,可有效启动裂缝以外或岩心低渗部分基质中的剩余油。改性淀粉凝胶体系成交时间可控,注入性能良好,封堵强度合适,具备矿场实施的可行性。     

防气窜泡沫水泥浆的研究与应用

长庆气田属低压低渗透气田．气层多．含气井段长，压力梯度不等，固井时易发生气侵窜槽．造成水泥石界面胶结不良。针对长庆气田的特点，研究出了防气窜泡沫水泥浆，外加剂由氮气发气剂GFQ-1和GFQ-2、稳泡剂GWP和缓凝剂GH-2组成，GFQ-1和GFQ-2与GWP之问的最佳比例为4g：5mL；8mL。现场试验表明，GFQ-1与GFQ-2的反应平稳，气体量易控制；泡沫封闭稳定，渗透率低，泡沫细小、均匀．不易破裂．在浆体中均匀分布；浆体稳定性和流动性好．游离液为零；水泥石抗压强度高。水泥浆密度低；水泥浆具有可膨胀性和可压缩性．直角稠化，水泥石胶结强度高，可有效防止油气水窜．防气窜泡沫水泥浆配方简单．施工方便，成本低。气层井段优质率为87％，合格率为100％。     

耐温抗盐超低界面张力泡沫体系的研究

通过对多种泡沫剂的起泡能力和稳定性等进行分析,试验筛选出界面张力达到10^-3mN／m以下的超低界面张力泡沫体系,其由DP4磺酸盐阴子表面活性剂和6^#甜菜碱两性表面活性剂组成。性能评价表明,该体系具有较好的泡沫性能,较强的抗盐能力、抗二价阳离子能力和抗老化能力,加入MO4000聚合物后能增强泡沫体系的稳定性。单管驱油试验表明,超低界面张力泡沫复合驱比聚合物驱具有更强的封堵调剖能力,大大扩大波及体积。双管驱油试驱表明,聚合物驱后再注入此泡沫体系,综合采收率提高了16．65％。     

二氧化碳驱封窜体系的室内研究

小分子胺颗粒沉淀体系在低渗地层中反应生成不能完全溶解的有机盐,可堵塞孔隙,抑制CO2气驱采油过程中发生的气窜。为此,实验考察了不同温度下压力变化对体系沉淀量的影响。结果表明,固定温度下,沉淀质量随压力的增加呈"波峰"变化规律,说明每个温度点存在一个最佳压力点;而当温度升高时,最大沉淀量也逐渐增大。并联岩心CO2气驱提高采收率实验结果表明,乙二胺在CO2以及高温(120℃)下具有良好的适应性,对CO2气驱具有较好的封窜性能。     

CO_2气驱油藏化学法封窜先导性试验研究

CO2气驱是强化采油的重点发展方向,而伴随出现的气窜封堵问题,目前国内外研究较少。华东分公司是国内较早开展CO2气驱试验的油田。在气驱开发过程中针对油藏气窜的实际情况,通过大量室内试验,研究评价了成胶时间可控(3~15天)、注入性、耐温抗盐性(90℃~110℃,抗盐能力可达30 000 mg/L以上)及封堵性能较好(封堵率大于95%)的聚合物冻胶与预交联体膨颗粒堵剂组合配方体系。结合试验区地质特点、动静态资料,优选草5井实施了化学法封窜施工,现场初步见到了一定的成效,为CO2气驱油藏的气窜封堵积累了宝贵的经验。     

裂缝性低渗透/致密油藏泡沫封窜机理与新进展

针对我国裂缝性砂砾岩油藏窜漏问题及致密油藏超低的孔隙度与基质渗透率,多采用注气以保持地层能量,但由于存在裂缝,致使气窜严重,因此需要进行防气窜措施以抑制气窜。通过梳理国内外的研究,从气液分异和黏性指进的角度分析了泡沫驱见气特征。泡沫主要通过降低气相相对渗透率、调剖作用、气体上浮驱油作用、对原油的选择性、流度控制作用和乳化作用进行封窜。在综合分析泡沫驱见气特征和泡沫封窜机理的基础上,详细论述了国内外深部封窜技术,包括泡沫防气窜技术和泡沫封窜体系。从渗透率范围、起泡剂浓度、注入方式、注入速度、含油饱和度、体系组成6个方面分析了防气窜措施的影响因素,介绍了低渗透致密储层中泡沫封堵的施工效果。最后,对该类油层封窜技术未来的发展方向提出了建议。泡沫体系在油藏深层封闭领域具有重要意义,尤其在低渗透/致密油藏中,其性能评价指标和封堵能力均有明显改善,并且对高渗透、裂缝和非均质油藏也有较好的适应性。     

控制二氧化碳气窜泡沫配方体系的研制与应用——以宋芳屯油田芳48断块为例

在二氧化碳非混相驱开发过程中,易发生气窜,严重影响注气开发的效果.为了有效地封堵气窜通道,改善吸气及产液剖面,提高注气开发的波及体积和驱油效率,研制了SD-4和SD-5共2套适合大庆油区外围油藏特征及流体性质的耐酸耐油型泡沫配方体系.其中,SD-4体系主要用于注入井的深部封窜;SD-5体系主要用于生产井的反向封堵.现场试验结果表明,这2套泡沫配方体系能有效封堵气窜通道,扩大二氧化碳气体的波及体积,降低无效循环,提高驱油效率,试验井恢复注气后注气压力升高了3.5 MPa,优势吸气方向发生了较明显的变化,气驱面积明显增大.连通油井气油比明显下降,平均有效期为11个月,累积增油量为467t.泡沫配方体系封窜是一项适合大庆油区外围低渗透油田注气开发的高效低成本防封窜技术,将为注气开发特低渗透油藏提供强有力的技术支撑.     

抗温抗盐泡沫驱泡沫形貌研究

在模拟无盐状态下和中原油田高矿化度的条件下,采用扫描电镜研究了用于泡沫驱的驱油泡沫的形貌。无盐泡沫的微观形貌：泡沫以气泡为中心形成了相互交错的六边形环状结构,呈空间重叠状态,在环状边缘上布满了丰富的细网。含盐泡沫的微观形貌：六边型结构特征削弱,但立体结构显著增强。含盐泡沫无独立的盐结构,盐与PS-3和C14-16AOS形成了一种复合结构,盐具有泡沫液膜增强作用。并从两个方面系统分析了盐的存在提高泡沫稳定性的作用机理。在高矿化度的条件下采用电子显微镜研究半衰期前后泡沫的结构。含盐泡沫半衰期前泡沫细腻,比较均一,尺寸差较小。半衰期后泡沫尺度相差较大,不均一性增加。并运用Laplace方程对泡沫的稳定性进行了分析。     

适用于长庆油田防气窜CO2冻胶泡沫的研究

为控制长庆油田CO_2气窜,向冻胶泡沫中引入硫脲结构来增强耐酸性能。优选出冻胶泡沫调驱体系的配方为7 500 mg/L FS924聚合物+2 000 mg/L酚醛交联剂+0.3%F29发泡剂+0.05%Q4稳泡剂冻胶泡沫,评价冻胶泡沫性能和提出防气窜机理。物理模拟实验表明冻胶泡沫体系能有效地防气窜,效果优于普通泡沫;双管并联岩心驱替实验表明:冻胶泡沫能有效地防止气窜,能够启动低渗岩心,可以提高采收率44%。     

二氧化碳回注技术用于中原油田气驱采油

由于不同区块产出井中的伴生气含量不同,导致不同的气体组成需选用不同的回注系统装置.针对不同回注气体的组成,探讨了气体回注系统设计的要点.在设计回注系统时,必须选择一个适合的回注地层,该地层既可以封存所注入的气体,同时注入的气体又不可渗入到其他邻近地层或泄漏到地表;在理想的情况下,输送管道设计的越短越好;在特定温度、压力和气体组成的情况下,输送管道中的流体流量与其管道长度成正比;在设计回注气压缩机时,最主要的问题是避免级间冷却期间的二氧化碳凝析,该问题可利用压缩曲线与气相图曲线来解决.     

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%。     

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     

低渗透非均质油藏二氧化碳非混相驱窜逸控制实验

低渗透油藏普遍存在非均质性严重、裂缝发育等特点,导致二氧化碳驱油过程中会发生不同程度的气窜现象。为了研究非均质性及裂缝对二氧化碳驱油效果的影响,建立均质岩心模型、不同渗透率级差的人造非均质模型、高渗透气窜通道模型及裂缝模型4种室内实验模型,用以模拟低渗透储层的非均质性及裂缝发育。利用4种模型依次开展水驱和二氧化碳连续气驱实验,并针对不同类型的岩心模型采取相应的封窜体系对二氧化碳实施气窜封堵。实验结果表明,二氧化碳连续气驱的采出程度与渗透率级差呈幂函数下降趋势,岩心非均质性越强,气体窜逸现象越严重,气驱效果越差。针对不同非均质级别的岩心,可采用不同的封窜体系实现二氧化碳的窜逸控制。其中,乙二胺体系可用于封堵渗透率级差小于等于100的非均质模型的高渗透层,改性淀粉凝胶与乙二胺体系可用于封堵岩心内渗透率级差大于100的高渗透气窜通道以及裂缝。