高稳定性壳聚糖凝胶堵剂的制备与成胶性能评价

聚丙烯酰胺类凝胶堵剂在油田调剖堵水、井筒堵漏、修井暂堵等领域应用广泛,但其耐温、抗盐、抗剪切性能不足,在高温高盐油藏条件下难以实现高强度封堵并维持稳定。针对以上问题,以壳聚糖（CTS）、N,N’-亚甲基双丙烯酰胺（MBA）为原料制备了一种有机交联壳聚糖凝胶堵剂,研究了原料加量、pH值、温度、矿化度、剪切作用等对凝胶成胶性能的影响。结果表明,CTS与交联剂MBA可通过迈克加成反应形成共价键交联;交联后的凝胶强度及成胶时间随CTS与MBA浓度上升分别增加和降低;矿化度的增加可降低交联反应的活化能,促进交联反应的进行,使成胶时间缩短、凝胶强度增加;pH值会影响CTS的质子化程度,当pH值低于4.2时,胶凝强度急剧降低。CTS-MBA凝胶体系的抗剪切性能较好,凝胶基液在6000 r/min剪切速率下剪切30 min后的成胶强度仅降低2.4%。在120℃及矿化度为30 g/L的条件下,2.0%CTS和0.6%MBA组成的凝胶体系在老化90 d后仍可维持性能的稳定。CTS-MBA凝胶的耐温、抗盐、抗剪切性能和热稳定性好于聚丙烯酰胺类凝胶,同时降低了药剂成本。     

裂缝性页岩暂堵压裂复杂裂缝扩展模型与暂堵时机

通过修正页岩水力裂缝非线性拉-剪混合模式的黏弹塑性损伤本构方程,考虑射孔簇之间的流体竞争分流和压裂液对孔眼的动态冲蚀效应,发展了基于离散裂缝网络全局嵌入有限元法（DFN-FEM）的暂堵裂缝扩展数值算法,并通过现场压裂施工监测参数进行了验证。针对四川盆地深层页岩特征,建立了多簇复杂裂缝的交错扩展数值模型,开展了水平井多簇裂缝竞争扩展形态及泄流面积研究,分析了暂堵前后复杂裂缝的竞争干扰及交错扩展规律,优化了不同天然裂缝走向、密度及分簇方式下的暂堵时机。研究表明,两侧射孔簇的裂缝扩展对中间簇裂缝有显著限制作用,暂堵两侧裂缝有利于各簇均匀扩展;天然裂缝密度越高或天然裂缝走向越低,最优暂堵时机越靠后;威远页岩气天然裂缝分布特征下,不同分簇方式下最优暂堵时机以注液总时长的2/3为主。     

元坝气田长兴组超深层高含硫生物礁底水气藏持续稳产关键技术

四川盆地元坝气田长兴组气藏为高含硫生物礁底水气藏,具有礁体多期叠置发育、储层非均质性强、气水关系复杂的特征,开发初期部分气井底水锥进迅速,产量、压力下降快,预测天然气稳产期短,且存在部分小礁体储量动用不充分等问题。为实现气井见水时间预测与防控、剩余气精准高效挖潜、压降控制和硫堵防治,梳理了气田开发过程中形成的复杂生物礁底水气藏控水稳气、剩余气高效动用及保压稳产等系列气藏持续高产稳产关键技术,并提出了气藏持续稳产的攻关技术方向。研究结果表明：(1)控水稳气技术可实现产水井采侵平衡和水气比总体稳定,可有效提高气藏开发效果;(2)剩余气高效动用技术可对剩余气进行精细描述和潜力评价,实现了调整井的高产高效,夯实气藏稳产基础;(3)保压稳产配套技术可有效控制气藏压降速率,保障了气田长期稳定生产;(4)综合应用上述多项技术,元坝气田高产稳产年限由方案设计的6年延长至9.7年,气藏采收率提高了12.8%,持续稳产效果显著。结论认为,该技术能够有效解决储层高含硫、强非均质性、气水关系复杂、底水锥进迅速、剩余气区礁体分布“小、散、薄、深”、压降速率过快和井筒硫沉积等方面的难题,对实现同类气田长期高效开发...     

页岩气水平井暂堵球运移特性数值模拟研究

水平井暂堵压裂技术是提高非常规储层改造效果的关键,而暂堵球在水平井中的运移及封堵特性的准确预判是水平井暂堵压裂成功实施的关键。因此,需要利用数值模拟方法模拟暂堵球在水平井的运移和封堵特性。由于CFD-DEM耦合模型能够将暂堵球颗粒视为旋转的球体,实现颗粒与流体之间的双向耦合,因此基于CFD-DEM耦合方法建立了页岩气水平井井筒暂堵模型,分析了暂堵球粒径、压裂泵注排量和暂堵球密度对暂堵球运移和封堵性能的影响,结果表明,对于?139.7 mm的单簇8孔螺旋分布式套管,孔眼与暂堵球直径之比为0.97左右时井筒暂堵效果最好;暂堵球的坐封效率随着泵注排量增大呈先升高后降低的趋势,泵注排量低于6 m³/min时,随着泵注排量增大,暂堵球坐封效率升高;泵排量为4～7 m³/min时,暂堵球的坐封效率较高;低密度暂堵球的坐封效率最高,高密度暂堵球的坐封效率最低;暂堵球最容易坐封在射孔簇后半段孔眼上,也能够坐封在第1个孔眼上。研究结果表明,基于CFD-DEM耦合的页岩气水平井井筒暂堵模型能够实现暂堵球在水平段运移过程的可视化,利用其可预测暂堵球的运移速度及坐封...     

络合法去除油田硫酸钡的研究与应用

以二乙烯三胺五乙酸（DTPA）为螯合剂主剂,配以氢氧化钾中和至pH值为13,并添加一定量的无机盐,对重晶石粉末进行溶出研究。结果表明,在DTPA质量分数一定的情况下,由于溶液黏度影响,钾盐的助溶效果为钠盐的2倍;随着无机盐质量分数的增加,碳酸钾、氟化钾和氯化钾对重晶石的助溶效果相应增加,碳酸钾添加量为10%时,溶出率达到最高的47.79%;反应4 h时,由于重晶石结块导致反应面积增大,碳酸钾的助溶效果比氟化钾高10.56%;反应12 h时,反应趋于完全,由于盐效应影响反应终点,氟化钾的助溶效果比碳酸钾高12.39%;对DTPABa3-离子进行了计算机模拟,得到了其稳定构象,并分析了钡离子络合常数低的原因;最终将该螯合剂应用于某堵塞油井,并对返排液中的无机盐组分、硫酸盐沉淀组分进行了XRD分析,并在沉淀中检测出钡元素,证明油井解堵成功,应用良好。      

化学凝胶堵剂承压堵漏技术在顺北3井的应用

顺北3井是位于塔里木盆地顺托果勒低隆北缘构造的一口勘探井,该井二叠系火成岩裂缝发育,地层胶结差、易破碎,承压能力弱,钻井时发生6次井漏,先后使用桥浆、水泥浆等堵漏方式,堵漏效果不佳,一次堵漏成功率低。针对二叠系地层承压能力弱等问题,通过复配使用多种特殊纳米级堵漏材料,研制出一种化学凝胶堵剂HND-1。通过机理分析可知,HND-1具有"多元协同封堵"作用,能够大幅地提高地层的承压能力。室内性能评价结果表明,用HND-1配制的化学凝胶堵漏浆的稠化时间在4~20 h内可调,24 h的抗压强度可达12 MPa以上,密度在0.8~2.25 g/cm3内可调,与其他外加剂的配伍性能好。HND-1化学凝胶堵漏浆在顺北3井二叠系裂缝性漏层进行了现场试验,承压效果良好,现场试压5 MPa,30 min压降为0.2 MPa,二叠系当量密度达到1.55 g/cm3,满足了二叠系承压能力的要求。      

新型水溶性暂堵剂在重复压裂中的暂堵转向效果

重复压裂是恢复油井产能、提高最终采收率的重要方式之一,目前最有效的重复压裂方式是暂堵剂的转向压裂改造。采用可生物降解材料、高分子量聚合物、膨胀剂和固化剂合成了一种环保型水溶性暂堵转向剂,该暂堵剂颗粒尺寸可根据裂缝宽度定制,水溶性良好,压裂施工结束后4 h可水溶降解;岩心实验表明,该水溶性暂堵剂岩心封堵效率可达99%以上,承压40 MPa以上,且水溶降解后对岩心的伤害较小,满足重复压裂施工各项指标的要求。现场试验1口井,施工过程中加入暂堵剂后施工压力上升3 MPa,起到了良好的暂堵效果,压后增油量为1.1 t/d,含水率下降5%,说明该压裂模式能够起到恢复油井产能、降低含水的目的。      

稀油井热洗用防漏失暂堵剂 ZD-1的研制及应用

针对月海油田海南3块的稀油井洗井漏失严重问题,研制了配方为0.5%羟丙基瓜尔胶+0.3%有机钛+0.3%十二烷基二甲基甜菜碱+5%石油树脂(6#)+0.10%亚硫酸钠的稀油井热洗用防漏失暂堵剂ZD-1,评价了ZD-1暂堵剂的封堵性、破胶性和对储层的伤害性。结果表明,该暂堵剂对渗透率100×10~(-3)数1000×10~(-3)μm~2的岩心封堵率在92%以上;加入0.02%数0.04%过硫酸铵后能在3数5 h内完全破胶;破胶液对岩心渗透率的损害率为5.23%,对储层伤害较小。现场应用8口井,单井平均降低热洗用水37 m3,在满足热洗效果的基础上热洗井排水期平均缩短3.8 d。     

乙烯装置第一预切割塔冻堵原因分析及对策

分析了24万t/a乙烯装置第一预切割塔发生冻堵的原因,根据塔内温度分布及工艺参数的异常确定了冻堵部位,并采取系统注入甲醇的方法进行了解冻处理。结果表明:由于裂解气中夹带大量液态重组分烃类,进料至第一预切割塔后引起塔盘冻堵;冻堵发生在塔中部第33块进料塔盘附近;采取甲醇少量多次注入方式解冻,每次甲醇注入时间控制在15~20 min,同时保证塔压差不大于6 k Pa,然后停止甲醇注入并恢复正常回流量,如此反复进行3次操作。     

东方1-1气田浅层大位移水平井钻井液优化与实践

东方1-1气田在垂深为1 350 m左右的大位移水平井钻井过程中,表层乐东组、莺歌海组一段地层极易出泥球;水平段储层莺歌海组二段钻进摩阻扭矩大,且存在压力衰竭,极易发生井漏;储层埋深浅,地层成岩性差,井壁易失稳。针对以上钻井难题,经过多年摸索与实践,在非储层段改变以往钻井液作业模式,探索性地使用海水聚合物体系,保证非储层段泥岩充分水化;在储层段引入纳米可变形封堵剂PF-Greenseal优化无固相钻井液屏蔽暂堵性能,同时配合使用成膜封堵剂PF-LPF及高效润滑剂PF-Greenlube,成功解决了泥球、井漏、摩阻扭矩大、井壁失稳等难题,形成了一套东方1-1气田浅层大位移水平井钻井液作业模式。现场3口调整井应用结果表明,非储层段钻进机械钻速由41~64 m/h提高到85 m/h左右,同时可降低50%钻井液成本;储层段井壁稳定,井径扩大率低于3%,扭矩低,储层保护效果好,3口井测试表皮因数接近0。研究结果可为类似油气田钻井作业提供钻井液技术参考。