水平井高性能环氧泡沫固砂体系研究

目前水平井由于井段长、地层非均质等原因出砂问题严重。常用的机械防砂不能从根本上解决地层出砂的问题。实验研制出了一种密度低、流变性好的高性能环氧泡沫固砂体系,该体系的最佳配方为:浓度为60%的环氧乳液∶起泡剂∶泡沫稳定剂∶固化剂∶偶联剂∶石英砂=20∶0.1∶1∶3∶0.4∶100(质量比)。通过对温度、砂粒粒径等因素对体系的固砂性能和适应性进行了综合评价,泡沫固砂体系在(60—90)℃范围内具有较好的固砂效果,固结体的抗压强度可达到7.0 MPa,渗透率可保持4.0μm2左右,砂粒粒径对体系影响较大。对固结体的耐介质性进行了考察,表明体系具有较好的耐酸、耐油和耐水性能。通过可视化模拟体系注入、固砂、反排情况,该体系注入剖面较为均匀,在高渗带无明显指进现象,且对高渗带出砂有良好的控制作用,易反排,对渗透率影响不大。     

高性能水平井环氧泡沫固砂体系研究

目前水平井由于井段长、地层非均质等原因出砂问题严重。常用的机械防砂并没有从根本上解决地层出砂的问题。实验研制出了一种密度低、流变性好的高性能环氧泡沫固砂体系,该体系的最佳配方为：浓度为60%的环氧乳液：起泡剂：泡沫稳定剂：固化剂：偶联剂：石英砂=20：0.1：1：3：0.4：100（质量比）。通过对温度、砂粒粒径等因素对体系的固砂性能和适应性进行了综合评价,泡沫固砂体系在60-90℃范围内均具有较好的固砂效果,固结体的抗压强度可达到7.0MPa,渗透率可保持4.0μm2左右,砂粒粒径对体系影响较大。对固结体的耐介质性进行了考察,表明体系具有较好的耐酸、耐油和耐水性能。通过可视化模拟体系注入、固砂、反排情况,该体系注入剖面较为均匀,在高渗带无明显指进现象,且对高渗带出砂有良好的控制作用,易反排,对渗透率影响不大。     

煤层气井用高效双子型起泡剂ULT-1的研制

分析起泡剂的分子结构与起泡量、泡沫稳定性的关系,设计新型起泡剂ULT-1的分子结构,室内合成该起泡剂。红外光谱和质谱对起泡剂的结构表征与分子结构设计一致。对起泡剂ULT-1进行性能评价。研究结果表明:质量分数为0.2%的起泡剂ULT-1水溶液的表面张力达到20.40mN/m,较蒸馏水降低了71.82%,发泡体积达501 mL,半衰期长达1 440 s,与质量分数0.5%的常规起泡剂相比,泡沫半衰期提高3倍以上。起泡剂ULT-1的抗盐及抗温性能较好,煤样润湿性恢复值高达93.70%,起泡剂ULT-1容易在煤岩表面脱附,有利于储层保护。     

巨型表面活性剂强化泡沫封堵性能研究

泡沫驱是一种重要的提升原油采收率技术。本文通过多重点击反应,采用一锅法合成了一种巨型表面活性剂类稳泡剂HPOSS-PS25,利用HPOSS-PS25较高的表面活性及较强的增粘性能,显著改善了起泡液的起泡性能及其泡沫稳定性、粘弹性。通过稳泡实验及泡沫流动实验测定并分析了HPOSS-PS25对起泡液起泡能力及泡沫稳定性、调驱性能的影响。结果发现,与HPAM/SDS泡沫及起泡体系相比,HPOSS-PS25/SDS体系起泡200 ml所用起泡时间缩短了40.1%,为42.3 s;泡沫消泡半衰期提升了128.0%,达871.4 s;50℃阻力因子提高了28.8%,达985。     

泡沫体系注入方式优化及可视化研究

针对一些油田地层矿化度高的特点,使用抗盐起泡剂HY-6,通过非均质填砂管实验,研究4种注入方式对泡沫调剖增油效果的影响,并研究泡沫在非均质可视化填砂模型中提高采收率的机理.结果表明:注入一定量的聚合物前缘段塞有利于增大波及系数,4种注入段塞组合方式中较好的组合方式"为质量分数为0.1%聚合物YG100前缘段塞(0.1 PV)+质量分数为0.3%起泡剂HY-6段塞(0.3 PV)+泡沫主段塞(0.5 PV)";泡沫驱主要利用贾敏效应封堵高渗区,增大低渗区的波及系数,从而提高采收率.此外,泡沫前缘因遇油消泡,产生气驱和稀表面活性剂驱,可以明显改善高渗区的洗油效率.     

氮气泡沫热水驱油室内实验研究

利用现场提供的起泡剂和原油等原料 ,在室内对泡沫剂进行了评价 ,对岩心驱油效果及改善波及体积进行了实验研究 ,分析了氮气泡沫热水驱提高采收率的机理 ,并对影响氮气泡沫热水驱油效率的泡沫剂的起泡性、半衰期、最优气液比、起泡剂质量分数等因素进行了分析。结果表明 ,在一定起泡剂质量分数范围内 ,随着气泡质量分数的增加 ,起泡能力、半衰期和阻力因子也增加。最优气液比为 1∶2 ,最佳气泡剂质量分数为 0 .3%。在非均质油层(模型 )中泡沫的驱油效果比在均质油层 (模型 )中的更好 ,残余油饱和度降低了 2 1.1% ,采收率提高了 31.2 %。     

高压下泡沫性能参数的研究

针对华北油田河间东营油藏温度,开展了SD起泡剂高温高压空气泡沫性能评价实验。研究结果表明,在10 MPa压力下,有效物浓度为0.08%时,起泡剂性能最佳,起泡体积达1 972 mL,泡沫半衰期为2 422 s。不同压力下对有效物浓度为0.08%的SD起泡剂进行评价。结果表明高压下泡沫性能有所提高,空气泡沫起泡体积和泡沫半衰期的增长幅度分别为8.45%和55.56%。通过对SD、OP起泡剂在可视化条件下实验,测得SD、OP泡径约为4.714×10-4m,这与经验公式计算得到的数值相近。     

油田化学防砂技术综述——锦州

简介了锦州油田投入开发15年来不同时期主要用于热采稠油井的化学防砂技术原理和使用效果：以长效黏土稳定剂为主的稀油油藏固砂剂FSH2901（1992年至1995年,施工136井次,有效率78.7%）;无机钙/有机硅高温固砂剂BG21（1992年至1995年,79井次,79.7%）;Ca（OH）2/CaCO3/有机硅单体高温＂三氧＂固砂剂（1996年至1997年,98井次,82.7%）;高温泡沫树脂固防砂剂（1997年,4井次,50.0%）;改性呋喃树脂防砂剂（1997年至2005年,99井次,94.9%）;氟硼酸综合防砂剂（1998年至2002年,130井次,81.5%）;有机硅固砂剂YL971（1998年至2002年,89井次,85.4%）;高强度有机硅固砂剂LH21（2005年,11井次,100.0%）。报道了防砂施工中出现的问题：出砂套变井逐年增多;多层合采长井段井化学防砂难度大;出砂粒径逐年变细,表明油层骨架受到破坏。提出了化学防砂技术发展方向：研发常温固化的耐高温固砂剂;完善分层防砂工艺。     

高效抗溶型泡沫灭火剂的研究

抗溶型泡沫灭火剂的灭火效率,主要取决于抗溶成膜组分和起泡组分。研究了5种水溶性高分子成膜物质(黄原胶、海藻酸钠、羧甲基纤维素、非离子型聚丙烯酰胺和阳离子型聚丙烯酰胺)及其复配物的抗溶性能,以及3种起泡剂(烷基糖苷、十二烷基硫酸钠、月桂丙基甜菜碱)的泡沫性能,并将实验室研制的泡沫液与市售抗溶型泡沫灭火剂进行了对比实验。研究结果表明,黄原胶形成凝胶膜的性能最好;它通过非离子型聚丙烯酰胺改性后,抗溶效果可得到进一步提升,黄原胶和非离子型聚丙烯酰胺最佳的质量分数分别为1.5%和0.5%;3种起泡剂中,烷基糖苷的起泡性能最好,其最佳使用质量分数为20%;具有1.5%黄原胶、0.5%非离子型聚丙烯酰胺和20%烷基糖苷组成的泡沫液具有良好的抗溶性、泡沫稳定性和泡沫寿命,优于市售产品,其在乙醇表面的最大泡沫体积为440mL,15min后残留泡沫体积为400mL。     

泡沫堵水体系工艺参数优选实验研究

针对海上油田长期水驱开发后油井水窜严重、含水率过高严重影响油井质量的问题,通过室内实验,对泡沫堵水体系进行了评价优选:确定SD型起泡剂的最佳质量分数为1.0%,HK海水速溶型聚合物为稳泡剂,最优质量分数为0.1%。综合上述实验结果,得到最优泡沫堵剂体系为1.0%SD型起泡剂+0.1%HK海水速溶型聚合物。通过泡沫堵水三维模拟实验装置,对泡沫注入参数进行优选,实验结果表明,该泡沫体系最优段塞注入量为0.3～0.5 PV,最优注入时机为含水率80%～90%时,此条件下三维岩心综合采收率提升幅度最大,分流效果最佳,且注泡沫后含水率下降漏斗最为明显。     

环氧聚氨酯乳液的黏度和稳定性

采用聚酰胺对环氧树脂进行扩链后并进行阳离子化改性,共混入聚氨酯固化剂,用外加乳化剂进行相反转,制得了环氧聚氨酯乳液,研究了溶剂用量及溶剂配比、改性环氧树脂相对分子质量大小、水溶性及固化剂用量等对乳液黏度和稳定性的影响.实验发现:树脂体系中溶剂量存在一临界值为8.8%(质量分数,下同),当溶剂量高于8.8%时,较难发生相反转,制得的乳液不稳定;当溶剂用量低于8.8%时,能发生相反转,且乳液稳定性好;疏水性的二甲苯部分代替亲水性的乙二醇单丁醚,能显著降低改性环氧树脂的黏度和最终乳液的黏度.当聚酰胺用量为环氧树脂用量的6.0%~6.5%时,中和度达65%,改性环氧树脂水溶性较好;控制固化剂量为改性环氧树脂量的15.0%~20.0%时,制得的乳液稳定性好.     

QW-2型氮气泡沫驱起泡剂的研究及其性能评价

为了选择一种适合BZ25．1油田氮气泡沫驱用的起泡剂,利用Waring Blender法分别从多种起泡剂体系和稳泡剂体系中筛选出起泡性能好的起泡剂QP-2和稳泡能力强的稳泡剂WP-3,采用复配增效原理,研制成QW-2型泡沫剂．该体系具有良好的耐温抗盐陛和耐油性能,通过泡沫体系物理模拟试验,测定了泡沫在岩心中驱油效果．室内试验表明,QW-2体系能提高采收率14．5％．     

磷酸酯改性呋喃树脂固砂剂的制备及性能研究

针对树脂固砂剂一直存在固砂强度与地层渗透率保留率之间的矛盾,开展了磷酸酯改性呋喃树脂固砂剂的研究,研究中以磷酸、聚醚（L35）、呋喃树脂为主要原料,通过羟基缩聚制备出磷酸酯改性呋喃树脂水性聚合物,并将其用水稀释3倍后作为油田固砂剂使用,一方面,以水作为天然增孔剂,另一方面,在水环境下成膜固化,既保证了固砂强度,又保证了高地层渗透率,有效解决了长期困扰化学防砂效果的难题。研究结果表明,磷酸酯改性呋喃树脂用水稀释3倍浸入砂粒后,于水下环境中60～80℃保温48 h可固结砂粒,固砂强度大于4 MPa,适合油田水下环境固砂。截至2019年3月,现场应用10口油井,控砂成功率达100%,累计增油13 000 t,应用效果良好。     

纳米氢氧化铝稳定泡沫性能研究

通过原位表面活性化可使纳米颗粒变成表面活性颗粒,使其能够吸附在气-液界面上形成颗粒单层,这种颗粒单层类似于表面活性剂在气-液界面上的吸附单分子层,有起泡和稳泡的作用.研究了纳米氢氧化铝与表面活性剂SDS及OP-10复配产生的泡沫的性能.结果表明,以水为溶剂时,OP-10基本不能使纳米氢氧化铝颗粒原位表面活性化,不能在起泡和稳泡方面产生协同效应.而阴离子表面活性剂SDS能够通过静电作用吸附在纳米氢氧化铝颗粒表面,使颗粒表面覆盖一层烷基链而亲水性减弱,从而能以颗粒单层形式吸附在气-液界面上起到起泡和稳泡的作用.当SDS质量分数大于0.6%后,表面活性剂分子在颗粒表面形成双层或多层吸附,打破了活性颗粒的亲水-亲油平衡,纳米颗粒重新转变为强亲水颗粒,起泡、稳泡能力下降.质量分数0.1%纳米Al(OH)3+SDS体系的泡沫封堵性能明显优于单一SDS体系,文中实验条件下阻力因子可达100以上.     

自乳化环氧树脂成膜剂的制备

以环氧树脂为疏水基团, 聚乙二醇为亲水基团, 在三氟化硼乙醚作用下反应制备一种自乳化环氧树脂成膜剂, 并利用红外光谱、 扫描 电镜和激光粒度仪对其进行分析测试. 结果表明： 该成膜剂含有亲水的羟基和长链的环氧基团; 自乳化后的乳液粒度为70~150 nm; 该自乳化成膜剂稳定性良好, 其贮存稳定性可超过30 d; 离心3 h后的乳液仍保持稳定.     

氮气泡沫驱用起泡剂优选及起泡性能评价

以综合起泡能力作为评价指标,利用Waring Blender评价方法,在对常用起泡剂进行初选的基础上,对起泡剂的起泡性能及起泡剂加入浓度、稳泡剂加入浓度进行了评价和优选.结果表明:HY-2型起泡剂在模拟油田地层水下具有较好的综合起泡能力,起泡剂加入浓度为0.5%,液相黏度对起泡剂的稳定性影响较大,存在一个最优的液相黏度值,稳泡剂加入浓度不应小于700 mg/L.原油的存在使泡沫的起泡体积和稳定性均呈现下降的趋势.泡沫的这种特性,有利于调整高低渗透层中的流度差异.     

发泡剂静态泡沫性能综合定量表征参数的构建及应用

为进一步完善驱油用发泡剂的静态泡沫性能表征参数,提出用静态泡沫综合定量指数(I_SFCQI)表征发泡剂的静态泡沫性能,应用I_SFCQI表征一元、二元和三元发泡剂的静态泡沫性能,分析I_SFCQI与泡沫驱采收率的相关性。结果表明I_SFCQI可以表征发泡剂的起泡体积、泡沫稳定性、泡沫携液量和泡沫携液稳定性4个静态泡沫性能参数,初步实现用一个参数快速定量表征发泡剂的静态泡沫性能;三元发泡剂的I_SFCQI大于二元发泡剂的,二元发泡剂的I_SFCQI大于一元发泡剂的;发泡剂的I_SFCQI与泡沫驱采收率具有正相关性。     

低温油井覆膜砂人工井壁防砂技术与应用

为了控制低温油井出砂和提高油井产量,采用覆膜砂人工井壁化学防砂是一种有效期长、施工简单的防砂措施。由于目前常用的覆膜砂在低温(低于50℃)或水环境中不发生固结反应,因此需要研制同时满足低温和水环境下能固结的覆膜砂固结体系。研制出以改性环氧树脂为制作覆膜砂的胶结剂、新型水溶性胺类为固化剂的低温固结体系,在25~50℃和水环境下形成的固结体具有高的抗压强度、渗透率和良好的耐冲刷性能,满足低温油井人工井壁防砂要求。低温出砂油井采用改性环氧树脂覆膜砂人工井壁防砂技术后,出砂量得到了抑制,单井日产量超出酚醛树脂覆膜砂固结体系的一倍以上,且有效期要延长1年以上。     

低温固化阴极电泳涂料的制备与性能

采用乳液聚合法将N-羟甲基丙烯酰胺(N-MAM)和丙烯酸酯类单体加入到改性的环氧树脂乳液中进行接枝共聚,制备了一种能低温固化的阴极电泳涂料。通过FT-IR,DSC和SEM等手段对树脂结构进行了表征与分析,并研究了自交联单体N-MAM对涂料性能的影响。结果表明：与传统的溶液接枝改性技术相比,此方法可以在低于90℃的低温条件下反应,将改性树脂中N-MAM的质量分数提高至10%,制得的漆膜可在130℃,30min的条件下固化。     

新型复合固化材料快速加固松软海(沙)滩的试验研究

从交通应急保障需求入手,创新性地提出了利用新型水下环氧树脂复合固化材料快速固化松软海(沙)滩的新思路并对水下环氧树脂固化材料快速加固松软海(沙)滩的强度形成机理进行了理论分析;通过室内力学性能试验,分析了这种固化材料加固松软海(沙)滩时的强度与凝胶时间的对比关系。结果表明,水下环氧树脂固化剂可以快速排除沙滩中的水分,促使环氧树脂快速形成网状立体结构,并将沙土颗粒包裹在网状体之中,在短时间内迅速形成较大的强度。因此,这种手段可以提高松软沙滩的快速通行能力,满足应急交通保障行动的时效性要求。