油溶性暂堵剂YRC-1的性能及应用研究

暂堵剂能否用于储层堵漏,关键看它是否具有较高的暂堵转向强度,而且在开井生产时能否被油流溶解而自行解堵。通过选用不同型号的树脂,添加合适的分散剂、稳定剂,研制出一种新型的油溶性暂堵剂YRC-1。在静态条件下对该暂堵剂的油溶性、酸溶性和悬浮稳定性进行了研究,并通过岩芯流动实验考察了不同因素对该暂堵剂暂堵率和解堵率的影响情况,给出了该暂堵剂的现场应用情况。研究结果表明：YRC-1暂堵剂具有较好的油溶性、酸不溶性及较好的悬浮稳定性,并具有暂堵率高,暂堵转向效果较好,施工后能自行解除暂堵,保护油气层,现场施工简单等优点。     

转向压裂用暂堵剂研究进展与展望

我国低渗油气资源储量丰富,水力压裂是开采此类资源的重要措施。但随着生产进行,水力裂缝失效将导致油气产量下降,化学暂堵转向压裂是恢复和提高低渗透油气产量的重要方法之一。暂堵剂能够对高渗透层进行封堵,迫使压裂液转向,实现对剩余油聚集区的压裂改造。根据暂堵剂形态的不同将暂堵剂分为颗粒类暂堵剂、压裂暂堵球、纤维类暂堵剂及冻胶类暂堵剂,从封堵机理、优缺点及暂堵剂研发现状等方面对上述四类暂堵剂以及几种新型暂堵剂进行了综述,并对暂堵剂未来的发展方向进行了探讨。认为可降解水溶性暂堵剂是今后的主流发展趋势,根据地层情况选择多种类型暂堵剂实施复合暂堵有利于提升封堵效果,根据数值模拟结果来指导暂堵转向压裂施工参数的定量优化是亟待攻关的难题。     

转向重复压裂高效暂堵剂性能评价

针对油井施工次数的增加,老井原有的人工裂缝生产潜能逐年降低等问题,提出了转向重复压裂技术,并介绍了水溶性SC-JXSG高效暂堵剂。通过室内静、动态实验评价了暂堵及解堵效果,分析了暂堵剂的浓度、注入量和注入压力对暂堵效率的影响。结果表明:1静态评价实验中,质量分数为3%的暂堵剂在30℃时溶解缓慢,80℃时也需数小时才能充分溶解;2裂缝性岩心暂堵动态实验中,在60℃条件下,注入1 PV质量分数为3%的暂堵剂,暂堵率可高达99%,突破压力梯度高达37.90 MPa/m;在80℃条件下,反向注入10 PV地层水解堵,最终解堵率可达73%。该暂堵剂现场试验效果良好,可以满足压裂暂堵现场施工要求。     

暂堵酸化试验研究

本文提供了一种暂堵剂酸化试验研究方法。对暂堵剂的油溶性、粒度分布及在酸液中的稳定性和暂堵剂与酸液的配伍性进行了试验分析,采用特殊设计的暂堵酸化试验仪器,分别研究了暂堵剂对岩芯的暂堵效率,在产出液中解堵效率,及不同渗透率岩芯的暂堵分流效率．模拟实际酸化过程的注酸顺序,进行了暂堵酸化试验研究。结果表明,采用DZ-1暂堵齐,其油溶性好,在酸液中表现为惰性,与酸液及添加剂配伍性好,并联岩芯酸化时能有效地暂堵分流,使低渗透岩芯吸酸量增大,均匀改善了各不同渗透性岩芯的最终渗透率,提高了酸化效果。结果分析表明,采用暂堵剂酸化技术可有效地解决渗透率差异较大的多层油藏均匀吸酸,均匀解堵问题,而无需进行其它分层措施,是一项值得推广的砂岩酸化新技术。     

分形几何理论在屏蔽暂堵剂优选中的应用

针对现有暂堵剂优选理论精确化、定量化程度不足的情况 ,在继承传统屏蔽暂堵剂优选理论的基础上引入分形几何理论 ,提出用分维数来定量描述储层岩心孔隙尺寸分布和暂堵剂粒度分布特征。以岩心孔隙尺寸分布与暂堵剂粒度分布分维数相近作为优选暂堵剂的原则 ,从而在继承传统理论的基础上建立起了屏蔽暂堵分形理论。利用此理论对新疆莫北地区储层岩心进行了暂堵剂优选和室内暂堵试验 ,取得了较好的效果 ,初步验证了理论的正确性。     

分形几何理论在屏蔽暂堵剂优选中的应用

针对现有暂堵剂优选理论理论精确化、定量化程度不足的情况,在继承传统屏蔽暂堵剂优选理论的基础上引入分形几何理论,提出用分维数来定量描述储层岩心孔隙尺寸分布和暂堵剂粒度分布特征。以岩心孔隙尺寸分布与暂堵剂粒度分布分维数相近作为优选暂堵剂的原则,从而在继承传统理论的基础上建立起了屏蔽堵分形理论。此理论对新疆莫北地区储层岩心进行了暂堵剂优选和室内暂堵试验,取得了较好的效果,初步验证了理论的正确性。     

转向压裂暂堵剂的研究及应用进展

随着转向压裂技术的广泛应用,在该技术中起重要作用的暂堵剂也有很大的发展。然而解堵后暂堵剂难以完全溶于返排流体中,由此引起的地层伤害问题在暂堵剂的使用中一直难以消除,影响着储层的可持续开发。因此,结合暂堵剂的国内外研究现状,根据解堵方式的不同将暂堵剂分成酸溶性、水溶性和油溶性三类,对其应用、暂堵机理、优缺点、地层伤害情况及发展趋势等方面进行了综述。认为残渣量小、封堵强度高的水溶性暂堵剂是未来研究重点,其中具有自清洁性的可降解暂堵剂也是有潜力的发展方向。     

表面涂覆活性凝胶聚合物暂堵剂的研究与应用

以聚乙烯醇、骨胶和苯甲酸为固相材料,采用具有表面活性的单体和丙烯酰胺、丙烯酸钠进行共聚得到的活性聚合物对粉状固体表面进行包覆,通过有机硅改性处理得到一种水溶性暂堵剂WRP,测试了暂堵剂的悬浮性、水溶性以及抗温性能,通过驱替实验测试了暂堵和解堵性能。实验结果表明,该暂堵剂水溶率大于95%,可耐260℃高温,悬浮分散性能好,在岩心中注入8倍孔隙体积的0.4%暂堵剂后,暂堵率与水驱解堵率均大于95%,突破压力高达6.2 MPa。并将其应用于赵凹油田的安2117井进行了现场实验,加入暂堵剂后压力上升6.3 MPa,达到暂堵效果和解堵效果,实现了裂缝的暂堵转向。     

常压页岩气压裂技术现状及高效压裂技术对策

针对常压页岩气经济开发面临的压裂改造效果差、多簇均衡扩展控制及配套暂堵机制认识不清、低成本高效压裂技术体系尚未形成等问题，基于常压页岩气储层特征及压裂技术现状开展常压页岩气低成本高效压裂技术对策的研究。研究认为低成本、密切割、多级暂堵、高强度连续加砂及提高有效改造体积是常压页岩气高效压裂需持续优化的重要方向；优化压裂费用构成及采用新工艺、新方法是降本增效的有效途径，其中多级固井滑套压裂技术很可能是有效途径之一；簇间距对压裂效果影响较大，推荐范围为5～10 m；提高暂堵球数量、暂堵次数及采取中前期投球暂堵可提高缝口暂堵效果；应力差越高所需要的缝内暂堵次数越多；天然裂缝密度>0.5条/m时，施工中期加入暂堵剂，天然裂缝密度<0.5条/m时，施工前期加入暂堵剂对提高缝内暂堵效果有利；采用粒径小于40/70目的暂堵剂，用黏度大于12 mPa·s的压裂液在12 m³/min及以上的排量以小于0.1的体积分数进行投放可以增强缝内暂堵效果；采用140/200目(10%)+70/140目(30%)+40/70目(60%)的石英砂组合及7%的综合砂液比既能保证导流能力需...     

基于黏聚层单元的缝内暂堵压力演化规律的有限元数值研究

暂堵转向压裂技术是目前高效改造低渗透难动用油气藏的"杀手锏"技术,目前缺乏对缝内暂堵压力演化规律方面的研究.基于黏聚层单元理论模拟暂堵带,采用应力-渗流全耦合有限元模型,对暂堵转向压裂过程中暂堵带封堵长度、暂堵剂封堵强度、压裂液注入排量、暂堵带滤失系数等因素对缝内压力变化的影响规律进行了数值模拟研究,并通过灰色关联分析确定各因素对缝内压力影响能力的相对关系.结果表明:暂堵剂封堵长度达到5m后,暂堵带的承压能力将趋于稳定;随暂堵剂封堵强度的增大,增压幅度呈现先快速上升后逐渐放缓的趋势,缝内压力可提升超过15％,有助于缝内形成憋压;增大压裂液注入排量可缩短76.3％的升压时间,有效加快缝内压力提升速率;暂堵带滤失系数减小至某一小值后,缝内增压效果明显且趋于稳定;根据关联系数分析得出影响能力从大到小的排序为:排量>暂堵剂封堵长度>暂堵剂封堵强度>渗透系数.研究成果对指导缝内暂堵转向压裂设计具有重要意义.     

裂缝-孔隙型储层保护钻完井液体系研究

针对裂缝－孔隙型储层特征和钻井施工要求，从储层潜在损害因素分析入手，确定了裂缝暂堵剂，即以超细碳酸钙和改性石棉纤维为主复配而成的纤维状暂堵剂LF－1，以及以油溶性树脂和液体石蜡为主复配而成的油溶性软化封堵剂EP－1，并优选出了钻完井配方。现场试验表明，该钻完井液体系基本满足钻井施工要求，储层保护效果明显，可使表皮系数下降54．4％。     

吐孜3井裂缝性储层保护技术

针对塔里木油田吐孜地区裂缝性储层的特点 ,采用复配的屏蔽暂堵技术对重点勘探井吐孜 3井的钻井液体系进行了实验研究。选取与该井地层构造相似的具有代表性的岩心进行了暂堵评价实验 ,并对暂堵方案进行了优选。室内实验及对现场井浆的分析结果表明 ,钻井液配方中加入复配的暂堵剂后 ,其性能无明显变化。但采用优选的复配暂堵技术后 ,裂缝性岩心的渗透率恢复值显著提高 ,说明这种暂堵技术能较好地保护裂缝性油气藏的储层。     

钻井过程中暂堵剂颗粒尺寸优选研究

如果钻井液能够在井壁上形成渗透率近于零的泥饼,则具有更好的储层保护效果,因此需要依据暂堵剂粒径与储层孔隙尺寸之间的最佳匹配关系,寻找一种更合理的暂堵剂优选方法。应用颗粒堆积效率最大值原理,提出了一种利于储层保护的暂堵剂优选新方法,能够更加快速、准确地得出不同粒径的暂堵剂产品之间的最佳配比组合。结果表明:与传统方法相比,新方法具有更高的岩芯渗透率恢复值,能够更有效地阻止固相颗粒和滤液侵入油气层,利于保护储层。现场试验证实,利用新方法可取得理想的储层保护效果。     

空气钻井替换过程中防止地层损害对策

空气钻井采用空气作为循环介质,最适低压和低渗透储层的开采。由于空气钻井方法最大限度地减小了环空液柱压力,所以能获得较高的机械钻速,并且对地层无损害。但限于目前的钻井、测井、固井等一系列油、气井开发工艺技术条件以及地层条件,对采用空气作循环介质所钻的井,往往都必须把工作液(或钻井液)替入井内。在替换过程中,原来没有受到损害的地层,会因工作液中的液相和固相侵入地层,造成地层损害。而且,如果低压、低渗储层一旦被损害,很难使地层恢复原始渗透率。本文在实验的基础上,采用屏蔽暂堵技术思路,提出了空气钻井替换过程中防止地层损害的技术措施。实验表明,暂堵效果与液柱压力,工作液中暂堵剂颗粒的浓度有关。本文提出适用于空气钻井替换施工的环空回压控制技术,能在较短的时间内把地层暂堵上,阻止工作液中的液相和固相颗粒侵入地层。由于暂堵剂颗粒进入地层比较浅,所以十分容易返排,恢复地层原始渗透率。     

一种新型酸溶性高失水暂堵剂的研制与评价

研制了一种可用于油气储层防漏堵漏的新型高失水酸溶性暂堵剂ＸＡ,其最佳组成为碳酸钙（ＣＣ）８０％～８５％、氧化钙（ＣＬ）５％～１０％、新闻纸（ＮＰ）５％～１０％和皮革纤维（ＬＦ）５％～１０％．这种新型暂堵剂在１５％盐酸中的酸溶率可达９０％以上,用于储层防漏堵漏时,易于酸化解堵,不会伤害油气层．利用ＤＳ—２堵漏仪对ＸＡ各组分与其堵漏性能的关系进行了系统研究,优化了其组成配方,分析和评价了其作为一种高失水酸溶性暂堵剂的性能,并提供了现场使用方法．     

吐孜3井裂缝性储层保护技术

针对塔里木油田吐孜地区裂缝性储层的特点,采用复配的屏蔽暂堵技术对重点勘探井吐孜3井的钻井液体系进行了实验研究。选取与该井地层构造相似的具有代表性的岩心进行了暂堵评价实验,并对暂堵方案进行了优选。室内实验及对现场井浆的分析结果表明,钻井液配方中加入复配的暂堵剂后,其性能无明显变化。但采用优选的复配暂堵技术后,裂缝性岩心的渗透率恢复值显著提高,说明这种暂堵技术能较好地保护裂缝性油气藏的储层。     

厚油层层内深部堵水工艺技术研究与试验

针对厚油层层内堵水技术存在有效率低、有效期短的问题,以高强度层内深部堵水技术研究为出发点,研究了用于油层深部封堵的颗粒溶胶高强度堵剂、用于近井地带封堵的暂堵型高强度堵剂以及层内堵水的优化设计方法。室内研究表明,颗粒溶胶堵剂的封堵强度大于5 MPa,暂堵型高强度堵剂的抗压强度大于20MPa,漏失量与水泥类堵剂相比下降40%以上;现场试验表明,研究的层内堵水工艺可大幅降低油井产水,提高油井产量,堵水有效期达到1 a以上。     

新型自降解压裂转向材料的合成与表征

针对重复压裂施工过程中面临的压裂暂堵剂暂堵能力不足,且暂堵后无法有效解堵的技术难题,以马来酸酐、苯乙烯和丙烯酸丁酯为合成单体,采用过氧化苯甲酰作为引发剂,通过沉淀聚合法研制了一种新型自降解压裂转向材料。红外特征分析结果表明,各单体聚合成一种聚合物分子链。热性能测试结果表明,该材料具有较好的热稳定性,230 ℃质量损失仅为10%,玻璃化转变温度达165 ℃,可在高温条件下保持较好的力学强度。该材料粒径D50值为12.82 μm且粒径呈现多峰分布,具有较好的广谱性暂堵效果。综合性能评价结果表明,其对裂缝暂堵承压效果高于岩心直接压裂破裂压力7 MPa,且在90 ℃条件下自降解时长可达10 h,有效满足了重复压裂时间需求。抗污染测试结果表明,该材料可抗10%氯化钠、10%氯化钙及10%碳酸钠污染,并可通过增加溶液碱性,加快压裂转向材料的自降解速度。     

理想充填暂堵型钻井完井液的设计及室内评价

传统的暂堵方法主要是依据储层的平均孔喉直径优选暂堵剂的颗粒尺寸,对具有较大尺寸的孔喉封堵效果较差.对根据储层孔喉尺寸分布确定暂堵剂颗粒粒度分布的理想充填暂堵新方法进行了阐述,并依据该方法设计出理想充填暂堵型钻井完井液,在室内对其进行了性能评价.实验结果表明,理想充填暂堵型钻井完井液可有效地封堵同一储层中不同粒径的孔喉,尤其是较大尺寸的孔喉.与传统方法相比,该方法设计的钻井完井液对储层岩样的侵入深度较浅,可获得更高的岩心渗透率恢复值及更低的突破压力梯度,具有显著的储层保护效果.     

理想充填暂堵型钻井完井液的设计及室内评价

传统的暂堵方法主要是依据储层的平均孔喉直径优选暂堵剂的颗粒尺寸，对具有较大尺寸的孔喉封堵效果较差。对根据储层孔喉尺寸分布确定暂堵剂颗粒粒度分布的理想充填暂堵新方法进行了阐述，并依据该方法设计出理想充填暂堵型钻井完井液，在室内对其进行了性能评价。实验结果表明，理想充填暂堵型钻井完井液可有效地封堵同一储层中不同粒径的孔喉，尤其是较大尺寸的孔喉。与传统方法相比，该方法设计的钻井完井液对储层岩样的侵入深度较浅，可获得更高的岩心渗透率恢复值及更低的突破压力梯度，具有显著的储层保护效果。