克拉玛依油田注水井解堵增注技术研究

随着开采时间的延长,注水开发油田地下矛盾进一步突出,产水量不断上升,产量逐年递减。克拉玛依油田 自投入开发以来实施污水回注,由于回注污水水质不达标等因素,造成地层堵塞严重,注入压力高,注入量少。通过分 析注水井动态资料和堵塞物情况,剖析了注水井的堵塞机理,针对不同堵塞机理,研制了相应的解堵剂,并对解堵液溶 蚀岩样、降解聚合物、清除FeS 垢进行了室内评价实验。结果表明,该解堵液溶蚀能力强,可大幅降低聚合物溶液的黏 度、可氧化分解聚合物凝胶,能有效清除FeS 垢。对水敏性储层砂岩酸化所存在的问题,采用FP 1 防膨剂酸化增注 工艺。现场实施后,措施效果显著,这对于其他油田类似现象有一定的借鉴意义。     

注聚井绕丝筛管性能评价及结构优化

机械筛管是疏松砂岩油藏的聚合物驱注聚井主要防砂形式,筛管的选型和参数优化不但要考虑对地层砂的防砂效果,还需要考虑注聚期间筛管对聚合物溶液粘度保留率。本文通过筛管内注聚合物实验、挡砂堵塞实验以及堵塞后注聚合物实验,分析不同缝型缝宽绕丝筛管的堵塞规律及挡砂情况,结合过筛管聚合物粘度保留率进行综合性能对比。结果表明,干净筛管对聚合物粘度损害较低,而筛管堵塞后对聚合物粘度损害大大增强,重新注聚时的自解堵能力对聚合物粘度起决定性影响。缝型结构对挡砂堵塞影响明显,是否有利于形成砂粒桥架沉积决定了筛管堵塞程度。对于目标油区中值粒径130μm地层砂,180μm精度倒梯形缝筛管表现出最优综合性能。该研究考虑筛管对聚合物剪切降粘特点和挡砂堵塞,提供了一种综合对比评价方法,可为注聚井绕丝筛管防砂条件下的缝型缝宽优选提供参考和借鉴。     

破胶剂TS-506A的研制及性能评价

聚合物驱增产效果显著,但随之而来的注聚堵塞问题也日益突出,聚合物堵塞会导致注聚井的注入压力显著上升,注液困难,严重影响了聚驱注入效果和油田的正常生产.为了解决聚合物堵塞问题,基于自由基氧化降解反应思路开发了破胶剂TS-506A,通过对TS-506A的多项性能评价试验及破胶物模试验表明,在模拟地层条件下,破胶剂TS-506A对聚合物的降解率达99%以上,对于注聚造成的伤害率达50%的岩芯,破胶后的岩芯渗透率恢复值达128%,破胶率达157%,破胶效果显著.     

注聚井解堵剂的研究与应用

确定的注聚井解堵剂主要由5%的裂解剂、3.50mol亚硝酸钠和3.30mol氯化铵水溶液作自生气体增能扩散剂,对于不同渗透率的岩心经过聚合物堵塞,解堵剂对渗透率恢复程度大于80%。解堵后注聚井注入压力下降1.7MPa,注入量增加52m3。     

注聚合物井堵塞因素分析

本论文对注聚合物井的堵塞原因、堵塞物的成分进行了详细的分析和研究,为今后采取有效的解堵措施进行注聚井的解堵提供了理论依据。     

注聚井酸化解堵配方及工艺优化

聚合物驱三次采油过程中,随着聚合物注入体积的增加,注聚井堵塞问题日益突出,主要表现为:注入压力高、实注达不到配注、间歇注入等。针对这一问题,从解堵剂配方和施工工艺两方面对酸化解堵工艺进行了优化,以提高注聚井解堵效果。     

JD-2000降解聚合物凝胶的效果评价及应用

随着聚合物累积注入量的增加,由注聚井堵塞造成的注聚压力升高、吸水剖面不均匀、欠注等一系列矛盾对聚驱效果影响及为严重。以注聚井真35-6井为例,通过对真35-6井注聚返吐物成分进行分析及储层堵塞位置的确定,有针对性的研究JD-2000对真35-6井注聚堵塞的改善效果。通过室内研究JD-2000对凝胶的降解效率及降解凝胶堵塞岩心实验评价,为现场解堵施工提供依据。现场应用结果表明,采用JD-2000对真35-6井进行解堵后,注入井的最高日注入量由3 m~3/d提高到21 m~3/d,日注入量范围均保持在10~20 m~3/d之间,较解堵前有了很明显的改善。     

适于油田污水的聚丙烯酰胺合成及配制工艺研究

针对目前三次采油用聚丙烯酰胺相对分子质量低、易剪切降解、对盐敏感和不适应高温地层等问题,采用两种途径提高了聚丙烯酰胺的适用性。在由室内试验确定了复合引发剂最佳比值1∶1.3和质量浓度170 mg·L^-1、合成最佳温度10℃、丙烯酰胺单体质量分数25%、电导率3.6μS·m^-1和pH值6.57后,合成出相对分子质量高于2.6×10^7的聚丙烯酰胺,同时通过丙烯酰胺单体复配引入磺酸基团、苯乙烯磺酸基团或同时引入此两种基团,提高了聚合物的抗盐、抗温、抗剪切性能;后针对聚丙烯酰胺与地层水配伍性差的问题,优选出HEDP螯合剂、异噻唑烷酮杀菌剂和除氧剂硫脲,对聚合物稳定效果明显。该工艺的中试结果表明,现场污水配制溶液60 d后粘度保留率40.4%,满足了三次采油对聚丙烯酰胺的要求。     

注聚驱防砂井挡砂介质物理化学复合堵塞机制试验

针对孤东油田注聚驱防砂井液量降低严重并且绕丝筛管砾石充填防砂井的提液效果普遍低于树脂滤砂管独立筛管防砂的反常现象,首先通过砾石层特性评价试验研究地层砂对砾石层侵入及机械物理堵塞机制,得到砾石层堵塞与砾砂中值比、泥质含量、流体黏度、产量、生产时间以及聚合物的定性和定量关系。针对物理堵塞机制难以解释砾石充填和树脂滤砂管防砂堵塞现象的问题,开展普通石英砂与树脂涂敷砂的润湿性、沥青质吸附、聚合物及其衍生物吸附机制与规律试验对比,提出注聚驱防砂井的物理化学复合堵塞机制。研究表明:物理堵塞主要发生在投产早期,堵塞程度随着流体黏度、泥质含量、产量、聚合物含量、砾砂比(GSR)增加而趋于严重;与树脂涂敷砂相比,石英砂充填层表面强亲水,其对聚合物及其衍生物和胶质沥青质的表面吸附量远高于高渗滤涂敷砂,吸附量随着聚合物浓度增加以及石英砂粒径的减小而增大。在注聚驱条件下,原本高孔高渗的石英砂充填层复合堵塞后的渗透率反而远低于高渗滤砂管。     

TC复合酸化解堵技术的研究与应用

针对河南油田由于地层黏土颗粒运移、分散膨胀 ,细菌、有机物堵塞等因素造成地层污染的问题 ,研制开发了 TC复合酸化解堵剂 .对 TC复合酸的解堵机理进行了初步的分析 ,并对 TC复合酸的解堵性能进行了室内评价 .研究结果表明 :TC复合酸与地层水及原油有良好的配伍性 ;能有效地降低有机聚合物的黏度 ,解除有机物对地层的污染 ;能 1 0 0 %的杀死硫酸盐还原菌 ;明显地增大地层渗透率 ,解除无机物造成的污染 .现场 3口井应用结果表明 :TC复合酸比常规酸化有效期长 ,效果明显 ,增注幅度大 .     

控水防砂剂室内评价及现场应用研究

水驱油藏进入开发后期以后,控水和防砂是油田开发过程中急需解决的两大难题。以水介质分散形聚丙烯酰胺乳液为交联主剂,水溶性酚醛树脂为交联剂,树脂涂覆砂为防砂剂,按比例混合形成控水防砂体系。其作用机理为聚丙烯酰胺和酚醛树脂经交联反应形成冻胶控水,稳砂剂通过稳砂和挡砂控制油田出砂。在室内以成冻时间、成冻强度、抗压强度为主要评价指标,分别采用目测代码法、突破真空度法和黏度法,并分别考察聚合物浓度、交联剂浓度、温度等因素对控水防砂体系的影响,优选出控水防砂体系的配方为0.5%聚丙烯酰胺+0.8%酚醛树脂。现场控水防砂作业表明,该配方对油井的控水防砂措施效果明显。     

砾石充填井堵塞机理实验研究

用物理实验方法模拟了砾石充填井的渗流过程。在填砂管中沿渗流方向设置阻挡地层砂的砾石防砂网 ,注入带有一定地层砂微粒的流体。通过观测堵塞的位置和各渗流段的粒度组成的变化来研究砾石充填井的堵塞机理。实验结果表明 ,堵塞发生在油砂界面上 ,而油砂界面形成的主要原因是井中砾石充填不紧实。因此 ,为了延迟堵塞出现的时间 ,应尽可能采用高紧实度的充填方法 ,如压裂充填。在消除堵塞时 ,应从消除油砂界面上的入口滤饼来考虑。     

聚合物微球粒径与岩芯孔喉的匹配关系研究

根据岩芯孔喉基本计算公式,计算岩芯的平均孔喉直径,通过吸水膨胀后不同大小聚合物微球在岩芯中的封 堵效果,研究了聚合物微球大小与岩芯孔喉的匹配关系,确定了聚合物微球在岩芯中具有稳定封堵性能时微球粒径与 岩芯孔喉直径的比值范围。从聚合物微球吸水膨胀性能、剪切前后微球粒径变化、不同大小聚合物微球在岩芯中的封 堵效果、与岩芯匹配后的聚合物微球调剖作用对水驱采收率的影响几个方面,研究了聚合物微球大小与岩芯孔喉的匹 配关系,从而为聚合物微球调剖体系大小选择提供实验依据。研究表明,当聚合物微球粒径与岩芯孔喉直径比值在 0.33～1.50 时,聚合物微球可以在岩芯中形成稳定的封堵能力,当聚合物微球粒径与孔喉直径比值在1.20～1.50 时,聚 合物微球兼具良好的运移能力和封堵效果。     

弱凝胶体系调剖堵水实验研究及应用

针对油井综合含水率高的特点,选取弱凝胶体系作为深部调驱堵水剂。实验测试不同聚丙烯酰胺(HPAM)浓度和不同交联剂浓度下的弱凝胶成胶强度,优选出HAPM的浓度为2000 mg/L,交联剂的浓度为800 mg/L。为了降低成本提高调驱堵水效果,在弱凝胶体系的基础上,优选黏土、悬浮剂和固化剂的浓度,配制黏土凝胶。开展了填砂管试验和人工裂缝模拟实验,完成了弱凝胶体系的段塞优化设计。研究结果表明,对于大孔道型储层最优的段塞组合为聚合物+弱凝胶+黏土凝胶+弱凝胶;对于裂缝性储层,还需要在段塞组合中加入无机堵剂。通过现场的施工应用,调驱堵水后的对应采油井组采油量增加,含水率下降,措施效果明显。     

姬黄37区提高单井产量对策研究

姬黄37区长6油藏属于低孔、低渗、低产的油藏,针对其开发过程中出现的含水上升快、高含水油井增多、单井产量递减严重的情况,从地质、开发两方面分析产生的原因有储层物性差、非均质性强、注水时机不当、单砂层注采关系不完善、个别井区注入水单向突进严重及地层堵塞等,对此提出针对性的治理措施有压裂改变渗流方式、超前注水增加地层能量、精细注水改善水驱、化学堵水治理裂缝、改善注水水质防止污染、化堵调剖进行解堵等,达到了降低产量递减的目的.措施井平均单井日增油达1.35 t.     

裂缝性低渗透油藏pH响应型聚合物驱油技术实验研究

针对裂缝性低渗油藏多发育微裂缝、非均质性严重、水窜严重,常规聚合物调驱技术难以发挥有效作用的难题,合成了一种具有pH响应型的聚合物,利用扫描电镜观测了其微观结构,并对其pH响应性、抗剪切性、流变性能、封堵性能进行了评价,最后利用驱油实验评价了其提高采收率能力.结果表明:该聚合物体系具有很强的pH响应特性及很好的耐温抗剪切性能,表现出“剪切变稀”的假塑性流体特性,其线网状聚集态也揭示了其pH响应机理.平均封堵率为87.97％,具有很强的选择性调剖性能,能大幅度提高低渗层的采收率.pH响应型聚合物深部调驱技术在裂缝性低渗透油田中可扩大注入水波及体积,大幅度提高油田采收率,具有较强适应性,对同类油藏增油控水具有一定借鉴作用.     

姬塬油田侏罗系油藏早期见水堵水调剖技术研究

针对姬塬油田侏罗系油藏开发过程中孔隙性见水的特点,对不同调剖剂进行了室内适应性及现场实验评价,设计优选了预交联颗粒加缔合聚合物弱凝胶为主的复合深部调剖体系.预交联颗粒发挥深部调剖作用,有效封堵大的孔喉通道;缔合聚合物弱凝胶为辅,使其发挥封堵和驱油作用.现场应用表明该体系具有很好的堵水调剖效果,能满足姬塬油田侏罗系油藏堵水调剖的需要.     

纳微米聚合物颗粒分散体系微孔滤膜流动特征

为了评价纳微米聚合物颗粒分散体系在低渗透油藏中的流动特征,利用微孔滤膜模拟低渗透油藏的喉道,采 用激光粒度仪和微孔滤膜过滤装置,对其流动特征及其影响因素进行了研究。结果表明：水化时间小于120 h 时,聚 合物颗粒的封堵作用较强;水化时间大于120 h 后,聚合物颗粒逐级调驱能力增强;随着压力差增大,聚合物颗粒储层 深处逐级调驱的效果增强,压力差大于0.15 MPa 后,逐级调驱效果增加的速度明显加快;随着滤膜孔径减小,聚合物 颗粒过滤速度急剧降低,在0.45,0.80µm 微孔滤膜上粒径为1.68µm 聚合物颗粒具有很强的封堵能力,而在3.0 µm 微 孔滤膜上具有较强的储层深部逐级调驱效果;随着聚合物颗粒浓度增加,储层深部逐级调驱效果变弱,颗粒浓度增至 2.0 g/L 后,聚合物颗粒已经没有深部逐级调驱的效果。     

中江气田致密砂岩体积压裂应用

四川盆地川西中江气田致密砂岩具有河道砂体展布不均、水平应力差大、脆性指数低、天然裂缝不发育、延伸压力梯度高的特点，前期施工压力较高排量偏低，使得改造整体加砂强度偏低，压后产量不理想。借鉴“流动距离最短，流动阻力最小，控制范围最大”理念，依托地质—工程一体化，以多向量强支撑体积改造为关键，研究川西致密砂岩体积改造工艺。基于均衡扩展精细布缝技术，优化川西致密砂岩双甜点分段分簇，大幅度增加横向动用率。以二级组合支撑、高排量连续加砂及变黏液体实时调控的强加砂技术，实现复杂裂缝耦合支撑剂组合的多向量强加砂。通过簇间多粒径暂堵球、缝内多组合暂堵剂的双重复合暂堵强制分流提高横向裂缝复杂程度。研究成果在川西中江气田已成功应用并逐步进行推广，加砂强度由前期0.50 t/m提高到4.18 t/m，加砂强度提高7倍多，已实施井平均无阻流量55.7$\times 10^4{\rm m}^3$/d，平均有效控制储量1.33$\times 10^8{\rm m}^3$，改造效果较前期显著提高。