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。     

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。     

页岩气井暂堵重复压裂技术研究进展

我国页岩气井重复压裂技术较国外有明显差距。近几年国内页岩气田的部分压裂井出现了产量递减快、井口压力低于输压的情况,亟需采用重复压裂技术进行有效增产。在调研国外页岩气暂堵重复压裂选井标准、工艺设计方法、现场施工及重复压裂监测诊断与评估技术研究进展的基础上,系统总结了国外暂堵重复压裂的先进经验。基于对页岩气井重复压裂面临技术挑战的分析,对我国重复压裂技术的研究提出了建议。     

油溶性树脂暂堵剂的室内评价

室内评价了油溶性树脂暂堵剂对钻井液性能的影响,结果表明,油溶性树脂跟钻井液处理剂有很好的配伍性,对钻井液流变性影响不大,在砂床滤失方面,油溶性树脂暂堵剂起到了很好的作用,堵漏效果明显。通过岩芯伤害实验发现,渗透率恢复值为87.4%,说明该油溶性树脂起到了很好的储层保护作用。     

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。     

多级暂堵诱导分支缝开启规律

缝内多级暂堵是提高缝内净压力,激活侧向分支缝,增大侧向改造带宽,提升层内油气动用程度的有效手段之一。研究缝内多级暂堵转向规律对指导优化暂堵方案至关重要,其难点是建立缝内暂堵模拟方法。本文针对裂缝性超低渗储层,基于等效粘度方法,建立了缝内多级暂堵数值模型,系统研究了逼近角、应力差、暂堵次数对分支缝开启的影响规律,研究结果表明：①当水平应力差≥5 MPa且逼近角较大（≥60°）时,水力裂缝倾向于穿过天然裂缝,沿当前方向扩展,无法激活天然裂缝;②水平应力差≤5 MPa时且逼近角较小（≤30°）时,水力裂缝遇到天然裂缝后能够开启钝角分支;③缝内初次暂堵能够有效开启高逼近角下一级分支缝,缝内二次暂堵能够开启二级分支缝;④采用缝内多级暂堵能够提高单井最高日产油量至2倍,平均日产油量提升至3倍。本文研究成果对缝内多级暂堵压裂设计奠定了模型和方法基础。     

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。     

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。     

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。     

聚合物凝胶暂堵剂堵漏技术在X1093井的应用

本文主要介绍了聚合物凝胶暂堵剂堵漏工艺技术在该井大修施工中的应用,并具体结合现场施工队伍的实际操作,具体阐述了暂堵剂作业中的施工过程、施工后的效果以及对该项工艺的认识。     

钻井液封堵剂高温高压封堵性能评价方法

钻井过程中通常因封堵性能欠缺出现井塌、井漏以及油气层损害等问题,在高温高压井中尤为严重。而现有的封堵性能评价方法在评价高温(200℃)高压(10 MPa)钻井液的封堵性能时具有一定的局限性,为此建立了高温高压驱替法用以评价钻井液封堵剂的高温高压封堵性能。该方法通过填砂管模拟地层,在填砂管中以不同温度和不同驱替压力驱替封堵剂基浆或钻井液,根据填砂管渗透率的变化情况评价封堵剂或钻井液在不同温度不同压力条件下的封堵性能。选取了LRF、LPF和LSF三种封堵剂进行评价,在3 MPa和200℃下封堵性能最好的是LPF,在10 MPa和200℃下封堵性能最好的是LSF,为进一步验证该方法的可行性,通过高温高压滤失量法及压力传递法评价LRF、LPF和LSF三种封堵剂的封堵性能,实验结果与高温高压驱替法一致,验证了新建立的钻井液封堵剂高温高压封堵性能评价方法的可行性。研究结果表明,所建立的评价方法可以简单有效地评价封堵剂以及钻井液的封堵性能。     

纳米级微球调剖剂的性能评价及自聚集封堵特性

低渗透油藏孔喉细小、结构复杂,常规体膨性微球调剖剂存在注入与封堵性矛盾,难以实现深部调剖。为解决这一矛盾,以苯乙烯、丙烯酰胺为单体,采用乳液聚合法制备了表面富含酰胺基团的聚合物微球调剖剂（CSA）,向油藏中注入粒径小于孔喉直径的CSA微球分散溶液,运移到油藏深部后,在物理化学效应作用下微球自聚集成大尺寸的微粒簇,从而实现对流体通道的封堵。CSA微球具有低膨胀倍数,在向深部运移过程中能够有效避免剪切破碎;通过透射电镜可以观察到CSA微球在100 ℃老化35 d后,依然保持规则均匀的球形,热稳定性良好,并且微球具有核壳非均质结构。瓶试实验表明,随着阳离子浓度增加,CSA微球聚集时间逐渐缩短,并且二价阳离子的影响大于一价离子。岩芯驱替实验表明,CSA微球具有良好的注入性,聚集后的CSA微球团簇能够产生有效封堵并能运移至油藏深部起到调剖作用。     

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。     

YH2000高强度复合型堵剂的研究及应用

针对中原油田地质情况复杂 ,油藏埋藏深 ,高温、高压低渗 ,温度与矿化度高 ,储层非均质性严重的特点 ,研制开发了 YH2 0 0 0高强度复合堵剂 ,该复合堵剂是把凝胶堵剂和树脂堵剂有机结合 ,现场工艺成功率和封堵成功率均达到了 1 0 0 % ,取得了明显的增油降水效果 ,该堵剂的研制成功 ,基本解决了中原油田高温、高压、低渗透油藏的堵水作业 .着重阐述了该堵剂的研究思路、室内筛选和评价方法以及现场应用情况 .     

木质素—栲胶高强度堵剂的制备

木质素磺酸盐—磺化栲胶混合物(简称LT)可用于配制高强度油井堵剂,堵剂配方为LT14％～20％,尿素5％～8％,36％甲醛溶液11％～17％,硼砂1.0％～2.5％,亚硫酸钠1.0％,硅酸钠0.5％,在pH值5～7、温度40～50℃条件下,固化时间为2～25h,堵剂固结后的抗压强度高达1.2MPa,且具有良好的耐酸、耐盐和耐水性。     

低渗透烟道气驱油藏冻胶封窜体系性能研究

针对红48井区低渗透烟道气驱油藏极易发生气窜的问题,开展了适用于烟道气驱油藏的冻胶调堵剂预案研究,并评价了其耐酸性能及封堵能力。实验选用200万低分子量聚丙烯酰胺为主剂,构建酚醛冻胶体系。该体系在42℃地层温度下成胶强度较高,弹性模量可达10.23 Pa。CO_2对酚醛冻胶的成胶时间、强度及冻胶长期稳定性无明显影响。物理模拟实验表明,低渗岩心中,0.5%200万分子量聚合物黏度仅为23.62 mPa·s,成胶液黏度低,极易注入低渗透地层。岩心封堵实验表明,该冻胶体系耐冲刷性能较好。水驱70 PV后冻胶封堵率仍可达到99.45%,经3轮次CO_2-水交替注入后,CO_2驱封堵率为91.81%,水驱封堵率为90.19%。CO_2环境下酚醛冻胶仍具有很好的封堵能力,可作为低渗透烟道气驱油藏调堵用剂。     

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。     

改性橡碗栲胶高温堵剂的制备

橡碗栲胶与苯酚、甲醛等物质反应,其产物可在170～280℃范围内形成凝胶。胶凝时间40分钟到15小时。磺化度较低的栲胶成胶效果较好。栲胶改性反应的最佳配料比为栲胶:苯酚:甲醛(质量)=10:2.8:8。改性物在pH4～9的范围内均可成胶。加入金属离子能显著缩短胶凝时间。凝胶耐酸、碱、盐及高温。该堵剂配方可用于蒸汽采油过程中的地层封堵。     

振动-空气泡沫驱封堵性能评价与矿场试验研究

为了解决鄂尔多斯盆地裂缝性低渗透油藏开发后期含水上升快、采收率低的问题,基于低频振动作用下空气泡沫驱的增效机理,利用自制波场模拟实验装置,探讨了低频振动对空气泡沫驱封堵性能以及提高采收率的影响。实验结果表明,相对于静态泡沫封堵,振动作用下的动态泡沫封堵性能有明显提升,且在振动频率为10 Hz、振动加速度为0.04g(g为重力加速度)时效果最优;随着水驱渗透率的增大,振动-空气泡沫驱对填砂管的封堵效果变好,采收率平均提高19.63%,渗透率级差由3.08增加到37.08时,采收率增幅由18.52%增加到38.69%。同时,在延长油田进行的振动-空气泡沫驱矿场试验显示调驱后注入流量降低约46.8%,泵注压力提高约135.1%,油井日产液相对降低9.5%,日产油相对增加12.2%,综合含水率降低了8.8%,生产状况有明显改善。     

高性能路由器网络管理代理的设计

分析了网络管理的现状及存在的问题，针对高性能路由器的结构特点，提出了一种基于SNMP的层次型网络管理代理模型，并对设计过程和其中的关键技术进行了讨论。