石油树脂悬浮体调剖剂性能及其堵水机制

针对传统冻胶类调剖体系在高温高盐油藏中稳定性差、封堵效率低、无机类调剖剂油水选择性差的问题,采用不同软化点的石油树脂,制备石油树脂悬浮体调剖体系,分别通过物模驱替实验考察该体系对油、水两相的选择性封堵性能,进而通过高温流变性实验和高温高压下的微观形貌分析验证其堵水机制。结果表明:石油树脂悬浮体调剖体系具有良好的油水选择性,对于渗透率大于8μm~2的水层具有较好的封堵性能,封堵率大于80%,而对油层伤害率仅为5.29%;对于级差为3.0的填砂管,随着石油树脂悬浮体注入量的增加高、低渗层的流量比逐渐降低,当注入0.5V_P(V_P为孔隙体积)调剖剂后高、低渗层的分流量比小于1,发生反转;当环境温度大于树脂软化点后,石油树脂转变为牛顿流体,其黏度随着温度的升高而降低,但在150℃下整体黏度仍然大于2.2 Pa·s,石油树脂可以通过吸附在多孔介质表面依靠其黏滞力起到堵水的作用。     

NTCP泡沫体系的注入方式及驱油效率

对已优选NTCP泡沫体系的注入方式及驱油效果进行了研究,该体系由0.2%NAPS疏水聚合物为稳泡剂,由起泡剂和工业氮气以一定比例组成的0.15%复合表面活性剂SDS。泡沫有高的阻力系数和低的残余阻力系数。在模拟中原油田三厂所辖的文明寨油田地质条件下,泡沫有很高的驱油效率和调剖能力,对低渗透岩心的伤害程度极小。在单管岩心实验中注入0.8 PV,泡沫驱油效率比水驱提高17.9%~28.7%。通过并联岩心实验得出,注入0.8PV,这种泡沫体系在渗透率极差分别为14.1和38.2的非均质油层的深部调剖,分别提高采收率44.0%和28.6%。     

聚合物与弹性微球二元复合段塞调剖效果研究

采用填砂管岩心流动实验,通过在模拟油层渗透率情况下测定一定浓度聚合物溶液、微球悬浮溶液、聚合物与弹性微球复合体系在岩心中调剖时的阻力系数变化过程,探究聚合物与弹性微球二元复合段塞的调剖效果。结果表明,弹性微球在注入过程中阻力系数呈波动式上升,具有很高的残余阻力系数,其调剖效果好于聚合物。聚合物/弹性微球二元复合段塞中,聚合物主要起到增加黏度的作用,携带微球溶液进入地层。微球溶液起到深部调剖的主导作用。实验得出聚合物(浓度500 mg/L)/弹性微球(浓度1 000～2 000 mg/L)的复合段塞调剖能够发挥较好的封堵效果。     

聚合物凝胶调剖剂配方优选及性能评价

 聚合物凝胶调剖技术是油田改善后期注水开发效果、保持稳产的有效手段。本文通过一系列单因素变量实验研究了多个因素对聚合物凝胶调剖剂的影响,从而确定了适合石南4井区头屯河组油藏的调剖剂配方并进行了性能评价。结果表明：在单因素变化情况下,聚合物凝胶调剖剂成胶强度随着聚合物、交联剂、稳定剂的浓度的增大而增大,随着水质矿化度的浓度增大而减小;成胶时间随着聚合物、交联剂、水质矿化度的浓度增大而减小,随着稳定剂浓度的增大而基本无变化。成胶强度随着老化时间、温度、剪切强度的增大而减小。随着调剖剂注入量的增大,阻力系数和残余阻力系数而逐渐增大,而且二者差距幅度加大;封堵率先缓慢上升,后快速上升,最后趋于平缓。针对石南4井区头屯河组油藏,建议采用的调剖剂配方为：聚合物（2500万相对分子量）浓度1500 mg/L、交联剂0.3%、稳定剂0.1%、水质矿化度26 g/L;注入方式为：前置段塞0.15 PV（孔隙体积）+主体段塞0.25 PV+保护段塞0.1 PV。     

一种新型凝胶调剖剂的室内研究

针对高渗透或高含水油藏,以魔芋粉为主剂,通过对凝胶体系中各组分的优化,研制出了一种新型的凝胶调剖剂,并且对调剖剂性能进行了测试分析.实验结果表明:80℃下,凝胶体系在pH为7～12,矿化度(105mg·mL-1的条件下,成胶黏度在5.0～20.0Pa.s内可调,成胶时间在2～28h内可调,岩心封堵率大于99%,突破压力梯度大于26MPa.m-1,残余阻力系数大于200,能用于高含水期的水井调剖和油井堵水.     

部分水解聚丙烯酰胺/柠檬酸铝胶态分散体系在多孔介质中的渗流特征

利用胶结砂和填充砂2种多孔介质物理模型,通过岩心流动试验的方法评价了部分水解聚丙烯酰胺/柠檬酸铝胶态分散体系(HACDS)在多孔介质中的流动性能.试验表明:随多孔介质中HACDS注入量的增加,水驱压力波浪式升高;HACDS的残余阻力系数随流速的增加而减小;HACDS的残余阻力系数远大于同浓度的HPAM溶液的残余阻力系数;成胶后的HACDS较未成胶的HACDS具有更好的封堵效果;HACDS具有选择性封堵作用;HACDS的突破压力梯度随流速的增加而增大,而且重复注入后,突破压力梯度大幅提高,是一种较好的调剖材料.     

聚合物微球注入参数优化及运移规律研究

聚合物微球是油田广泛应用的一种深部调剖剂,为了解决聚合物微球现场注入参数问题,利用室内岩心封堵试验,以阻力因子和残余阻力因子为评价指标,优化了聚合物微球的注入浓度,注入量及注入方式.利用分段压差研究了聚合物微球在长岩心中的运移规律.结果表明:综合考虑聚合物微球性能与现场经济因素,聚合物微球的最佳注入浓度应为2000mg/L、最佳注入量为0.4PV、注入方式应采用连续注入方式.聚合物微球可以在岩心中不断地形成封堵和运移,其对岩心中部封堵能力最强,具有良好的深部调剖效果.     

沥青调剖颗粒与大庆喇嘛甸油层配伍关系

大庆喇嘛甸油田经过长期注水冲刷进入高含水期,并且存在注入水无效循环、水窜现象严重等问题,须采取调剖封堵增产措施。沥青颗粒主要是通过封堵高渗透水窜通道和扩大波及体积提高采收率,但现场应用过程中存在注入压力过高的问题,须通过室内试验研究沥青颗粒与地层配伍关系。根据相似准则和近井地带分流效应,研制带测压点的特殊胶结岩心,通过综合分析注入沥青颗粒及后续水驱过程中的阻力系数、残余阻力系数及封堵率,给出沥青颗粒粒径与油层的配伍关系,确定浓度对注入性的影响。结果表明:渗透率为2μm2的地层与粒径为(0.1~0.3)mm沥青颗粒配伍适宜,粒径过大或过小都会限制扩大波及体积作用;沥青颗粒浓度会限制其运移能力,当浓度增加到5 g/L时沥青颗粒会在地层局部大量堆积,高浓度沥青颗粒段塞注入过程可采用与水交替注入方式。     

聚驱后B-PPG与HPAM非均相复合驱提高采收率技术

通过单填砂管流动实验中阻力系数的测量,对聚驱后支化预交联凝胶颗粒(B-PPG)与水解聚丙烯酰胺(HPAM)复配的非均相体系的封堵性能进行了评价,优选出了封堵能力最佳的BPPG、HPAM非均相体系;通过渗透率不同的双填砂管驱油实验和微观驱油实验,研究了聚驱后非均相体系的调剖与驱油能力。单管封堵实验结果表明:B-PPG与HPAM复配的非均相体系,能够对填砂管进行有效封堵,显著提高聚驱后填砂管阻力系数和残余阻力系数,HPAM与B-PPG按质量比例6∶4(干重)配制时封堵效果最好。双管调驱实验结果表明:非均相体系调驱能够明显改善聚驱后高渗管和低渗管的分流比,使剩余油动用程度较低的低渗管采收率大幅提高。微观实验表明:非均相体系提高聚驱后采收率方式主要靠增大驱替液的波及系数来实现。     

硅酸盐水泥调剖剂粒度分形维及其与封堵性能的关系评价

基于粗集料粉体颗粒的Fuller堆积模型及分形理论,评价了4种硅酸盐水泥调剖剂实测和模型计算的粒度分布分形维及其与封堵性能的关系。结果表明,测试粒度分布与Fuller法计算结果均有偏差,粗颗粒比细颗粒的含量高。测试的4种样品粒度分布分形维2.079 4~2.233 3,小于Fuller法计算结果拟合得到的分形维数2.6。4种样品空隙率62.46%~65.01%,固化抗压强度22.1~25.5 MPa,硅酸盐水泥调剖剂颗粒粒度分布分形维数越大,其空隙率越小,颗粒堆积结构越紧密,固化后的抗压强度越高,调剖的封堵能力和抗后续注入水冲刷能力越强。调剖工程设计中,可将测算的粒度分布及分形维数作为硅酸盐水泥调剖剂种类选择、封堵性能评价的参考依据。     

一种新型凝胶调剖剂的室内研究

针对高渗透或高含水油藏,以魔芋粉为主剂,通过对凝胶体系中各组分的优化,研制出了一种新型的凝胶调剖剂,并且对调剖剂性能进行了测试分析．实验结果表明：80℃下,凝胶体系在pH为7～12,矿化度〈105mg·L^-1的条件下,成胶黏度在5．0—20．0Pa·s内可调,成胶时间在2～28h内可调,岩心封堵率大于99％,突破压力梯度大于26MPa·m^-1,残余阻力系数大于200,能用于高含水期的水井调剖和油井堵水．     

一种插层聚合纳米复合材料的调堵特性研究

针对苛刻油藏条件下对调剖堵水材料性能要求越来越高的现状,利用烯丙基单体和黏土以及实验室自制的层间修饰剂、扩链剂形成插层聚合纳米复合材料CAG,研究其调堵性能。性能评价结果显示其在80～140℃条件下老化30d,断裂应力变化不大。在140℃条件下,断裂应力变化仅为3.2%;断裂应力和有效黏度基本不受实验用水矿化度的影响;在剪切速率为 10s^-1条件下,基液黏度为39.54mPa·s;在裂缝条件下的封堵强度为23.6MPa,压力梯度为0.393MPa/cm,封堵率为98%;在三层非均质岩芯中的采收率实验中,比水驱采收率增加了5%。插层聚合纳米复合材料CAG具有耐温抗盐能力强、注入压力低、封堵强度大的优点,成功地解决了调堵剂注入性能与封堵性能的矛盾,是一种具有广阔发展前景的调堵材料。     

聚合物微球调剖封堵渗流场可视化及矿场试验

聚合物微球是近年来发展起来深部调剖封堵材料,微球良好的弹性性能能够满足调剖剂注得进、堵得住、能运移的要求。室内实验和矿场试验结果表明,聚合物微球能有效封堵高渗条带,提高产油能力。从聚合物微球调剖封堵机理出发,抽象化建立聚合物微球调剖封堵流线模型。基于所建立的流线模型,模拟分析聚合物微球注入地层以后流线场的变化,流线的变化对注水井注入压力与采油井生产动态的影响,从流线场角度阐述聚合物微球调剖封堵机理。同时,聚合物微球矿场试验结果表明,注入聚合物微球能很好的抬升注入压力,提高井组产油能力。     

孔喉尺度弹性微球的封堵性能研究

通过岩心封堵实验,全面研究了弹性微球的岩心封堵性能及其影响因素。研究表明,注弹性微球及后续注水时,注入压力及阻力系数均呈现“非连续波动式变化”特征,残余阻力系数是一次注水结束时的8倍,具有良好的运移能力和深部封堵性能;矿化度对其封堵性能影响较小;注入浓度、注入速度、弹性微球粒径/岩心孔喉直径比值、聚合物段塞对其封堵性能影响较大,且存在一个较佳的匹配范围;聚合物和弹性微球组合具有更好的封堵性能。     

适合海上B油田聚驱后非均相在线调驱性能评价

针对渤海B油田聚合物驱后储层非均质性增强,注水突进严重,产油量低等问题,通过室内实验评价研究,优选了两种非均相在线调驱体系FJX-1和FJX-2,开展了海上油田聚驱后,高含水期阶段非均相在线调剖、调驱性能评价及驱油效率分析。结果表明,聚合物与FJX-1、FJX-2在线调驱体系的封堵效率分别为61.42%、83.45%、93.17%,FJX-2调驱体系的复合黏度、弹性模量均好于聚合物和FJX-1调驱体系,表明其封堵性能与粘弹性能最好,对比液流转向能力,注入聚合物与FJX-1、FJX-2在线调驱体系后,高、低渗透率层的产液分数比分别从87:23、89:21、88:12下降到最低的61:39、48:52和35:65,在后续水驱中FJX-2在线调驱体系的岩心的高、低渗透率层的产液分数比依然可以达到66:34,FJX-2在线调驱体系对高渗透率层封堵效果明显。驱油实验可以看出,三种体系驱过程中最低含水率分别为：54.58、52.97、44.39。聚合物驱后继续FJX-1、FJX-2体系驱,可以提高采收率值分别为6.32%和11.84%,对比可知,最佳的调剖与调驱段塞组合为调剖(1500mg/L PL+1500mg/L JLJ)+调驱(1500mg/L RY+300mg/L PPG),非均相复合体系的调剖与调驱性能,通过对高渗透率层的有效封堵,不仅使中、低渗透率储层中的原油得到动用,同时对残留在储层内的部分原油也发挥了驱替效果。同时,矿场试验也表明,非均相复合驱在海上油田具有广阔的发展前景。     

自生热泡沫体系调剖机制试验

自生热泡沫体系是将化学生热方法和氮气泡沫结合得到双液法调剖体系。设计自生热泡沫体系封堵调剖测量装置用于研究自生热泡沫体系在渗流中的封堵调剖机制。研究表明:自生热泡沫体系阻力因子随渗透率增加而增加,封堵能力约为常规泡沫的两倍;自生热泡沫体系产生的泡沫可以圈闭90%以上的气体,在试验范围内,渗透率越大圈闭气体量越大,最高可达99%;自生热泡沫体系能起到较好的调剖作用,在渗透率级差4~16均能达到分流量反转,级差越大达到均衡反转流动所用时间越长,但调剖效果持续时间增加;以温度上升率比分析得到驱替中温度由高渗占优逐渐向低渗占优转变,渗透率级差越小,转变后持续时间越长,与自生热泡沫体系的调剖分流作用结果一致。     

特低渗油藏水平井区深部调剖技术适应性评价及应用

肇州油田具有储层渗透率(特)低、非均质性强、油层薄等特点,由此导致水平井区油井含水上升快、产量低。针对该油田的油藏特点,选用地下聚合交联的凝胶SC-2作为调剖剂;从注入性、封堵能力、封堵选择性等方面对SC-2凝胶在目标区块中的适应性进行评价;并设计了目标区块水平井区深部调剖矿场试验方案。室内实验结果表明,在目标油藏条件下未成胶SC-2溶液的黏度与水相近,具有良好的注入性;在储层模型中聚合交联后的凝胶对水窜通道封堵率达到99%以上,且对水流通道具有良好的封堵选择性。矿场试验结果表明,目标区块实施深调后,注水井吸水剖面得到改善,油藏中液流方向得到调整,油井含水率明显下降,其中肇57-平35井的含水率由85.0%下降到78.2%,日产油由1.1 t上升至1.3 t。     

一种钛酸盐晶体调堵新技术的研究

为提高注水效果和采收率,常使用化学堵水法来达到调剖堵水的目的。研究以三氯化钛和硫化钠溶液为主反应生成的钛酸盐调堵体系,研究并评价了其独特的结构和在岩石孔隙中的调剖堵水效果。可知,钛酸盐晶体以孔隙吼道为模型在其中逐渐生成,且钛酸盐晶体虽然在岩石喉道中形成了封堵强度较大的晶体网状结构,但其内部仍然具有比喉道更小的孔隙具有一定的渗透性。岩心驱替实验结果表明钛酸盐调堵体系在不同渗透率岩心中均可成功生成钛酸盐晶体且封堵效果好;并且其对高渗透率岩心的封堵能力强于低渗透率岩心。同时钛酸盐体系与聚合物弱凝胶体系的对比评价可知,钛酸盐晶体的调剖效果远优于注入聚合物凝胶体系的调堵效果,高温条件下钛酸盐调堵体系的稳定性也远高于聚合物凝胶的稳定性。     

流线模型的深部调剖影响因素分析及矿场应用

流线模型作为一种新兴的工具被广泛应用于油田开发方案编制、效果评价与指标预测等方面。通过建立深部调剖流线模型,对比分析了注入调剖剂前后流线变化规律,提出了相应的渗流场变化模式。在流线模型的基础上,分析了调剖位置、调剖时机、封堵率、注入浓度对调剖效果的影响,进而引申出深部调剖矿场试验中的关键指标。结合某试验区实际井组评价了影响矿场试验效果的决定性因素,对同类区块开展深部调剖有一定的借鉴意义。     

二元泡沫流动性能影响因素研究

通过研究泡沫在多孔介质中的流动性能,考察了发泡剂和聚合物(HPAM)浓度、气液比、渗透率和注入方式等对提高岩芯波及系数、降低渗透率的影响。实验结果表明:泡沫在岩芯中的阻力系数和残余阻力系数均随发泡剂及HPAM的浓度增加而增加,发泡剂、HPAM浓度大于一定值后,泡沫的阻力系数、残余阻力系数增加缓慢;泡沫在不含油岩芯中的阻力系数和残余阻力系数是含油岩芯中的3倍以上;适当增加气液比有利于提高泡沫的流度控制能力,但过大的气液比会出现气窜;同一泡沫体系并不适合改善所有不同渗透率岩芯的流度控制能力,可以通过改变泡沫体系配方来改善泡沫流度控制能力,提前发泡方式注入的泡沫流度控制能力最佳,交替方式注入泡沫的流度控制能力随交替段塞增加而降低。