耐碱凝胶体系的研制与应用

研究了一种新型耐碱凝胶体系,开展了聚合物浓度、体系pH值、温度、稳定性等因素对耐碱调堵剂性能的影响实验。实验结果表明:凝胶体系在30℃-80℃条件下,成胶时间在2d-15d可控,pH值范围在7-14之间,成胶黏度(0.3-2.3)×104mPa.s,突破压力梯度4MPa/m。该技术在大庆采油一厂三元试验区进行了两口井现场试验,见到了较好的增油降水效果。     

耐碱聚合物微球调剖技术在三元复合驱的应用

耐碱聚合物微球颗粒调剖剂为粒径可调的抗碱聚合物类颗粒调剖剂。通过聚合物携带注入地层,在地层大孔道里,形成以颗粒调剖为支撑体。通过有一定黏度的聚合物将其粘附于底层孔壁上,提高了封堵有效期和后驱注入液的波及系数。实验结果表明:耐碱聚合物微球颗粒调剖剂与三元液配伍性好,在多孔介质中具有可流动性。不但可调整注入井的吸液剖面,而且有一定的稳油控水作用。2010年在采油二厂三元复合驱南六区进行了6口井的现场试验,采用措施后连通油井见到了好的增油降水效果,连通油井累计增油6 424 t,投入产出比363:1 798.72=1:4.96。     

凝胶微球复合调剖机理实验研究

通过玻璃刻蚀模型进行微观驱替实验,直观地分析了凝胶微球复合调剖过程及作用区域。基于核磁共振技术,设计了凝胶微球岩心驱替实验。对不同阶段驱替后岩心不同直径孔隙内的流体分布进行了研究,并对比凝胶微球复合调剖的优势。实验结果表明,凝胶微球复合调剖过程中凝胶优先进入高渗透层,驱替大孔隙中剩余油,并对大孔隙有封堵作用;则聚合物微球主要进入低渗层,增加了聚合物微球的利用率;并启动低渗透率层的原油,封堵了低渗层的主流通道,实现调剖驱油的双重目的。     

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。     

延迟硅酸凝胶调剖剂超长岩心驱替实验研究

延迟硅酸凝胶调剖剂具有价格低,可解堵,便于现场大剂量注入的优点,相比有机聚合物冻胶类堵剂,可降低调剖作业成本近1／2,但在推广应用中,对该堵剂进入地层后性能变化、成胶效果却无法监测和评价。通过30m超长岩心驱替实验研究,考察了吸附及水体稀释等综合因素对该堵剂性能影响。实验结果表明：影响延迟硅酸凝胶胶凝强度的主要因素是稀释与吸附,吸附导致延迟硅酸凝胶体系成胶组分匹配关系的破坏．但是该体系在吸附和稀释后依然有较好的成胶效果。     

新型深部调剖堵水剂研究及应用

研制了一种以聚丙烯酰胺为主剂,复合树脂作为延迟交联剂的调剖堵水剂,并在室内考察了其性能。该堵水剂具有强度高、成胶时间在较宽范围内连续可调整、配制简单及操作方便等特点。该体系聚合物使用浓度低(0.1%~0.5%),基液粘度低,易注入;能满足温度为40~80℃的低渗透油藏调剖、堵水的技术要求;成胶时间在10 h~25 d范围内可调,满足深部调剖及大剂量调驱的技术要求;成胶后凝胶强度高,能对高渗透层(段)形成有效封堵;体系基液pH值5~7,基本呈中性,对注入设备、油水井管柱几乎不形成腐蚀;配制简单、操作方便;所有化工材料均为固体,运输储存方便。截至目前,现场累计应用290井次,效果明显。     

调剖半径对可动凝胶调剖效果的影响研究

本文通过分析得出对高渗透层进行封堵,可以提高注入水波及系数,提高油田的采出程度.增产效果集中在封堵措施后水驱采油的短期内,一般都集中在5～8年之内.同时对平面模型调剖半径和剖面模型调剖半径进行优选,得出合理的封堵半径为井距1/5～1/3.     

蒙古林油田弱凝胶深部调驱体系室内评价

本文从聚合物分子在剪切与未剪切的条件下对蒙古林油田弱凝胶深部调驱体系进行评价。实验表明聚合物分子被剪切后,主要影响凝胶体系的成胶强度,未被剪切时的凝胶强度明显高于聚合物分子被剪切后的凝胶强度,而从长期稳定性的角度来讲,聚合物分子是否被剪切,对稳定性的影响不是很大。剪切条件下聚合物溶液浓度为800mg/L和1000mg/L的已成胶的凝胶体系最高强度分别为4619mPa.s和4319mPa.s,远远低于聚合物未被剪切时的最高成胶强度34293mPa.s和31393mPa.s; 剪切后的聚合物在其成胶后的稳定性较好,恒温192h后,聚合物溶液浓度为800mg/L和1000mg/L的凝胶体系粘度最终保留值分别为2224mPa.s和2999mPa.s,粘度下降率分别为51.85%和30.56%。蒙古林油田所用凝胶体系配方为聚合物浓度为800mg/L和1000mg/L,聚/交比为30:1。     

凝胶颗粒调剖平面径向流数值模拟研究

凝胶颗粒调剖技术是近几年出现的一种用于改善高含水期油田开发效果的技术.研究目的在于建立凝胶颗粒调剖的平面径向流数值模拟模型,模拟凝胶颗粒在近井地带的调剖规律.以颗粒渗滤理论为基础,充分考虑凝胶颗粒调剖的膨胀特性、变形运移特性,建立了凝胶颗粒运移的数学模型.将一维径向渗流模型与凝胶颗粒运移模型、储层参数动态变化模型进行耦合,建立了凝胶颗粒调剖的平面径向流固耦合数值模拟模型,采用迭代耦合方式对该模型进行了求解.利用所建模型对凝胶颗粒调剖的基本规律以及调剖剂的注入速度、浓度对封堵效果的影响进行了研究.     

含油污泥-弱凝胶复合调剖体系的研制

通过对化子坪联合站含油污泥的组分分析以及含油污泥沉降实验,对调剖体系中的分散剂、悬浮剂、交联剂进行筛选,并对复合调剖体系配方进行优化。优化配方为:质量分数15%的含油污泥、0.5%的烯基磺酸钠与0.4%的疏水聚丙烯酰胺KYPAM溶液预先混合,加入0.5%柠檬酸锆、2%尿素、1.5%甲醛交联剂。70℃下候凝2 d,含油污泥-聚合物复合凝胶黏度达20×103m Pa·s以上。通过模拟实验评价了调剖效果,注入量0.3 PV及以上时,封堵率达到99%以上,突破压力提高到10 MPa以上。     

弱凝胶深部调驱可视化驱油实验研究

针对人造岩心驱替过程不能直观展示以及大尺度三维模型工艺复杂和适应性差的问题,研制出一套能够在高温高压下进行不同渗透率岩心组合、模拟正反韵律储层,以及不同驱替方式的小尺度可视化装置。在注入0.3 PV弱凝胶型调驱体系,候凝24 h的条件下,研究不同时刻各相流体在多孔介质中的运移过程以及与人造岩心驱油实验结果对比分析。结果表明:在弱凝胶阶段,弱凝胶优先进入中高渗透层,减小层间非均质性,同时能够改变高渗层内部残余油的分布;在后续水驱阶段,低渗透层逐渐起主导作用,而且存在于大孔道的弱凝胶由于黏弹性,在驱替压力达到某一临界值时,弱凝胶能够在新的孔道内聚集,有利于弱凝胶在油藏深部进行深部调驱。与人造岩心驱油实验对比,可视化装置在含水率和采收率曲线的拟合度较高,说明可视化实验装置对进一步理解弱凝胶调驱机理具有指导意义。     

高性能深部调驱体系试验

 应用交联聚合物体系对油层进行深部调驱可有效提高原油采收率。在70℃条件下,通过正交试验优选出了一种交联聚合物调驱体系,其主剂基本组成为0.30%聚合物+0.08%有机铬+0.10%六亚甲基四胺+0.08%苯酚。为延长该体系的成胶时间,考查了延迟交联剂草酸钠(SO)对体系成胶时间和强度的影响。选定SO的质量分数为0.04%时,体系的成胶时间约为48h,成胶强度约为0.057MPa。矿化度、温度、pH值等因素可对体系的成胶性能产生影响。在70℃条件下,当Na+质量浓度小于36000mg/L,Cacl2质量浓度小于1000mg/L,pH值为5—7时,体系具有较好的成胶性能;体系在60—90℃条件下生成的冻胶强度大于0.056MPa。使用单管岩心驱替试验模拟了体系的调驱性能,结果表明,体系的调驱效果较好,水驱后采收率提高幅度高达20%以上,封堵率大于95%,加之70℃下成胶时间在48h以上,可以达到油层深部调驱的目的。     

水质对深部调驱效果影响研究

通过对深部调驱现场出现的问题进行分析,认为水质是影响凝胶成胶强度的一个关键因素。通过开展水质中钙镁离子、硫离子、悬浮物、含油量,pH对凝胶强度影响的单因素实验,并与模拟水进行了对比,发现硫离子和悬浮物会对凝胶强度造成很大影响,钙镁离子、pH值也会对凝胶强度造成一定程度的影响;而含油量对凝胶强度影响不大。     

高含水油藏深部调剖驱油机理实验研究

为改善低渗油藏高含水期水驱开发效果,在室内应用CT扫描技术开展了岩心深部调剖驱替实验研究,获得了不同时刻岩心内油水分布状态信息,探索了深部调剖驱油机理。实验结果表明,一次水驱过程,注入水主要在高渗层内以活塞式向岩心深部推进,形成水驱优势通道,引起无效水循环;低渗层内水驱波及体积较小,仅波及到岩心第27个切片处。后续水驱过程,改性淀粉凝胶保持很好的完整性并有效封堵高渗层,注入水不仅启动了凝胶正上部的低渗层剩余油区域而且扩大了岩心入口端低渗层波及体积。高渗层采收率首先受驱替效率和波及效率共同影响,当波及效率不在增加,采收率的大小取决于驱替效率的大小;低渗层采收率一直受驱替效率和波及效率共同影响,且波及效率发挥主要作用。后续水驱过程低渗层起主导作用,采收率增加了15.1%。     

孔喉尺度弹性微球的深部调驱性能*

针对油田注水开发存在的问题及弹性微球调驱应用现状,利用激光粒度分析仪分析了弹性微球的粒径分布;利用填砂管岩芯（单管、长管、非均质双管、非均质三管）驱替实验,研究了弹性微球的封堵特性、运移能力、分流特性、驱油性能及聚驱后的深部调驱性能。结果表明,弹性微球粒径具有单峰分布特征,服从威布尔分布;弹性微球可在岩芯中不断运移和封堵,具有良好的深部调驱性能;弹性微球可选择性封堵高渗层,用于非均质岩芯调驱分别提高采收率16.11%（低渗管）、11.28%（中渗管）和5.02%（高渗管）,说明弹性微球可改善中低渗层及高渗层中低渗区的波及状况和驱替效果,有效提高采收率;聚驱后弹性微球调驱比单一聚驱提高采收率5.73%,具有良好的聚驱后深部调驱效果。     

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。     

双河油田深部调驱技术研究与应用

双河油田在注水中存在油田水淹严重、注水波及不均匀等问题,常规调剖工艺无法从根本上解决上述问题。通过室内实验优化筛选、评价,研制了由聚合物和交联剂组成的弱凝胶调驱体系及基本配方,其中交联剂具有较高的膨胀率,发挥了深部调剖的作用,能有效封堵大裂缝出水通道,聚合物主要发挥驱油作用,能有效启动小裂缝中的剩余油。利用该体系在双河油田的5口井进行了矿场应用,取得了降水增油的效果。     

预交联凝胶颗粒调驱研究

针对延长油田地下交联凝胶调驱存在的问题,提出并开展了预交联凝胶颗粒性能评价及调驱实验研究.实验结果显示,选择的预交联颗粒具有良好的吸水膨胀性能,在延长油藏条件下(矿化度41 811 mg/L,温度80℃),15 d后颗粒粒径可膨胀至几百纳米,表明微球具有一定的耐温耐盐性;预交联颗粒对单管填砂模型具有较好的封堵效果,且能运移到模型深部,表明颗粒适合深部调驱的需要;颗粒具有良好的变形能力,且能够高强度封堵高渗透层,显示出良好的剖面改善能力;预交联颗粒可分别提高高、低渗管采收率16％、26％,使并联双管总采收率最终达到75％,表明高剩余油条件下,预交联颗粒能封堵高渗透层,从而有效启动低渗透层.