阳离子聚合物粘土稳定剂 的研制与室内研究

摘要：本文在室内通过对二甲胺和环氧氯丙烷进行缩合聚合反应,研制一种阳离子聚合物粘土稳定剂,通过相关实验评价性能。在20℃下,1%浓度的粘土稳定剂防膨率为87.2%,俩次岩屑回收率均高于73%,24h静态膨胀率小于27.5%。     

一种阳离子粘土稳定剂的合成及其防膨性能评价

简要介绍了粘土稳定剂的分类,在实验室合成了一种聚季铵盐类阳离子粘土稳定剂,对合成条件进行了研究。该反应的最佳工艺条件为反应时间6h,反应温度60℃,投料摩尔比1.1∶1,转化率为89.7%。该聚合物防止粘土膨胀的性能良好,防膨率为87.4%。     

粘土稳定剂JRNW的合成及性能评价

以有机胺单体和环氧丙烷、无机物抑制剂合成了JRNW复合型粘土稳定剂,进行了粘土抑制性静态试验、散失实验和岩芯伤害试验。结果表明,JRNW粘土稳定剂具有很强的抑制粘土水化膨胀能力,岩芯伤害低;可用于油田开发中注水井或采油注水、压裂液、射孔液等工作液中。     

有机阳离子共聚物作为粘土稳定剂的研究

本文对有机阳离子聚合物聚(二甲基二烯丙基氯化铵—3—甲基丙烯酰氧基—2—羟丙基三甲基氯化铵),即PQAS的合成方法作了研究,并对其作为粘土稳定剂的性能进行了初步分析和评价是。结果表明:PQAS稳定粘土的性能优于目前国内外常用的两种有机阳离子聚合物粘土稳定剂TDC和PDMDAAC。     

一种新型粘土稳定剂的合成与应用研究

本文简要报导了有机阳离子聚和物(氯化N,N—二甲基二烯丙基铵—二氧化硫)的合成方法,并对其作为粘土稳定剂的性能进行了评价。结果表明,该共聚物稳定粘土的能力高于目前国内外广泛使用的同类聚合物TDC。     

红外光谱在粘土稳定剂研究中的应用

通过红外光谱的定量分析方法,建立了粘土稳定剂浓度同处理粘土中吸附水含量之间的关系.对有机阳离子季胺盐类粘土稳定剂与钙蒙脱土层间水作用原理进行了初步分析.实验表明,该红外光谱分析法能够较好反映粘土稳定剂同吸附水的作用效果,通过实测分析能够对粘土稳定剂进行初选,并且对稳定效果的比较分析提供了分析手段.     

胍胶稠化剂对低渗透砂岩气藏储层伤害的实验研究

为了定量分析胍胶压裂液稠化剂分子对低渗透砂岩气藏储层的伤害情况,借助平行样比对方法,通过基质伤害实验和滤饼伤害实验,对目标储层10块(各5块)代表性岩心进行了研究。研究表明,在气相反排至50 PV时,稠化剂分子造成的伤害(堵塞伤害和滤饼伤害)是主要伤害因素(占总伤害的51.15%)。此外,堵塞伤害先是随着反排体积增加而增大,而后趋于稳定;滤饼伤害是不可逆不可恢复的伤害。并且,堵塞伤害与阈压喉道半径和有效喉道半径均值大小成线性正相关关系。     

低渗透超前注水储层油水分布

通过压汞实验、CT孔隙扫描实验分析了储层的微观孔隙结构特征,应用岩心实验、微观模型实验研究了超前注水过程中油水分布特征。通过研究得出,三塘湖储层的微观非均质性较强,超前注水会使储层的油水分布发生明显变化。随着超前注水压力和超前注水时间的增加,储层非均质性变强,注入水沿渗透率较高的层位窜流,产生微观指进现象,导致超前注水生产后油井含水率上升快。因此,在非均质性较强的低压、低渗油藏超前注水过程中,应合理优化超前注水压力与加压时间,减少注入水窜的发生。     

低渗透气藏压裂储层伤害机理研究

通过地层水、无稠化剂压裂液、破胶液三种流体在岩心上进行滤失实验,研究不同液体滤失进入岩心后对储层渗透率伤害程度以及在不同返排压力下,储层渗透率恢复能力.研究结果表明致密气藏压裂过程中含水饱和度增加引起的气相渗透率的降低是储层伤害的主要机理,破胶液中悬浮微粒的存在,在一定程度上影响储层的渗流能力.返排实验表明增加产生压差,能部分地恢复储层的渗流能力,但是远远不能恢复到原始渗流能力.     

低渗透储层水锁伤害机理核磁共振实验研究

客观准确地评价低渗透储层的水锁伤害是入井流体优选、增产改造措施和水锁防治解除措施合理运用的基础.对孔隙介质中水的赋存状态、储层伤害原因、黏土吸水伤害和水锁伤害微观机理进行了深入分析;利用低磁场核磁共振T2谱技术,结合常规流动实验手段,对同一性质岩心开展了黏土吸水伤害和水锁伤害实验,提出了水锁伤害核磁共振实验评价方法.通过实验,准确给出了水锁伤害程度;建立了束缚水增加量与黏土吸水伤害程度、可动水相滞留量与水锁伤害程度之间的对应关系;从而对引起水锁伤害的原因做出更精确的判断,实现了对水锁伤害的客观评价.     

低渗透储层应力敏感特征探讨

学术界对低渗透储层是否存在强应力敏感具有较大争议,给油气生产决策带来困扰。争论的焦点在于,渗透率应力敏感实验过程中岩芯是否发生塑性变形,岩芯与封套之间是否存在微间隙及其对实验结果是否具有重要影响。针对传统实验无法证明岩芯是否发生塑性变形的问题,改进实验方法,在渗透率测试前、后增加岩芯力学测试。根据弹性力学理论和有效应力理论,推导出应力敏感评价的理论公式,并进行了定量计算。实验测试和理论计算结果表明,应力敏感实验过程中,岩芯所受的有效应力小于其弹性极限,岩芯不会产生塑性变形;岩芯与封套之间存在微间隙,对渗透率测试结果及变化规律具有重要影响;低渗透岩芯在低有效应力条件下测得的渗透率具有较大误差;微间隙的存在导致岩芯的应力敏感程度被高估;实验过程中岩芯的应变极小,渗透率变化极其微弱;低渗透储层不存在强应力敏感,一般来说岩石渗透率越低应力敏感性越弱。     

低渗透油藏不稳定渗流压力传播规律研究

针对目前低渗透油田开发过程中压力传播规律研究存在的不足,基于拟启动压力梯度模型,运用稳态逐次替换法并结合物质平衡原理,建立了油井定产量生产及定压力生产时地层压力传播规律数学模型。通过模型求解,得出了地层中压力传播规律。在定产量模型中,随着压力传播距离的增加,压力传播速度变慢,且随着产油速率的增大(减小)、压力在传播相同距离时所用时间变短(变长),压力传播速度变快(变慢);在定压模型中,随着井底流压的减小(增大),压力在传播相同的距离时所用时间变短(变长),压力传播速度变快(变慢)。     

粘土稳定剂在固井水泥浆中应用的研究

本文探讨了将有机阳离子聚合物（ＣＯＰ）粘土稳定剂应用于固井水泥浆中，用以减小固井水泥浆滤液对油气层的损害问题，内容包括ＣＯＰ与常用固井水泥添加剂的配伍性能，ＣＯＰ在Ｇ级油井水泥上的吸附及合ＣＯＰ的水泥浆滤液对页岩膨胀作用的抑制能力三部分实验．实验表明：可以将有机阳离子聚合物粘土稳定剂应用于不含聚阴离子添加剂的固井水泥浆中碱小固井水泥浆滤液对油气层的损害．     

聚季铵盐型粘土稳定剂对粘土矿物表面性质的影响

较详细地考查了聚季铵盐型粘土稳定剂对粘土矿物表面的润湿性和带电性的影响，并讨论了这些性质的改变与粘土稳定剂性能之间的关系．     

低渗透油藏非线性渗流实验研究

流体在低渗透岩心中的渗流不再符合达西定律,存在启动压力梯度,并且渗流曲线不再是一条直线.为了更精确地描述非线性渗流曲线,对已有实验在驱替与计量方法上进行了改进.使用改良后的实验装置,研究了膨胀性黏土矿物含量较高的砂砾岩在低流速下的渗流特征.实验曲线不通过原点,在压力梯度轴上有正截距,并且存在上弯与下弯两种形态.低渗透储层岩石喉道微细、强非均质性是非线性渗流产生的原因,并且储层岩石的特性也对非线性有一定影响.实验所采用岩心伊蒙混层以及伊利石等膨胀性黏土矿物含量高,对储层的有效渗透率影响较大.利用带喉道半径的渗流模型理论,从黏土膨胀性角度对产生非线性渗流曲线不同形态的原因进行了初步探讨.结论认为,上弯形渗流曲线之所以存在,是由于黏土膨胀减小了岩心中渗流的喉道尺寸,而使得渗流过程中流速损耗,同时也增大了启动压力梯度.     

低渗透油藏CO2驱与N2驱室内实验对比研究

为了对比研究CO2驱与N2驱在低渗透油藏的驱油效果,在室内进行了多组长岩心驱替实验。研究结果表明:渗透率相同条件下,CO2驱油效果好于N2。随着渗透率的增加,CO2驱与N2驱的驱油效率增加,但差值越来越小;定速度注入CO2和N2时,注入压力都呈现出先升高后降低,最后趋于平稳的变化趋势;且CO2驱注入压力变化幅度大于N2驱;水驱后转CO2驱或N2驱都能明显降低注入压力,且N2驱降压能力要强于CO2驱;CO2气水交替驱采出程度明显高于连续CO2驱;N2气水交替驱采出程度与连续N2驱相差不大。     

低渗透油藏储层多尺度裂缝的建模方法研究

低渗透油藏储层中流体的流动是一个横跨致密基质、天然裂缝、水压裂缝、井筒的典型多尺度力学行为。明确油藏储层中裂缝的尺度分级,建立精确的低渗透储层多尺度裂缝模型,探究多尺度之间的级联耦合作用过程和内在联系,是低渗透油藏渗流研究的关键,也是实现超低渗透油藏有效开发的重要理论基础。根据复杂学科的多尺度关联方法及油藏多尺度裂缝建模的相关文献资料,明确提出了油藏中多尺度裂缝的尺度分级标准,总结归纳了多尺度关联方法和低渗透油藏储层多尺度裂缝模型,分析了按连续介质思想和离散介质思想构建的几种代表模型的优劣。在此基础上,提出了储层裂缝多尺度建模的建议,并指出了低渗透油藏多尺度裂缝建模研究的趋势。     

低渗透油藏中水平井的非稳态产能研究

用水平井开发低渗透油藏可以建立有效的驱替压差,提高单井产能。正确预测低渗透油藏中水平井的产能对水平井的优化设计具有重要意义。针对低渗油藏的特征,考虑启动压力梯度,建立了低渗透油藏中水平井开发时的不稳定渗流数学模型,采用拉普拉斯变换及数值反演技术,得到低渗透油藏中水平井的非稳态产能,并分析了无因次井底压力和无因次产量的变化规律及影响因素。研究成果对低渗透油藏水平井的开发具有重要的指导意义。