《油田化学》于1984年创刊,是由中国石油天然气集团公司主管,四川大学高分子研究所和高分子材料工程国家重点实验室(四川大学)主办,向国内、外公开发行的科技期刊。
    《油田化学》期刊立足服务石油工业,充当石油工业与化学化工、生物生化及工程之间的桥梁,报道的领域包括钻井、固井、采油、集输和油田污水处理、腐蚀与防护等领域的新技术、新方法和新产品及其应用技术。《油田化学》为应用技术性期刊,以应用技术为主,兼顾应用理论与相关的基础理论,

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    2022年第39卷第2期
    • 胡进科1,罗霄2,袁明进1,罗跃2,卢福伟2,刘媛2

      2022,39(2):191-196, DOI:

      Abstract:

      现有水基钻井液中的聚醚胺抑制剂难以有效抑制川东地区页岩气地层中的泥页岩水化,引发不利井况。为提升聚醚胺抑制剂的抑制效能,以三乙醇胺(TEA)和2-氯乙胺盐酸盐(CEAH)为原料,制得三[(2-氨基乙氧基)乙基]胺(TAEEA),继而在ZIF-8 型金属有机框架(MOF)材料的开环催化作用下,与开环后的氮丙啶发生加成反应,制得了具有极大胺值且富含伯胺基团的超支化聚醚胺抑制剂(HBEA)。通过分子动力学模拟了HBEA在黏土表面的吸附形貌,评价了HBEA的抑制性及其与钻井液体系的配伍性。结果表明,HBEA的胺基密度远高于直链型聚醚胺D230 与D400。HBEA具有较强的吸附能力,其在黏土表面的吸附构型与D230 和D400 一致, 但吸附分布几率与单分子吸附能均高于后两者。HBEA具有优异的抑制性能。25%的膨润土在1% HBEA水溶液中的动切力仅7.0 Pa,膨润土在2% HBEA水溶液中的最终膨胀高度较之在去离子水中下降了约60%,泥页岩在2% HBEA水溶液中的滚动回收率达78.87%。HBEA可与不同钻井液体系形成良好配伍。以HBEA等量替换3 种钻井液体系中原有的聚醚胺抑制剂后,钻井液老化前后的流变性能与API 滤失量均保持稳定,而HTHP滤失量均小幅下降,泥页岩在取代后钻井液中的滚动回收率略有上升。

    • 刘振东1,2,徐海1,李公让2,张敬辉2,吕建仁1

      2022,39(2):197-201, DOI:

      Abstract:

      在泥页岩地层的钻井中,由于页岩极易吸水膨胀,导致井壁出现掉块、坍塌等情况,因此在钻井过程中需要对井壁进行加固。模拟生物矿化沉积过程,在硅片表面交替沉积纳米颗粒和阳离子聚合物,形成纳米矿化沉积层。对纳米颗粒和阳离子聚合物进行了优选,通过原子力显微镜、扫描电子显微镜分析沉积层的表面和断面形貌,通过红外光谱仪分析沉积层的组成,研究了沉积层的机械性能。结果表明,方解石晶型纳米碳酸钙的沉积效果优于纳米二氧化硅,低浓度纳米碳酸钙的沉积效果优异。硅片在1%阳离子聚合物支化聚乙烯亚胺与0.4%纳米碳酸钙中交替沉积可形成均匀分散、致密牢固的“堆砌”结构。沉积达到25 个循环时,沉积层厚度为23.88 μm,横向拉伸杨氏模量为1.4086 MPa,具有较好的黏弹性。改性纳米碳酸钙和阳离子聚合物可在模拟井壁上形成致密稳定的沉积层,为加固井壁、提高井壁稳定性提供了新的思路。

    • 罗云翔1,林凌1,余文可1,李鑫2,古晗1,刘洪吉1

      2022,39(2):202-208, DOI:

      Abstract:

      为研究丙烯酰胺类聚合物在水溶液中的高温降解机理,以丙烯酰胺(AM)、丙烯酸(AA)、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)为单体制备了P(AA/AMPS)、P(AM/AA/AMPS)两种模板聚合物,将两种聚合物分别在200、220、240 ℃下进行降解实验,使用FTIR、1H-NMR、XPS、GPC、TG-IR 等分析聚合物及其降解产物。研究结果表明,丙烯酰胺类聚合物在水溶液中的高温降解行为主要发生在不抗温的侧基,表现为主链次甲基含量的下降。次甲基断键后,主链断裂导致聚合物的相对分子质量降低,降解过程中生成二氧化碳、氨气等小分子。两种聚合物在热重测试中抗温能力与水溶液中的抗温能力矛盾,因此评价丙烯酰胺类钻井液处理剂抗温能力时不能以热重分析结果作为标准。

    • 杨健1,蔡利山2

      2022,39(2):209-215, DOI:

      Abstract:

      钻井液固相含量对体系性能、井下安全及施工成本都有明显影响,其测定数值的准确性会直接影响现场维护方案的合理制定以及固相含量控制成本。实践中发现,钻井液固相的测定与数据处理均存在一定的问题,导致测定数值和处理结果误差较大,不同的数据处理方法所引起的误差相差也较大。首先测试一系列现场用钾基聚磺钻井液体系的总固相含量、水含量、油含量,再分别根据GB/T 16783.1—2014《石油天然气工业钻井液现场测试第1 部分:水基钻井液》和《钻井手册·上(甲方)》计算钻井液的水相密度、盐矫正后固含量、低密度固相含量、高密度固相含量。分析了固相含量计算结果的准确性,指出了操作和计算中需要注意的几个问题,并探讨了固相含量数值合理范围。此外,对固相含量测定与分析计算中出现的计算值与现场实际操作结果偏离较大的现象作了实例分析。采用国家标准GB/T 16783.1—2014 的计算方法引起的误差要远高于采用“钻井手册·上(甲方)”所推荐的计算方法的。在采用误差较小的计算方法时,还需注意应正确理解和使用公式中的各个变量,否则会导致错误的处理结果。介于国家标准GB/T 16783.1—2014 所列计算方法存在的误差,建议对标准中相应部分进行修订。

    • 徐生江,鲁铁梅,戎克生,姚旭洋,叶成

      2022,39(2):216-221, DOI:

      Abstract:

      准噶尔盆地车排子区块的裂缝形态复杂,石炭系地层较为发育的裂缝造成地层易塌易漏,一次性堵漏成功率较低。在充分考虑车排子火山岩地层工程地质特征的基础上,开展防漏堵漏体系的研究。室内将广覆盖高效防漏堵漏剂(Heseal)、粒状纤维(FiBall)和复合纳米材料(Namaterial)加入现场钻井液中制得堵漏浆,研究了堵漏浆对砂床和裂缝的封堵效果,采用模拟转向和返吐的方式评价堵漏浆在不规则地层裂缝中的转向封堵能力和返吐趋势。结果表明,Heseal、FiBall 和Namaterial 的最佳复配比为6∶3∶1。3 种堵漏材料对现场钻井液流变性和滤失性的影响较小。堵漏浆对砂床与裂缝的封堵效果及转向性能较好,防漏堵漏效果良好,满足车排子地区复杂裂缝形态下的防漏堵漏要求。

    • 幸雪松1,孙翀1,许明标2,3,王晓亮2,3,杨晓榕3,彭石峰3

      2022,39(2):222-227, DOI:

      Abstract:

      在现有的固井水泥浆技术条件下,保障井筒完整性长期稳定面临挑战,尤其是常规低密度水泥浆,射孔后水泥石的完整性遭到严重破坏,造成密封失效,水泥石与套管及井壁间的胶结质量差,易发生窜槽等问题。针对上述问题,以环氧树脂和酸酐类固化剂为原料制得弹性剂(RES-1),并用液体纤维提高水泥石的强度和韧性、纳米液体减轻剂改善水泥浆沉降稳定性。室内对低密度弹性密封水泥浆展开了综合性能评价。结果表明,RES-1可降低水泥石的弹性模量,提高水泥石的形变能力,最优加量为10%。低密度(1.5 g/cm3)弹性密封水泥浆体系具有良好的流变性,失水量小于50 mL,线性膨胀率达到0.45%,可有效抑制微环隙、微间隙的产生。低密度弹性密封水泥浆具有较好的致密性、柔韧性和弹性形变能力。与普通低密度水泥浆相比,其渗透率和弹性模量分别降低了69.5%和78.4%,抗压强度和抗折强度分别提高了61%和87.9%。低密度弹性密封水泥浆可以有效提高水泥环的长效封隔能力,改善固井质量。

    • 赵启阳1,尧艳1,严海兵1,张伟1,陈雪雯2,彭志刚2

      2022,39(2):228-233, DOI:

      Abstract:

      在深层和超深层油气井固井中,受地层高温影响,水泥浆中的部分外加剂失效,导致固相颗粒沉降,浆体失去稳定性,增加固井过程中的窜流风险。以2-丙烯酰胺基-甲基丙磺酸、丙烯酰胺、N-乙烯基吡咯烷酮、N,N-二甲基十八烷基烯丙基氯化铵为原料,通过正负离子间的强静电作用制备了聚电解质疏水缔合复合悬浮稳定剂(P-AB)。对P-AB的结构进行了表征,研究了其对水泥浆性能的影响,分析了悬浮稳定机理。结果表明,P-AB可通过静电作用和疏水缔合作用等形成独特的网架结构,有助于悬浮水泥颗粒,防止水泥浆沉降和自由水分离;在40~150 ℃下,1% P-AB 水溶液可保持较高的黏度;在水泥浆中加入0.5%~1%的P-AB,200 ℃下养护1 d 后,水泥石上下段的密度差<0.02 g/cm3,无浆体游离液。P-AB主要通过水化作用增大水泥颗粒材料沉降的阻力,并通过静电吸附、疏水缔合作用等形成致密的交联网架结构,确保了水泥在高温下的稳定性。该项技术有利于提高深井和超深井的固井质量,降低固井风险。

    • 魏娟明1,贾文峰1,陈昊2,冯玉军2

      2022,39(2):234-238, DOI:

      Abstract:

      滑溜水水力压裂是高效开发页岩气的重要方法,但存在黏度低、淡水用量大和胶液不可自由转换等系列问题,限制了其在3500 m以深的深层页岩气中的应用。为解决上述问题,以丙烯酰胺、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸等为原料,通过自由基聚合反应,室内合成了高黏高降阻一体化稠化剂(HVFR),考察了其溶解性、增黏性、降阻性、携砂性及耐温耐剪切性。结果表明,HVFR的相对分子质量为22.7×106。HVFR溶解速率快,1 min 增黏率达到93%,有利于实现压裂液的在线连续混配。HVFR的降阻性能良好。在150 L/min 流量下,作为低黏、高黏滑溜水时的降阻率均大于70%,作为胶液时的降阻率可达到68%。HVFR具有一剂多能特性,通过调整其浓度可实现低黏滑溜水、高黏滑溜水和胶液之间的自由转换。基于HVFR的交联压裂液具有良好的携砂能力及耐温耐剪切性能。在120 ℃、170 s-1下剪切120 min后,压裂液的保留黏度约为120 mPa·s,满足压裂施工的要求。

    • 阿布里米提·依明1,蒲迪2,4,董景锋1,李竹君4,张敬春1,金诚4,郭拥军2,3,4

      2022,39(2):239-245, DOI:

      Abstract:

      为了解决压裂用聚合物粉剂产品在连续混配施工时排量波动及泵吸困难的问题,选取3 种现场用稠化剂(胍胶、LP-1 和LP-2 低分子聚合物)作为研究对象,研究了聚合物溶液幂律关系、黏弹性及维森伯格爬杆效应等流变性,揭示其内在作用机制,构建了满足抗高温(120 ℃)的清洁压裂液体系,并进行现场矿场应用。实验结果 表明:从幂律关系及溶液黏弹性可知,LP-1 为线性分子结构且相对分子质量较高,其弹性及稠度系数较大,溶液维森伯格爬杆效应明显,导致现场泵吸困难,混液不均匀,致使排量波动。基于低爬杆效应的微支化缔合型聚合物LP-2,以“物理+化学”交联原理而构建满足工程应用的清洁压裂体系(配方为:0.3% LP-2+0.3% FA+0.25%GAF-5+0.3% FP-15+0.4%AP-5),该体系的基液黏度为35.5 mPa·s,120 ℃、170 s-1剪切1 h 的黏度为110.3 mPa·s,具有用量少、耐高温(120 ℃)、低伤害(残渣含量35.2 mg/L、对岩心伤害率为8.46%)、易返排(破胶液表面张力26.89 mN/m、与煤油间的界面张力为1.15 mN/m)等特点。该压裂液体系现场累计施工20 余井次,按照设计完成加砂,最高砂浓度为400 kg/m3,施工排量平稳,施工成功率100%,为非常规致密油藏开发提供技术支撑。

    • 任洪达1,许成军3,孙锡泽1,蒲迪3,董景锋1,郭拥军2,3

      2022,39(2):246-251, DOI:

      Abstract:

      为进一步提高渗吸采油压裂液焖井后的采收率,研究了破胶液中不同残渣含量及稠化剂相对分子质量对渗吸采收率的影响,通过渗吸剂优选及其对非交联缔合型稠化剂(CFZ)增黏、耐温耐剪切、渗吸采收率性能的影响研究,构建优化了一套残渣低、相对分子质量低的渗吸采油非交联缔合型清洁压裂液体系。研究表明:破胶液中残渣含量及相对分子质量越低,对渗吸采收率影响越小。配方为0.3% 稠化剂CFZ+0.2% 渗吸剂SZX-1+0.06% 破胶剂APS 的渗吸采油非交联缔合型清洁压裂液体系,在90 ℃、170 s-1下剪切90 min 的黏度为77.43mPa·s,破胶液在油湿岩心表面接触角为31.6°,油水界面张力为0.66 mN/m,残渣含量为17.2 mg/L,相对分子质量为1.15×104,渗吸采收率为14.8%。该体系可为进一步提高压裂后的渗吸采收率提供理论依据及技术支持。

    • 梁利1,张金晶2,刘倩3,4,刘玉婷1,姜伟1

      2022,39(2):252-257, DOI:

      Abstract:

      为实现压裂液的循环利用,节约水资源,减少环境污染,研究了植物胶压裂液返排液中残余交联剂硼和稠化剂对循环利用的影响。以均相状态为评价标准,采用拉曼光谱测定不同多羟基化合物与硼交联剂的结合形态,对体系中残余交联剂硼的最小无作用量进行研究;测定了破胶过程中稠化剂的相对分子质量、总糖含量和 pH值的变化。结果表明,破胶液内部残留的交联剂和稠化剂均为制约返排液循环利用的制约因子。硼砂-甘露醇络合性能稳定,甘露醇可作为高效掩蔽剂,交联剂硼的最小无作用量为5 mg/L;过硫酸盐破胶时可以将稠化剂胍胶大分子部分降解,随破胶时间延长,小分子比例增加,体系中总糖含量下降。溶剂总糖含量低于1800 mg/L时所配制的压裂液可以满足循环利用要求,但残渣伤害风险增加。

    • 李帅帅,杨育恒,陈效领,鱼文军,丁士辉

      2022,39(2):258-262, DOI:

      Abstract:

      随着水平井体积压裂技术的推广与应用,压裂液用量越来越大,同时产生大量的返排液,返排液成分复杂,难以高效利用,直接排放会造成环境污染。为了缓解新疆油田压裂用水和降低压裂成本,开展了吉木萨尔页岩油压裂返排液再利用技术研究。对吉木萨尔页岩油区块返排液进行pH调节、硼离子屏蔽、杀菌的处理,然后利用处理后的返排液再次复配胍胶压裂液,通过考察所配制压裂液的溶胀性能、交联冻胶耐温耐剪切和破胶性能确定了利用返排液复配胍胶压裂液的最佳配方,并在J1 井进行了现场试验。吉木萨尔页岩油返排液具有高含碱、高含硼、高含菌的特点,通过引入0.06% pH调节剂A、0.08%屏蔽剂C,0.10%高效杀菌剂BLX-1,将返排液的pH 值调节至7.0,然后加入0.3%的交联剂XJ-3 和0.045%的pH 调节剂B。所配制的压裂液的交联时间控制在90~110 s,具有良好的耐温耐剪切性能,成胶后剪切120 min 后黏度的依然大于200 mPa·s,且携砂性能良好,破胶液性能满足行业标准。利用页岩油压裂返排液连续混配再利用技术处理返排液4.5×104m3,且所配制的压裂液被成功应用于新疆油田页岩油J1井,为后期页岩油的高效环保开发奠定了基础。

    • 李明凯1,何龙1,2,原红杰1,黄雪莉1,李生林1,吴胜飞1

      2022,39(2):263-268, DOI:

      Abstract:

      为解决常规聚丙烯酰胺冻胶在高温高盐条件下易降解、脱水等问题,选用魔芋葡甘聚糖KGM、丙烯酰胺(AM)/2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)二元聚合物P(AM/AMPS)为主剂,黄原胶为增强剂、乌洛托品、对苯二酚为交联剂制备了一种复合冻胶,通过基液黏度、成胶时间和成胶强度考察冻胶中各物质最优添加量,通过傅里叶红外变化光谱(FT-IR)、热重(TGA)对其进行表征,考察了该复合冻胶的成胶强度、耐温性能和封堵效果。研究结果表明,所制备的复合冻胶具有较强的耐温耐盐性能,成胶时间在120~180 min 可调,能够满足温度为130 ℃、矿化度为210 g/L 的苛刻油藏环境,并且能够保持长期稳定性。当P(AM/AMPS)加量为0.5%、KGM加量为0.5%、黄原胶加量为0.3%、乌洛托品加量为0.5%、对苯二酚加量为0.6%时,复合冻胶的成胶强度最大,成胶后的弹性模量达35.233 Pa,老化7 d 后弹性模量逐渐增至71.377 Pa。该冻胶对岩心具有较强的封堵性能,注入量为1 PV时,该冻胶体系对渗透率约为800×10-3 μm2岩心的封堵率可以达到99.11%。

    • 贾辉1,丁名臣2,王闯1,朱毅仁2,廖云虎1,麻金海3,宋新旺4,王业飞2

      2022,39(2):269-275, DOI:

      Abstract:

      南海A油田注气开发中,油井气油比急剧增大,气窜明显,为此开展了海水基高温冻胶封窜体系研究。选用非离子聚丙烯酰胺(NPAM)和酚醛体系作为主剂和交联剂,探索增大聚合物浓度、加入除氧剂和高温稳定剂3种方式增强冻胶高温稳定性效果;形成了海水基高温冻胶体系配方,并考察了其对天然气的耐受性和封堵能 力。结果表明:尽管采用高浓度聚合物能够增强冻胶热稳定性,但在125 ℃下,即使采用高浓度(0.8%)NPAM,冻胶老化48 h 后脱水率在90%以上;除氧剂的加入也难以显著改善冻胶热稳定性;高温稳定剂可明显增强冻胶的耐温性,是构筑海水基高温冻胶体系的关键组分。优化形成的海水基高温冻胶体系配方为:0.4% NPAM+0.3%乌洛托品+0.3%间苯二酚+0.8%稳定剂。该体系在125 ℃下的成胶时间为10~12 h,60 d 内仍能维持较好冻胶状态,不破胶;弹性模量大于1500 mPa,脱水率小于10%。冻胶能在高温高压环境下与天然气稳定共存,不破胶;冻胶能对岩心形成良好封堵,稳定残余阻力系数210,封堵率99.5%,且耐冲刷性较强。

    • 赵董艳1,杜慧丽1,赵永强1,张橙2,高乃煦1,李帅斌2,雷小洋1

      2022,39(2):276-280, DOI:

      Abstract:

      常规弱凝胶体系的耐温抗盐效果较差,采用高矿化度回注水配制存在成胶强度低、稳定性差的问题。基于耐温抗盐聚合物(TSRP)与酚醛树脂交联剂制得适配于高矿化度回注水的耐温抗盐弱凝胶体系,通过红外光谱、扫描电镜、动态光散射仪分析了弱凝胶体系的耐温机理。结果表明,弱凝胶体系成胶性能受聚合物加量、聚交比和热稳定剂硫脲加量的影响较大。弱凝胶优化后的配方为2 g/L 聚合物、聚交比1∶1、400 mg/L 硫脲。采用矿化度约为38 g/L 的回注水配制弱凝胶,成胶时间为63 h,弱凝胶在90 ℃、7.34 s-1 下的黏度为1760 mPa·s。该凝胶在90 ℃高温老化90 d 后仍保持稳定。聚合物凝胶的高温稳定性与两方面有关。一方面,TSRP分子链上N-乙烯基吡络烷酮的环状基团可提高聚合物分子链的刚性,有效抑制聚合物链的热降解作用;另一方面,TSRP交联后形成刚性网络结构,部分抑制了聚合物链在高矿化度下的卷曲作用,凝胶不易发生脱水收缩。

    • 姜旭1,2,陈军斌1,2,张狄杰3,曹毅1,2,孙晨1,2

      2022,39(2):281-287, DOI:

      Abstract:

      纳米微球调驱技术已被广泛应用于低渗透油藏开发过程。为开展纳米微球在岩石矿物表面的吸附作用机理研究,需定量表征矿物种类对微球在其表面吸附量的影响。首先,运用淀粉-碘化镉法标定纳米微球乳液的浓度,进而分别实现了微球在单组分矿物表面和多组分矿物表面吸附量的测定。随后,在所测单组分矿物表面的微球吸附量基础上按照岩石矿物的相对含量进行加权叠加,得到多组分矿物表面微球吸附量的预测值。结果表明,纳米微球在不同矿物表面的静态吸附量差异较大。黏土矿物对微球的吸附能力普遍强于非黏土矿物。对微球吸附能力最强的为高岭石,比吸附能力最弱的石英强14.75 倍。微球在钾长石表面的吸附量变化值分别是在 钠长石和石英表面的1.96 倍和8.42 倍。对于多组分矿物表面的微球吸附量,加权叠加方法预测值与实验测定值的相对误差在3%以内。基于纳米微球在孔隙通道运移时的固液界面吸附现象,分析认为孔隙壁面上的黏土矿物强化了微球的吸附作用,有利于改变孔隙半径,实现在不完全封堵条件下的部分液流转向。

    • 王健1,黄伟豪2,赵云海3,张宇4,王丹翎4,张莉伟5

      2022,39(2):288-294, DOI:

      Abstract:

      针对新疆油田Y油藏的强非均质性特征以及开发剖面动用程度低、含水高的特点,筛选适合注入水配液的氮气泡沫体系配方,评价泡沫体系的油藏适应性、油藏温度压力条件下的性能和细菌对泡沫性能的影响,研究泡沫的流变性,开展物理模拟分析在不同渗透率级差下的驱油效果。结果表明,在油藏条件下,所筛选的氮气泡沫体系的起泡体积为530 mL,泡沫半衰期为167 min,综合指数为66 382 mL·min,具有良好的油藏适应性;优选出的氮气泡沫体系表现出典型的剪切稀释性,并且稳泡剂的加入对泡沫体系的黏度有较为明显的提升,但不会对其在地层中的流动产生影响。在0.1~10 Hz 的频率范围内,氮气泡沫的黏性模量均高于弹性模量(G''/G'>1),泡沫表现出较好的黏性行为,并具有一定的弹性行为。通过岩心流动实验看出,在水驱阶段,高渗透岩心的分流率随着级差的增大而增大,当渗透率级差为11.53 时,低渗透岩心不能有效启动;在泡沫驱和后续水驱阶段,低渗透岩心的驱油效率随着渗透率级差的增大先增加后减小,在渗透率级差为8.67 时,低渗岩心提高驱油效率达到最大,为44.97%。

    • 陈浩1,2,杨冉1,2,刘希良1,2,谭先红3,田虓丰3,李博文1,2

      2022,39(2):295-300, DOI:

      Abstract:

      渤海34-2 高温低渗透油藏空气驱过程易发生气窜,常规控制手段存在较多局限性,亟待研究新的调剖技术。基于聚合物增黏和泡沫调驱双重特性,研发了一种聚合物泡沫调剖体系,测试了该体系的泡沫稳定性、流变性能,通过室内驱替实验和CT扫描评价了该体系的封堵性能和作用范围,在此基础上采用二维模型分别进行了 注空气后转水气交替(WAG)实验和注调剖剂再注空气实验。结果表明,130 ℃下聚合物泡沫调剖体系对渗透率约35×10-3 μm2的岩心封堵率高达98%,能很好地抑制气窜。在气体突破后WAG方式可提高驱油效率10.14%;而采用注复合泡沫调剖体系再转气驱提高驱油效率15.81%,较常规WAG驱油效率提高5%以上。高温下聚合物泡沫调剖体系的封堵能力和提高采收率效果较好,为同类高温低渗透油藏注气防窜提供了一条新思路。

    • 展转盈1,王仙仙2,张磊3

      2022,39(2):301-305, DOI:

      Abstract:

      复合醋酸铬和酚醛树脂预聚物(PRP)既可以提高HPAM/Cr3+ 凝胶的热稳定性,也可以降低HPAM/PRP凝胶的反应活化能,同时还可以提高凝胶的力学性能。但是,目前关于Cr3+ -PRP 与HPAM的复合交联反应机理尚不清楚。先通过表征Cr3+ -PRP溶液与PRP溶液的性能差异,明确了Cr3+ 与PRP之间的化学反应过程;随后通过对比Cr3+ -PRP/HPAM与Cr3+ /HPAM、PRP/HPAM之间的反应差异,揭示了Cr3+ -PRP/HPAM的复合交联反应机理。在Cr3+ -PRP 溶液中,由于PRP苯环上的羟甲基和酚羟基的活性高于醋酸根,从而形成了一种新的多核羟桥络合物离子(Cr3+ -PRP络合物)。Cr3+ -PRP/HPAM体系发生多重复合反应,首先是Cr3+ -PRP络合物中的部分Cr3+ 与HPAM产生交联反应,随后是络合物中的剩余Cr3+ 和全部的PRP与聚合物同时发生交联反应,而且Cr3+ /羧基的交联反应与PRP/酰胺基团的交联反应会相互影响。实验结果促进了对Cr3+ -PRP/HPAM体系的交联本质的认识,为其高效应用奠定了一定的理论基础。

    • 李迎辉1,王长权2,王启夏2

      2022,39(2):306-310, DOI:

      Abstract:

      为明确CO2混相压裂液与储层岩心的作用机理,以柳赞断块储层岩心为实例,利用岩心驱替、SEM、XRD和CT等实验方法开展CO2混相压裂液体系中不返排酸、CO2+增溶剂(或缩膨剂或降黏剂)在地层压力和地层温度下与岩心相互作用前后岩心孔隙结构、岩心矿物成分及渗透率的变化规律实验。研究表明:不返排酸和CO2与不同水溶性添加剂混合形成碳酸溶液均具有溶蚀长石和黏土矿物的作用,且优先溶蚀长石,溶蚀后可生成高岭石和石英等矿物,其中不返排酸的溶蚀作用最强,其次是CO2与增溶剂混合液、CO2与降黏剂混合液;CO2混相压裂液注入前后液测渗透率与气测渗透率呈相同的增大趋势,且液测渗透率增大幅度随气测渗透率的变化关系表现为很强的乘幂关系。该研究成果对CO2混相压裂提高采收率技术提供一定的技术支持。

    • 冯阳1,2,侯吉瑞1,2,杨钰龙1,2,王栋森3,王立坤1,2,程婷婷4,刘彦伯1,2

      2022,39(2):311-317, DOI:

      Abstract:

      新型纳米材料2-D 纳米黑卡已被证实可有效提高低渗-致密油藏采收率,展现出优异的油水界面特性。但是2-D 纳米黑卡与油水界面相互作用的微观机理仍不明确。应用Lammps 建立2-D 纳米黑卡油水界面模型,针对常温常压(298 K,1 atm)条件下2-D 纳米黑卡在油水界面的特性进行分子动力学模拟,分析2-D 纳米黑卡个数对不同分子在油水界面的密度分布、油水界面厚度、油水界面覆盖率、分子间相互作用能和界面张力变化率等5个关键参数的影响规律。模拟结果表明:当2-D纳米黑卡界面覆盖率近似为1 时,界面处油水及纳米片分子密度分布基本达到稳定,2-D纳米黑卡界面密度峰值几乎不再增长,密度峰变宽;油水界面厚度为24.4 ?,油水界面相互作用能为-4164 kcal/mol,界面张力比率为0.767,且这3 个量达到相对稳定状态。本研究可对2-D 纳米黑卡室内实验和矿场应用浓度优选提供理论依据和指导,为纳米片驱油机理的研究奠定理论基础。

    • 何旋,刘月田,柴汝宽

      2022,39(2):318-323, DOI:

      Abstract:

      为分析纳米沸石咪唑酯骨架(ZIF)颗粒作为纳米驱油剂对提高原油采收率的作用,以六水合硝酸锌、2-甲基咪唑为原料,在室温与水相条件下制备了纳米ZIF-8 颗粒。对其微观结构进行了表征;将纳米ZIF-8 颗粒分散在水中得到纳米流体,研究了该流体的稳定性,通过测定油水界面张力和接触角分析其提高采收率机理;最后通 过岩心驱替实验评价了纳米ZIF-8 驱油体系的驱油效率。结果表明,纳米ZIF-8 颗粒的平均直径为65.8 nm,相态单一无杂质;当加量不高于0.03%时,纳米ZIF-8 颗粒在水中的分散性良好,Zeta 电位绝对值约30 mV,具有较高的稳定性。在模拟地层水和低矿化度水中添加0.03%的纳米ZIF-8 颗粒,油水界面张力值分别降至4.66、3.97mN/m,比未添加时降低了75.77%、73.25%;纳米流体在岩心切片表面的接触角分别由114°、109°降至78°、73°,岩石表面润湿性转为水湿,更有利于油膜的剥离。岩心驱替实验中,用地层水驱替至无油产出后转注0.03%的纳米ZIF-8流体,在地层水和低矿化度水中的采收率分别提高8.25百分点、10.7百分点,提高采收率效果较好。

    • 李玺1,2,罗平亚3,叶仲斌3,4,舒政3,张健5,肖秀婵1

      2022,39(2):324-330, DOI:

      Abstract:

      疏水缔合聚合物由于疏水基团间的相互作用,缓慢的溶解速度制约了其在油田上的大规模应用。已有的物理加速溶解方法会造成缔合聚合物溶液的黏度产生不可恢复的损失。基于疏水基团与环糊精的包合作用,在缔合聚合物溶解过程中加入环糊精,研究了环糊精对疏水缔合聚合物溶解性和流变性的影响。结果表明,利用 环糊精对疏水基团的包合作用,加速了缔合聚合物的溶解,且避免了溶液黏度的损失。环糊精对疏水基团的包合改善了缔合聚合物与溶剂的相互作用。随环糊精与疏水基团物质的量之比的增加,缔合聚合物溶解时间呈指数下降。利用环糊精对客体分子的竞争包合特性,通过向缔合聚合物溶液中添加适量的与环糊精具有更强亲和力的非离子表面活性剂可以完全恢复溶液的流变性能。

    • 刘冬梅1,2,曾文广1,2,杨康3,石鑫1,2,魏晓静1,2,张腾方4,孙霜青4

      2022,39(2):331-337, DOI:

      Abstract:

      泡沫排水采气工艺中,泡沫到达地表后难以实现可控的消泡。为获得兼具稳定性及响应性的泡排体系,并明确在无机盐和油相环境下的适用性,将十二烷基硫酸钠(SLS)、十二烷基磺酸钠(SDS)和十二烷基苯磺酸钠(SDBS)分别与N-十二烷基-N,N-二甲基叔胺(C12A)复配,研究了复配溶液的泡沫性能及无机盐和油相对复配体系的影响。针对泡沫性能较好的SLS/C12A和SDS/C12A复配体系进行了CO2响应消泡以及N2加热重新起泡实验,分析了复配泡沫的响应机理。结果表明,SLS/C12A复配体系的泡沫性能最好,SDBS/C12A的泡沫稳定性最差。SLS/C12A复配体系的耐盐能力强,SDS/C12A复配体系的抗油效果显著。两种复配体系均表现出较好的响应性和可逆性。通过消泡后溶液形态和表面张力的变化分析响应机理为:质子化的C12A与表面活性剂静电吸引形成络合物,从溶液中析出,降低了溶液的表面活性,加速了泡沫的破碎。这对于不同环境油气田的表面活性剂体系选择具有一定的指导意义。

    • 赵雅洁,侯吉瑞,屈鸣,肖立晓,刘彦伯

      2022,39(2):338-342, DOI:

      Abstract:

      自发渗吸为致密油藏提高采收率的主要方式,但常规驱油所用的表面活性剂易被岩石吸附,吸附损失较大,在苛刻油藏中不能满足强化采油的使用要求,提高自发渗吸采收率效果不明显。以环辛烷、脂肪醇聚氧乙烯醚类乳化剂、乙二醇、三乙醇胺为原料,制得以有机相为内相、表面活性剂为壳膜的纳米微乳液。通过界面张力及润湿反转实验揭示了其驱油机理,通过自发渗吸实验验证了提高采收率效果。结果表明,0.3%的纳米微乳液体系粒径尺寸约为10 nm,油水界面张力为3.56 mN/m,可将油湿石英片表面的润湿性(130.6°)反转为水湿表面(11.7°),具有良好的润湿反转能力。岩心在该乳液中的最终自发渗吸采收率为43.2%,约为水的2.4 倍,自发渗吸提高采收率效果显著。

    • 石磊

      2022,39(2):343-348, DOI:

      Abstract:

      针对注CO2提高原油采收率过程中易产生沥青质沉积的现象,以致密砂岩天然岩心和储层原油为研究对象,利用CO2吞吐以及核磁共振等实验手段,开展了致密砂岩油藏CO2吞吐过程中沥青质沉积对储层的伤害特征研究。实验结果表明:原油的沥青质含量越高,CO2吞吐过程中沥青质的沉积率越大;随着实验压力的升高,沥青质沉积率先增大后减小,当压力为25 MPa时,沥青质沉积率最大;CO2吞吐过程中沥青质沉积对储层渗透率的伤害程度较大,而对孔隙度的伤害程度则相对较小;沥青质主要沉积在大孔隙中,且油样中沥青质的含量越高,对岩心大孔隙的堵塞程度就越大;沥青质沉积可以使岩心进口端面的润湿性由亲水性向亲油性转变;沥青质沉积会影响CO2吞吐实验的采收率,沥青质含量越高,采收率越小。在致密砂岩油藏注CO2吞吐过程中,应采取相应的抑制沥青质沉积措施,以提高CO2吞吐措施的效果。

    • 吴文明1,2,3,侯吉瑞1

      2022,39(2):349-354, DOI:

      Abstract:

      针对新疆某油田开发过程中出现油井堵塞的难题,选取了具有代表性的X-5 原油作为研究对象,研究了原油的组分组成以及该油井井口、井筒堵塞物的主要成分,并分析堵塞物形成原因,进一步分析了X-5 原油、井口堵塞物、井筒堵塞物3 种样品中沥青质的平均结构,并分析了X-5 原油的析蜡沉积特性。研究表明:X-5 原油的稳 定性较差,原油中的沥青质易发生聚沉。原油、井口堵塞物、井筒堵塞物中沥青质的芳碳率依次增大,分别为0.46、0.52 和0.65。原油中芳碳率越高的沥青质越容易发生缔合和聚沉。原油中芳碳率高的沥青质会自发缔合而在井筒中形成以沥青质为主的井筒堵塞物;芳碳率稍低的沥青质,不易形成聚沉物,但会和砂石作用共同作用在井口形成堵塞物。油井出砂与沥青质沉积是导致井口与井筒中堵塞的关键因素,此外蜡沉积也是造成油井堵塞的原因之一。

    • 王晶,徐超,呼文财,魏强,程艳

      2022,39(2):355-359, DOI:

      Abstract:

      通过实验研究了用四乙烯五胺交联直链环氧乙烷、环氧丙烷生成的多乙烯多胺类清水剂效果的影响因素。研究结果表明:该类型清水剂清水过程为破乳过程,温度高于一定值后,相对分子质量为10000 左右的该类清水剂的清水效果主要受药剂自身浊点的影响,当温度高于浊点温度时,清水效果显著变差;药剂浊点温度主要 受环氧乙烷与环氧丙烷物质的量比的影响,药剂浊点温度随环氧乙烷与环氧丙烷物质的量比的增加而升高,因此可通过增加环氧乙烷与环氧丙烷物质的量比而扩大该类药剂的适用温度范围;通过降低药剂的有效含量,也可提高药剂的浊点温度,从而扩大药剂的适用温度范围。在油田现场开展了环氧乙烷、环氧丙烷物质的量比为(5∶2)的清水剂Q-03 与Q-03(有效含量11%)的加注试验,加注浓度均为200 mg/L时Q-03(11%)的清水剂效果明显优于Q-03,大幅改善了油田现场的污水处理效果。

    • 贾新磊1,李哲2,常小妮1,许兰娟1,耿孝恒1,郭海莹1,魏立新2

      2022,39(2):360-365, DOI:

      Abstract:

      为了实现破乳剂的绿色环保可回收,选择将功能化后的碳纳米管(CNTs)和四氧化三铁(Fe3O4)进行复合,通过溶剂热法制备磁性破乳剂CNTs/Fe3O4,并用XRD、FT-IR 及SEM对破乳剂的结构进行了表征,研究了CNTs/Fe3O4磁性破乳剂对水包油型乳液的破乳性能,并探究其达到最佳破乳性能的条件及回收性能。研究结果表明:通过溶剂热法将Fe3O4和CNTs 成功复合在一起,制备的磁性破乳剂CNTs/Fe3O4分散性明显增强。当破乳温度为65 ℃、破乳剂加量为600 mg/L、破乳时间为90 min、pH值为6 时的破乳效果最佳,处理后含油废水的透光率可高达96.03%,水中含油量为0.017 g/L。CNTs/Fe3O4在循环利用4次时的破乳效果显著,透光率仍然可达91.43%。

    • 闫若勤1,2,赵明伟1,2,李阳1,2,程云龙1,2,郭旭1,2,戴彩丽1,2

      2022,39(2):366-372, DOI:

      Abstract:

      传统水基压裂液易对储层造成水敏伤害,二氧化碳压裂液技术成为非常规油气开发研究的新方向。但是由于纯二氧化碳压裂液黏度较低,严重影响了其压裂效果,因此寻找合适的增稠剂来提高二氧化碳压裂液的黏度势在必行。通过文献调研,综述了表面活性剂、碳氢聚合物、含氟聚合物及硅氧烷聚合物4 类二氧化碳增稠剂的结构特征和性能特点,并从增稠机理和增稠性能两方面概述了目前二氧化碳压裂液增稠剂的研究现状。最后总结了各类增稠剂的特点并对以后的研究方向提出了建议。

    • 孙琳1,任梓寒1,石彦2,武建明2,蒲万芬1,邹滨阳1

      2022,39(2):373-380, DOI:

      Abstract:

      原油生产过程中,活性组分易使原油形成大量乳状液,主要包括沥青质、胶质、石油酸和蜡等。基于这些活性组分的组成与存在状态,阐述了各活性组分对乳状液稳定性的影响机制,重点剖析了各活性组分与沥青质间的相互作用及其对乳状液稳定性的影响。指出沥青质是构成界面膜的主要成分,适量的胶质能对沥青质起到协同乳化的作用。不同相对分子质量的石油酸与沥青质相互作用的结果也不同,蜡组分在结晶或与沥青质相互作用时能增强界面膜的强度。最后提出了目前存在的问题,并展望了发展趋势。

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    • 渠慧敏, 尚岩, 张广中, 王海燕, 韦良霞, 戴群

      Abstract:

      受储层物性等影响,低渗透油藏在水驱开发中存在地层能量不足和注水困难的矛盾。一方面注水压力高、欠注严重,另一方面低渗透油藏地层压降大、产能递减快,采油速度和采出程度低,水驱过后依然存在膜状或油滴等多种形态状残余油。针对上述问题,本工作合成了甲硝唑不对称Gemini表面活性剂,并和脱氢松香型表面活性剂、鲸蜡醇、乙醇等复配形成了功能型增注驱油剂。该功能型增注驱油剂降低油水界面张力,乳化原油、清除油膜,其中的阳离子组分以水为传递介质在岩石表面形成分子膜,稳定粘土,改善岩石表面润湿性,降低注水阻力。配合压驱现场试验,井组初期日增油13.4t,5个月后日增油12.6t/d;水井由压驱前高压30MPa注不进,到压驱后27.5MPa、日注水量30m3/d,水井注入能力显著提高。

    • 王红波, 连泽特, 曹强, 范赛华, 马 挺

      Abstract:

      本文针对LQ井区砂岩油藏主要采油功能菌的营养需求,通过单因素实验筛选出最佳碳源、氮源、磷源,并初步确定各组分浓度,以此为基础再通过Plackett-Burman实验和去因子实验分析各组分的显著性影响因素,确定各组分的浓度,最后通过响应面实验,根据响应因素对各组分进一步优化,得出最终的浓度。筛选出的营养体系配方乳化效果较好,激活主要采油功能基因烃氧化基因达到107copies/mL,物模驱油实验提高采收率11.65%,本研究为LQ井区微生物驱现场试验提供了很好的技术支撑。

    • 刘盈, 陈安胜, 王建海, 王增宝, 程显光, 苗雨欣

      Abstract:

      油田广泛长期应用聚合物驱对应的油井堵塞严重,液量下降,严重影响聚驱后油藏的进一步开发。利用XRD、SEM等技术手段分析油井堵塞产物组分与构成;通过不同堵塞物流体模拟与近井储层条件模拟,研究油井堵塞的堵塞程度与影响主控因素。结果表明,聚驱油藏油井堵塞物主要是发生一定交联并嵌入吸附地层矿物盐、粘土的聚合物团聚体,占比65.6%;其次是地层出砂颗粒与胶结物、原油,分别为17.8%、16.6%。地层出砂颗粒造成多孔介质封堵是油井近井堵塞的主控因素,聚合物衍生交联与吸附团聚形成的聚合物团聚体加剧了油井堵塞程度。基于聚驱油藏油井堵塞机制研究指导的堵塞油井近井原油清洗+聚合物胶团氧化降解,中远井高效固砂防治的油井解堵防砂一体化防治方案具有良好的应用效果,平均单井提液86.8%。

    • 刘 倩, 管保山, 梁利, 刘玉婷

      Abstract:

      以长6的低渗致密储层为研究对象,选用两种具有不同界面性质的自制表面活性剂体系S1(改润湿性能力强)和S2(超低界面张力),分别用核磁共振手段表征了其静态渗吸和动态渗吸效果,并采用2.5维微观模型研究了其驱油过程,分析了具有不同界面性质表面活性剂体系的提高采收率作用效果和作用机理。结果表明:S1和S2均具有较好的增采效果,渗吸为水进入小孔隙将油置换到大孔隙的过程,表面活性剂可大幅促进小孔隙采出;驱油时形成优势通道明显,可实现润湿反转,存在附加渗吸作用,大幅增大波及体积和洗油效率,并能够将原油分散为小尺度状态。其中,改润湿性能力更强的S1毛管动力更大,对小孔动用程度更高,但采出速度较慢,驱替时存在的附加渗吸作用更强;可实现超低界面张力的S2油相流动阻力更小,渗吸速度快,采收率可更快达到平衡。

    • 李玺, 罗平亚, 叶仲斌, 舒政, 张健

      Abstract:

      疏水缔合聚合物以优异的流变性能受到广泛关注。但是由于疏水基团间的相互作用,缓慢的溶解速度制约了其在油田上的大规模应用。目前已有的物理加速溶解方法都不可避免地造成缔合聚合物溶液黏度不可恢复的损失。本文利用环糊精(CD)对疏水基团的包合作用,加速缔合聚合物的溶解,且避免了溶液黏度损失。环糊精对疏水基团的包合改善了缔合聚合物与溶剂的相互作用,随环糊精与疏水基团摩尔比(CD:[H])增加,缔合聚合物溶解时间呈指数下降。流变学结果证明,环糊精能大幅缩短缔合聚合物解缠结时间。环糊精通过包合作用破坏疏水基团的缔合结构而加速溶解。利用环糊精对客体分子的竞争包合特性,通过向缔合聚合物溶液中添加适量的与环糊精具有更强亲和力的非离子表面活性剂可以完全恢复溶液流变性能。

    • 曹功泽, 李彩风, 陈琼瑶, 刘涛, 汪卫东, 汪庐山, 孙刚正

      Abstract:

      罗9试1区块存在温度高、粘度高、含水高、水驱效率低等问题。为了进步提升高含水油井的产量,研制了生物多糖+微生物复合吞吐体系,对其耐温性、封堵性、乳化降粘作用及物模驱油效果进行了研究,并在现场开展了应用。结果表明,新型生物多糖在55~95℃条件下,粘度始终保持在120~125mPa.s之间,耐温性较强;新型生物多糖注入至岩心后,压力升高5.6倍,渗透率降低53.3%,可以有效封堵岩心。当微生物发酵液Ⅰ:微生物发酵液Ⅱ=1:2时高温乳化能力最强,原油的乳化降粘率达81.4%。物模驱油实验显示,生物多糖+微生物发酵液体系可以提高采收率达13.9%,优于单一体系的驱油效果。现场5口油井的应用结果表明,4口油井取得了成功,累计增油达2730t,增油降水效果显著,而且目前继续有效,有效改善了罗9试1区块油井的低效生产状况。

    • 宫兆波, 武禹含, 严忠, 胡楚霄, 郭进周, 李琴琴, 夏文杰, 李国强, 马挺

      Abstract:

      为了满足油田采出液破乳需求,同时减少常规油田化学剂对环境的污染,本文根据新疆玛东区块存在页岩油压裂采出液复杂情况,在满足环境安全的基础上,利用瓶试法对十五种通过微生物发酵合成的生物破乳剂进行筛选评价,同时对菌发酵液和纯化提取物进行了破乳对比,结果显示XJ-4菌所合成的生物破乳剂XJ-4-2对玛东区块采出液有很好的配伍性和80%以上的脱水率。为了提高破乳效率和降低成本,采用了生物破乳剂和常规化学破乳剂的复配体系,经过优化生物破乳剂XJ-4-2与化学聚醚类破乳剂的复配体系的破乳效率达到95%以上。通过投加工艺的优化,初始含水率为43.76%,在60 ℃下,加入化学破乳剂200mg/L时,沉降2h后脱水率为91.45%,脱水原油含水率为8.43%,污水含油率228mg/L;改进后原油初始含水率为33.85%,在50 ℃下,加入复合配方200mg/L时,热化学沉降2h后脱水率为94.56%,剩余原油含水率为1.84%,污水含油率156mg/L。综上所述,生物破乳剂在低温下脱水率高、污水含油率低,对玛东区块含页岩油压裂开采采出液的高效分离、保证油田的正常运行和经济效益具有重要意义。

    • 姜旭, 陈军斌, 张狄杰, 曹毅, 孙晨

      Abstract:

      纳米微球调驱技术已被广泛应用于低渗透油藏开发过程。为开展纳米微球在岩石矿物表面的吸附作用机理研究,需定量表征矿物种类对微球在其表面吸附量的影响。首先,运用淀粉-碘化镉法进行JCP-1纳米微球乳液的浓度标定,进而分别实现了微球在单组分矿物表面、多组分矿物表面的吸附量测定。随后,在所测单组分矿物表面的微球吸附量基础上按照岩石矿物相对含量进行加权叠加,得到多组分矿物表面微球吸附量预测值。结果表明:JCP-1纳米微球在不同矿物表面的静态吸附量差异较大。黏土矿物对微球的吸附能力普遍比非黏土矿物强。对该型微球吸附能力最强的是高岭石,其比吸附能力最弱的石英强14.75倍。微球在钾长石表面的吸附能力远强于在其它两种非黏土矿物表面的吸附能力,吸附量变化值分别是其在钠长石和石英表面的1.96倍和8.42倍。对于多组分矿物表面的微球吸附量,加权叠加方法预测值与实验直接测定值的相对误差在3% 以内。最后,基于纳米微球在孔隙通道运移时的固液界面吸附现象,分析认为孔隙壁面上的黏土矿物强化了微球的吸附作用,有利于改变孔隙半径,实现在“不完全封堵”条件下的“部分液流转向”。

    • 宋浩俊, 张亮, 梁玉珠, 李杨, 任韶然

      Abstract:

      海上油田注海水开发,注入水与地层水的不配伍常导致油井硫酸盐结垢现象严重。虽然可以采取挤注工艺防垢,但防垢剂返排寿命一般较短。本文考虑在前置液中添加吸附增强剂,以提高防垢剂在地层中的吸附量和降低防垢剂解吸速度,选择季铵盐表面活性剂DTAC和阳离子Gemini表面活性剂GS-A6为吸附增强剂、选择聚丙烯酸钠PAAS为防垢剂,开展了吸附增强剂与防垢剂的配伍性实验、静态吸附实验和动态吸附-解吸实验。结果表明,在120℃下,两种吸附增强剂与防垢剂的配伍性良好,吸附增强剂可以有效提高防垢剂在地层中的吸附量,延长防垢剂的返排寿命;其中,吸附增强剂DTAC受含油饱和度影响较大,在高含油饱和度时吸附增强效果有明显下降,而吸附增强剂GS-A6在不同浓度、不同含油饱和度情况下均具有稳定的吸附增强效果,适用于不同开发阶段的油井防垢。

    • 魏娟明, 贾文峰, 陈昊, 冯玉军

      Abstract:

      滑溜水水力压裂是高效开发页岩气的重要手段,但存在黏度低、淡水用量大和胶液不可自由转换等系列问题,限制了其在3500m以深的深层页岩气中的应用。为解决上述问题,室内合成了高黏高降阻一体化稠化剂(HVFR),考察了其溶解性、增黏性、降阻性、携砂性及耐温耐剪切性。结果表明,其相对分子质量为22.7x10^6 g/mol,HVFR表现出快速的溶解速率,1min增黏率达到93%,有利于实现压裂液的在线连续混配。在150 L/min 流量下,作为低黏、高黏滑溜水时的降阻率均大于70%;作为胶液时,降阻率可达到68%,具有一剂多能特性,通过调整HVFR的浓度实现低黏滑溜水、高黏滑溜水和胶液之间的自由转换。基于HVFR的交联压裂液具有良好的携砂能力及耐温耐剪切性能,在120 oC、170 s^(-1)条件下剪切120min后,压裂液保留黏度为120 mPa*s。

    • 幸雪松, 孙翀, 许明标, 王晓亮, 杨晓榕, 彭石峰

      Abstract:

      现有的固井水泥浆技术条件下,保障井筒完整性长期稳定面临挑战,尤其是常规低密度水泥浆,射孔后水泥石的完整性遭到破坏更严重,造成密封失效,水泥石与套管及井壁间的胶结质量差,易发生窜槽等问题。针对上述问题,优选了复配液体纤维使用来提高水泥石的强度和韧性,纳米减轻剂改善水泥浆沉降稳定性,优选10%加量的RES-1弹性材料降低水泥石的弹性模量,提高水泥石形变能力。室内对低密度弹性密封水泥浆展开了综合性能评价,结果显示:1.5g/cm3低密度弹性密封水泥浆体系具有良好的流变性,水泥浆稠化时间可调,失水量小于50mL,线性膨胀率达到0.45%,可有效抑制微环隙、微间隙的产生。较普通低密度水泥浆,低密度弹性密封水泥浆的渗透率和弹性模量分别降低了69.5%、78.4%,抗压强度和抗折强度分别提高了61%和54%,说明该水泥浆具有较好的致密性,柔韧性和弹性形变能力。水泥环封隔能力评价发现:低密度弹性密封水泥环在交变压力范围为20MPa-40MPa,升降压力频率5次条件下,模拟封固中的抗窜强度都大于7 MPa/m2,可以有效提高水泥环的长效封隔能力,改善固井质量。

    • 刘振东, 徐海, 李公让, 张敬辉

      Abstract:

      在泥页岩地层的钻井中,井壁稳定问题比较突出,由于页岩的特殊理化性质,极易吸水膨胀,导致井壁出现掉块、坍塌等情况,因此在钻井过程中需要对井壁进行加固。本文模拟生物矿化过程,对纳米颗粒自组装技术进行系统研究。本文在充分比较筛选了阳离子聚合物和纳米颗粒的基础上,进一步考察了改性纳米碳酸钙和BPEI的自组装沉积过程,并对沉积层的结构进行分析。实验结果表明,碳酸钙可在模拟井壁上形成形态良好的沉积层。另外,本文还探索这种技术在加固井壁,提高井壁的稳定性方面的应用,这也为井壁易失稳问题的解决提供了新的思路。

    • 周成裕, 孙圆, 曾令豪, 周敏, 雷茗尧, 董洪铎

      Abstract:

      为解决页岩储层缝网体积压裂前端摩阻大、尾端黏度低的问题。本文基于分子动力学研究不同碳链长度孪尾单体的空间位阻,聚合物均方末端距、均方位移(MSD)。利用甲基丙烯酸月桂酯(LMA)、丙烯酰胺(AM)、N,N-二正十二烷基丙烯酰胺(DiC12AM)通过胶束聚合方法合成聚合物LMA-AM-DiC12AM(LAD),对其进行红外、核磁分析;利用流变仪、摩阻仪等研究LAD溶液的流变性、降阻率、携砂性能。结果显示,DiC12AM单体的空间位阻较小、其分子链柔顺性最好、束缚水分子的能力最好,减阻潜力大。LAD具有良好的剪切稳定性(黏度达75 mPa·s)和剪切恢复性能,可耐温60℃,降阻率达67.4%,40/70目陶粒沉降速度为2.05×10-4 mm·s-1;该聚合物同时兼具减阻和携砂两种性能,与模拟结果基本一致。

    • 张小军, 郭继香, 高晨豪, 许振芳, 冯恒水

      Abstract:

      纳米颗粒是解决传统提采方法面临的低波及效率等技术挑战的潜在方案。本文梳理了近年来纳米颗粒增强化学驱、气驱、热采等提高采收率技术的应用进展,介绍了纳米颗粒增强EOR过程的主要原理、特点及研究成果,指出了该技术现阶段面临的技术问题及发展方向,为纳米颗粒在提高采收率方面的应用提供基础。

    • 杜征鸿, 沈建文, 睢 圣, 周成华, 黄胜强, 彭武

      Abstract:

      页岩地层纳米级微孔、微裂缝发育,常规封堵剂粒径较大,难以封堵页岩内孔缝。采用壳核结构设计,以无机纳米二氧化硅为核,以聚(苯乙烯-丙烯酸丁酯-丙烯酸)为壳,制备了耐高温壳核型纳米封堵剂CLG-NM,通过红外光谱、透射电镜、动态光散射、热重实验对封堵剂进行了表征,通过页岩压力传递实验测试了其封堵性能。结果表明:纳米封堵剂CLG-NM粒径分布40~300nm,中值粒径89.4nm,在372℃以下可保持热稳定;CLG-NM与油基钻井液配伍性好,3%CLG-NM加入威页28-7HF井油基钻井液后钻井液流变性未发生明显变化,高温高压滤失量(180oC老化16h)从3.1mL降低至2.8mL,破乳电压始终高于700mV;CLG-NM与国内外同类产品KC-2、PT-Seal相比对页岩纳米孔-缝表现出更好的封堵效果。

    • 赵启阳, 尧艳, 严海兵, 张伟, 陈雪雯, 彭志刚

      Abstract:

      在深层和超深层油气资源固井中,由于地层高温影响,水泥浆中部分外加剂高温下失效,导致固相颗粒沉降严重,浆体失去稳定性,增加固井过程中的窜流风险。本工作研究了一种耐温性能好的聚电解质疏水缔合复合悬浮稳定剂P-AB。通过红外光谱、热重分析、粒径分析及冷冻扫描电镜等结果表明: P-AB可通过静电作用和疏水缔合作用等形成独特的网架结构,有助于防止水泥浆沉降和自由水分离;1% P-AB水溶液在40℃-150℃下可保持较高的黏度;水泥浆在高温200℃下加入0.5%-1%的P-AB后,水泥石上下段的密度差<0.02 g/cm3,浆体游离液为0,同时Zeta 电位分析表明,P-AB的加入可使浆体分散性能提高。该项技术有利于提高深井和超深井的固井质量,降低固井风险。

    • 孙琳, 任梓寒

      Abstract:

      原油生产过程中因活性组分的存在易使原油形成大量乳状液,主要包括沥青质、胶质、石油酸、蜡等。基于这些活性组分的组成与存在状态,阐述了各活性组分对乳状液稳定性的影响机制,重点剖析了各活性组分与沥青质间的相互作用及其对乳状液稳定性的影响。指出沥青质是构成界面膜的主要成分,适量的胶质能对沥青质起到协同乳化的作用。不同相对分子质量的石油酸与沥青质相互作用的结果也不同,蜡组分在结晶或与沥青质相互作用时能增强界面膜的强度。最后提出了目前存在的问题,并展望了今后的发展趋势。

    • 杨子腾, 张丰润泽, 张艺夕, 郑憬希, 刘灿, 刘学敏, 张鹏, 伍波

      Abstract:

      提出基于可逆加成-断裂链转移(RAFT)水溶液聚合制备调驱用微纳米级聚丙烯酰胺凝胶分散体,以期解决传统调驱剂制备工艺复杂及需要添加有机溶剂的问题。首先合成了一种新型水溶性RAFT剂,再用该链转移剂在纯水中一步制备出调驱用聚丙烯酰胺凝胶分散体。探究了反应物配比、聚合温度、聚合时间及固含量对其性质的影响,测试了凝胶分散体的流变性和粘弹性特征。表征了凝胶分散体的温度响应性、盐度响应性及pH响应性。结果表明,凝胶分散体的粘度随温度升高而降低、随pH值升高而降低,但影响程度较小,而其粘度几乎不受矿化度影响。最后用原子力显微镜(AFM)、扫描电镜(SEM)以及纳米粒度分析仪表征了其微观形貌及粒径。结果表明,凝胶分散体为不规则球状结构,且凝胶分散体的微米粒径在0.92 ~ 6.13 μm,纳米粒径为48 ~ 76 nm之间,证实了凝胶分散体的分子尺度为微纳米级别。

    • Abstract:

      针对现有降滤失剂在高温高矿化度环境下常常发生失效等问题,本文选择具有苯环结构和磺酸基团(对苯乙烯磺酸钠、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸)和丙烯酰胺水溶性单体,以失水山梨糖醇脂肪酸酯、聚氧乙烯山梨醇酐单硬脂酸酯和液体石蜡为油相,采用反相乳液法合成聚合物微球。使用红外光谱、热重分析、扫描电子显微镜、激光粒度仪等多种方式对样品进行表征,并对其进行了溶胀性能、抗盐性能、老化性能、耐温性能和岩心中封堵性能进行了研究。研究表明聚合物微球具有光滑的球型外貌,粒径在2.82-10.26 μm范围,在270 ℃开始热分解。研究发现微球在达到溶胀平衡后溶胀接近5倍,在高矿化度和高温测试环境中表现出良好的降滤失性能,具有抗老化性能,在驱替实验后的岩心中可以清楚地看到微球在大孔隙聚集从而进行封堵。

    • 张 涛, 张 颖, 袁宏强, 李冬宁

      Abstract:

      海上油田污水处理设备少,停留时间短,对污水处理药剂要求极高。为了提高油水分离效果,提升污水处理水质,有必要开发一种高效反相破乳剂。以丙烯酸乙酯(EA)、甲基丙烯酸(MAA)和丙烯酸十八酯(SA)为原料,利用乳液聚合法,合成了一种新型丙烯酸酯-甲基丙烯酸共聚物乳液型反相破乳剂(EMASA)。通过FT-IR光谱、1HNMR分析和DSC分析证实了目标产物的结构。以除油率为主要指标,对其净水性能进行研究,处理海上油田A平台采出液(水型为碳酸氢钠型)的瓶试结果为:EMASA在最优加注浓度30mg/L时,除油率为96.5%;协同现场絮凝剂ECHA的除油率为98.9%。在A平台开展中试试验:EMASA加注30mg/L,分离器出口水中含油值由255.75mg/L降低至197.58mg/L,降低22.74%,除油率由95.5%提高至96.52%。发现该药剂在处理碳酸氢钠水型采出液时效果明显,通过动态光散射、界面张力和界面扩张模量对其作用机理进行解释,证明反相破乳剂EMASA具有推广价值。

    • 何旋, 刘月田, 柴汝宽

      Abstract:

      为分析纳米沸石咪唑酯骨架颗粒作为纳米驱油剂对提高原油采收率的作用,在水相条件下制备了纳米ZIF-8颗粒并对其进行微观结构表征,将纳米ZIF-8颗粒分散在水中得到纳米流体并研究了该流体的稳定性,测定了界面张力和接触角分析提高采收率机理,最后通过岩心驱替实验评价了纳米ZIF-8驱油体系的驱油效率。结果表明,纳米ZIF-8颗粒平均直径为65.8nm,相态单一无杂质;质量分数不高于0.03%时,在水中分散性良好,zeta电位绝对值在30mV左右,具有较高的稳定性。在模拟地层水和低矿化度水中添加0.03%纳米ZIF-8颗粒,界面张力值分别降至4.662,3.965mN/m,比未添加时降低了75.76%,73.27%;接触角分别由114°,109°降至78°,73°,岩石表面润湿性转为水湿,更有利于油膜的剥离。岩心驱替实验中用地层水驱替至无油产出后转注质量分数为0.03%的纳米ZIF-8流体,在地层水和低矿化度水中采收率分别提高了8.25%,10.71%。图6参24

    • 梁玉凯, 于晓聪, 宋吉峰, 阚长宾, 韩宇, 徐启立

      Abstract:

      针对高黏土疏松低渗砂岩油藏注水过程中微粒运移堵塞储层孔喉导致注水压力高的难题,通过室内实验优选出了一种中性型梯度防堵体系,低速梯度防堵体系:0.5 %KCl黏土稳定剂,高速梯度防堵体系:0.2 % KCl+0.3%有机阳离子黏土稳定剂。考察了梯度防堵体系的防膨性、驱替过程中岩心压力和渗透率变化。结果表明,该体系防膨率超过91 %,与空白生产水驱替对比,低速下,经防堵体系处理后,压力增长倍数由5.41降为2.03,渗透率保留率由18.49%提高到49.15%;在高速下,经防堵体系处理后,岩心渗透率逐渐恢复,当转生产水驱替8PV后,渗透率保留率由10.56%提高至91.58%,压力增长倍数由9.47降为3.28,并持续降低。该防堵体系为中性,为低渗透油藏的超前绿色注水高效开发提供了有力支撑。图9表3参19

    • 吴天江, 赵燕红, 程辰, 曹荣荣

      Abstract:

      针对长庆低渗透油藏特点,提出聚合物微球/表面活性剂复合调驱提高采收率技术。聚合物微球初始粒径一般为50~300nm,具有水化膨胀特性,膨胀倍数5~10倍。扫描电镜可观察到微球水化膨胀过程中的聚集特性,其粒径呈高斯正态分布。表面活性剂最经济的使用浓度为0.3%。聚合物微球加入表面活性剂后混合液粘度增大,微球分散相颗粒屏蔽了表面活性剂的界面活性以及形成胶束的能力,导致界面张力降低幅度变小,不利于表面活性剂驱油。微球质量浓度大于0.4%时封堵率80%以上。聚合物微球与表面活性剂最佳注入方式为体积比1:1的段塞式注入。该体系在安塞油田现场应用效果显著,累计增油3576t,表现出良好的技术适应性。

    • 刘学鹏

      Abstract:

      本文以二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)、聚环氧丙烷二醇、硅酸盐水溶液、重质碳酸钙等为原料合成了一种多相颗粒材料,用于油井水泥石降低弹性模量。多相颗粒第一相是多孔洞状连续相,第二相呈球状;多相颗粒中第二相嵌合于第一相的孔洞之内,且球状第二相中含有18~20%的Si元素。实验表明:含多相颗粒水泥石相较净浆水泥石具有更低的弹性模量,且强度不降低;多相颗粒对水泥浆的稠化时间和流变性影响较小;多相颗粒界面的球型结构含有大量硅羟基参与或部分参与了水泥的水化,与水泥石在界面处形成完整的结构,保证了水泥水化结构的连续性。

    • 刘冬梅, 曾文广, 杨康, 石鑫, 魏晓静, 张腾方, 孙霜青

      Abstract:

      本文通过泡沫实验研究了十二烷基硫酸钠(SLS)、十二烷基磺酸钠(SDS)、十二烷基苯磺酸钠(SDBS)分别与N-十二烷基-N,N-二甲基叔胺(C12A)等摩尔复配的溶液的泡沫性能,以及无机盐和油相对复配体系泡沫性能的影响。此外,针对泡沫性能较好的SLS/C12A复配体系、SDS/C12A复配体系进行CO2响应消泡以及N2加热恢复的重新起泡消泡实验。研究结果表明,SLS/C12A复配体系的泡沫稳定性最好,并且耐盐能力强。SDS/C12A复配体系的抗油效果显著,两种复配体系均表现出较好的CO2响应性和可逆性。通过消泡后溶液变化、表面张力变化推测响应机理为:质子化的C12A与阴离子表面活性剂静电吸引,形成络合物,从溶液中析出,降低了溶液的表面活性,加速了泡沫的破碎。

    • 沈浩坤, 孙金声, 吕开河, 黄贤斌, 刘敬平, 王金堂, 白英睿, 金家锋

      Abstract:

      传统水基钻井液存在配置钻井液过程繁琐、针对性差、自适应能力弱等不足。智能水基钻井液由于具有更好的针对性、普适性,同时能够大幅降低人工干预程度,成为油田化学领域新的研究方向。通过文献分析,阐述了目前智能水基钻井液处理剂等智能材料在水基钻井液中的作用机制和研究进展,针对不同智能钻井液处理剂的特点,论述了智能材料在水基钻井液的可行性,展望了智能钻井液处理剂在智能钻井液体系中的研发思路和方法及应用前景。

    • 李宜坤, 党杨斌, 关超, 才程, 牛壮, 程涛, 黎兴文, 崔浪, 刘敏

      Abstract:

      昆北油田砂砾岩储层厚度大,平面、层间、层内非均质性强,开发初期水平井就表现出产量递减大、含水上升快的特点,迫切需要治水。基于昆北砂砾岩油藏特征及开发生产特点,合成了丙烯酰胺(AM)-2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)-二甲基二烯丙基氯化铵(DMDAAC)三元共聚物水平井选择性堵水剂。用流变力学实验考察了堵水剂的注入性能,用填砂管堵水模拟实验考察了堵水剂的选择性。填砂管实验表明,堵水后注入压力提高了6.06倍,水驱封堵率为83.5%,油驱封堵率为20%,具有显著的油水选择性。在室内实验研究和矿场生产特征研究的基础上,在昆北油田开展了6口水平井堵水矿场试验,取得了显著增油降水效果。

    • 马腾飞, 周宇, 李志勇, 孙晗森, 杨刚

      Abstract:

      滇东地区飞仙关组三段、飞仙关组一段地层为易失稳地层,为保护煤层储层,设计应用新型低伤害高性能微泡沫钻井液技术。将研制的起泡剂LHPF-1与起泡剂BS-12和增粘剂XC进行复配,利用Box-Behnken实验设计法分析三种处理剂间的交互作用对于泡沫综合指数Fq的影响。在此基础上优选降滤失剂和抑制剂,最终确定微泡沫钻井液配方为:0.25%LHPF-1+0.25%BS-12+0.25%XC+1%SPNH+1%NH4HPAN+0.2%KPAM。研究结果表明,该钻井液密度可降至0.49g/cm3,起泡量可达420mL,泡沫半衰期可达2000min以上,泡沫液膜厚度能达到泡沫尺寸的50%,煤层岩心封堵率和渗透率恢复值均在90%以上,同时可抗7%的岩屑和煤粉污染。该钻井液在滇东地区老厂勘探区LC-C7-2D井二开井段进行了现场应用,纯钻进时间4天,无任何井下复杂事故,全井段平均井径扩大率为5.9%,滤失量小于5mL。

    • 张颖, 周东魁, 余维初, 张凤娟, 董景锋, 王牧群, 张磊

      Abstract:

      玛湖1井区百口泉组为典型的低孔低渗致密油储层,当前的主要增产手段为大规模水力压裂,面临着3大难题:压裂液减阻效果差、对储层伤害大;水资源匮乏,油田污水处理困难;缝间剩余油分布,采收率有待提高。文中合成了一种低伤害JHFR减阻剂,构筑了JH低伤害滑溜水压裂液,主要组成为0.1%JHFR减阻剂+0.2%JHFD多功能添加剂,具有速溶(溶解时间15 s)、高效减阻(减阻率76.9%)、低油水界面张力(0.89 mN/m)、防膨效果好(CST比值0.92)等特点,且体系与玛湖1井区的地层水和返排液配伍性良好、对岩心渗透率损害程度低,适用于玛湖1井区的大规模连续压裂施工。

    • 司晓冬, 罗明良, 李明忠, 贾晓涵, 杨玉玲, 战永平

      Abstract:

      减阻剂是致密砂岩、页岩等非常规储层改造压裂液的关键添加剂,其性能将直接影响压裂施工效果。本文介绍了减阻剂类型,分析比较了减阻剂优缺点及研究进展,重点阐述了减阻剂的减阻机理及减阻失效机理,归纳总结了纳米材料在压裂减阻中的应用研究进展,指出在高温、高剪切、复杂介质等非常规储层压裂环境中,同时具有储层伤害小、携砂能力强、减阻稳定且高效、易返排、易回收利用等优点的新型多功能复合减阻剂将是今后研究的重要方向。

    • 张朝良, 吕建荣, 张德富, 冷润熙, 李珂怡, 段明, 唐洪明

      Abstract:

      为了精细评价化学驱过程中化学剂的洗油能力,准确刻画表面活性剂、聚合物、碱剂及三元复合体系驱油过程的吸附损失,利用双偏振光极化干涉(简称DPI)技术,对克拉玛依油田七东1区化学驱用化学剂的洗油能力和吸附特征进行了评价。结果表明:注入相同时间(400秒)时,单一碱剂和单一聚合物溶液均能够使芯片上油膜的质量和厚度明显减小,它们对于七东1区原油具有较强的洗脱能力;使用单一表面活性剂驱替后,芯片单位面积上物质质量增加11.7%,厚度增加25%,表明表面活性剂与七东1区原油吸附作用较强;对于三元复合体系,在表面活性剂的吸附作用与聚合物、碱对油膜的洗脱作用双重作用下,其油膜洗脱效果较差,驱替后芯片单位面积上物质质量增加0.2%,厚度增加4.43%。聚合物、表面活性剂、碱剂以及三元复合体系四者的油膜洗脱能力为:碱剂>聚合物>三元复合体系>表面活性剂。

    • 万青山, 聂小斌, 陈丽艳, 李婷婷, 扎克坚

      Abstract:

      区别于单胶液体系,本文依据部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)、多羟基醇弱凝胶形成原理,用有机硼/锆复合交联剂FHBZ-1与HPAM及多羟基醇共同作用制备交联凝胶,并将其用作LG-2复合线形胶压裂液。分别评价了LG-2线性胶压裂液体系的交联性能、耐温耐剪切性能及破胶性能。在110℃,170s-1恒速剪切120min条件下与HPAM/有机锆单一凝胶体系进行了耐温耐剪切能力对比,其中LG-2线性胶压裂液的最终粘度为103 mPa.s,而单一HPAM/有机锆凝胶仅为48mPa.s。同时,在130℃,170s-1恒速剪切速率下,LG-2线性胶得到交联冻胶峰值粘度为448mPa.s,充分显示其良好的耐温耐剪切性能。评价了LG-2线性胶压裂液在60℃及90℃时破胶性能,LG-2线性胶压裂液破胶液粘度小,残渣量低,分别为约16mg/L 及12mg/L。通过WY-8页岩气井现场试验验证LG-2线性胶压裂液体系具有优良的造缝携砂性能。

    • 管保山, 梁 利, 姜 伟, 刘玉婷, 刘 倩

      Abstract:

      用4种方法制备了模拟破胶返排液,通过考察降解过程分子量的变化、分子量分布与黏度的关系、残余稠化剂对循环配液的影响,给出压裂液破胶过程稠化剂的降解机理及循环利用的制约因素,结果显示,破胶4h返排液黏度合格,分子量降低至瓜胶的1/2,破胶初期氧化剂优先作用于α-1,6缩醛键,破胶液中半乳糖含量增加,残渣中甘露糖:半乳糖为4.5:1;破胶液残余稠化剂含量在0.3%以上配制的压裂液冻胶黏度明显下降,并且不耐剪切,常规氧化破胶液黏度不达标,残余稠化剂浓度增大,消耗的交联剂增加,破胶更困难,二次循环使用的冻胶破胶液分子量为251×105,远大于瓜胶的2.8×105

    • 郭明哲, 刘慧卿, 东晓虎

      Abstract:

      针对水敏性稠油油藏,抑制黏土膨胀是有效进行热采的前提,然而后续防膨机理尚不十分明确,因此提出一种Pickering微乳液抑制黏土膨胀的方案,通过Fick定律与Langmuir吸附理论相结合,对Pickering微乳液黏土防膨机理进行量化分析。利用疏水纳米SiO2与月桂基三甲基溴化铵(DTAB)复配形成Pickering微乳液,然后测试了微乳液的表面张力和对膨润土的防膨率,且获得了最佳复配方式。最后,以最佳配方进行段塞驱替实验来研究动态防膨效果。其中,机理量化分析表明采用表面吸附进行黏土防膨是可行的,另外纳米SiO2与DTAB在比例为1:2,浓度为0.6wt%时防膨效果最好,驱替实验中显示最佳的段塞注入量为0.2PV。随着Pickering微乳液注入量的增加防膨效果越发明显,但是出口含水率上升速度也随之加快,说明对于渗透率较高的稠油油藏抑制黏土膨胀应适当。

    • 赫英状, 易浩, 李斐, 路飞飞, 刘强, 项楠, 严圣东, 严思明

      Abstract:

      针对油气田开发中高压油气、后期压裂、储气库周期性压力变化等带来的层间流体窜流、井口带压问题,以有机胶凝材料-水溶性树脂,研制了一种适用于中低温的树脂固井工作液体系,并对该体系的工程性能、封隔性能、树脂固化动力学等进行了研究。结果表明,该树脂体系密度在1.20~1.80g/cm3可调,流动性能良好;60~90℃时,稠化时间在60~410min可调;模拟顶替效率91.5%时,树脂固化体的胶结强度为3.01MPa,窜流突破压力大于12MPa,远高于相近顶替效率下的常规水泥石;树脂固化体90℃×24h抗压强度在50MPa以上,六次循环交变应力加载后的弹性恢复率均超过85%,优于常规水泥石;固化体热分解温度为398℃,具有良好的耐温性能;确定了S-HR/CA-1与S-HR/DCY体系的固化动力学方程、固化度与固化时间的关系。该树脂工作液体系固井界面胶结强度高,形变恢复能力强,有利于保证固井环空固化体的长期完整性和封隔性,防止窜流的发生;固化动力学方程的建立为此类树脂工作液体系的研究与应用提供了理论参考。

    • 张佃臣, 张世坚, 胡晓明, 唐敏, 邱波, 单雨婷, 敬加强

      Abstract:

      由于稠油乳状液不透明,无法直观认识砂粒对稠油乳状液稳定性的影响过程,一些学者通过傅里叶红外光谱检测到矿物颗粒表面吸附的沥青质,推测这些颗粒因吸附油水界面膜上的沥青质破坏了油水界面膜强度,促进了水滴聚团沉降,从而实现稠油乳状液破乳分层。但这种认识无法解释笔者实验中的一些现象,本文进行了杯式分水、流变性测试和润湿性测试等实验,得到了石英砂对稠油乳状液稳定性影响机制:砂粒粒径较小,水滴粒径较大时,即会发生水珠完全浸湿包裹砂粒的现象,包裹砂粒的水珠比重增加,沉降速度加快,这是砂实现稠油乳状液破乳分层的主要原因,而这一认识也通过砂在白油中的沉降实验得到了验证。

    • )利用双分子亲核取代反应成功合成出了新型具有pH和CO双重响应的表面活性剂分子, 江山红, 王立双, 戴彩丽

      Abstract:

      为解决水力压裂返排液对储层的伤害和环境的污染,通过合成新型环境响应分子,并用其构筑可循环利用的清洁压裂液体系,对体系压裂液性能和循环利用性能进行评价,利用电子显微镜和分子动力学模拟从介-微观层面揭示该智能响应清洁压裂液体系的成胶-破胶可控机理,从而进一步优化体系并形成可应用于现场的可循环利用清洁压裂液体系。研究结果表明:成功合成出了具有良好的响应增黏性和水溶性的CO2响应型分子;用其制备的清洁压裂液体系通过环境刺激响应可根据需求智能成胶和破胶。分子动力学模拟及电镜揭示了体系囊泡和蠕虫状聚集体的形成及转变机理,探讨了分子聚集体的转变动力学,为现场应用提供指导。

    • 申会兵, 李媛媛, 吴萍萍, 张宏玉

      Abstract:

      针对当前无机盐型粘土稳定剂耐水洗效果差,聚合物型高分子粘土稳定剂易吸附阻塞孔道且耐温性能差等问题,开发用于高温低渗油藏的新型小分子粘土稳定剂已迫在眉睫。本论文采用三甲胺与γ-氯丙基三乙氧基硅烷合成小分子耐高温粘土稳定剂ZWS-1,通过对其防膨性能与耐水洗性能的测定确定最佳使用浓度为1.5%。复配试验优选出最佳的复配方案为1.5%ZWS-1+4%KCl(150℃下,粘土防膨率为98.3%,耐水洗率为91.4%)。偏光显微镜观察表明ZWS-1可以将粘土团聚为颗粒,增加粘土的稳定性,傅里叶红外光谱结果表明ZWS-1与粘土矿物表面羟基发生脱水缩合反应,证实ZWS-1与粘土矿物表面存在化学键作用。

    • 王兴坤, 刘逸飞, 易飞, 吴文俊, 黄波, 陈维余, 方彦超, 戴彩丽

      Abstract:

      表面活性剂渗吸作用是提高致密油基质原油动用的重要手段。本文研究了致密油基质-裂缝模型中表面活性剂渗吸提高原油动用特征。首先,通过自发渗吸、界面张力及润湿性的测定,优选0.05wt%的ASB作为渗吸用表面活性剂。进一步,通过基质-裂缝岩心模型及微流控模型,分别研究了裂缝迂曲度及缝内流速对近缝基质动态渗吸提高原油动用特征的影响。结果表明,近缝基质动态渗吸的原油采出程度随模型迂曲度的增加而增加,即裂缝复杂程度越高,动态渗吸的采出程度越高;缝内流速越快,毛细管中油水界面运移速率越快,即渗吸速率越快,且油水界面运移速率与缝内流速整体符合二次函数规律。另外,通过静态渗吸实验,研究了表面活性剂作用深度及浓度对深部基质自发渗吸提高原油动用特征的影响。结果表明,表面活性剂作用深度越深,单位体积基质原油动用量越低;当表面活性剂浓度较高时,毛管力的主控参数为界面张力,此时自发渗吸采出程度与界面张力的变化规律一致,当表面活性剂浓度较低时,毛管力的主控参数为岩石表面润湿性,此时自发渗吸采出程度与界面张力的变化规律相反。

    • 卓绿燕

      Abstract:

      国内供应的重晶石砷含量多超出《GB 36600-2018 土壤环境质量 建设用地土壤污染风险管控标准(暂行)》中第二类建设用地筛选值要求,常用加重剂铁矿粉、钛铁矿粉,由于其对钻具的严重磨损、应用后可能影响电测结果以及使用后钻井液色度不达标等问题,目前已甚少使用。碳酸钙类加重剂由于其自身低密度,加重后易造成钻井液性能流变性恶化。针对上述加重剂环保性能及应用性能存在的不足,通过优选碳酸钙类加重剂,按比例复合重晶石,经过表面涂覆改性、干法活化处理等生产工艺,降低了粘度效应、解决了砷超标问题,同时利于碳酸钙类加重剂的油气层保护特性,创新形成了对油气层与环境进行双重保护的双保型加重剂。现场实施10口井,实施井均安全钻进,与邻井均值相比,机械钻速提高10个百分点,平均井径扩大率降低1.8个百分点,投产井平均单井每米产层增油0.60t,泥饼重金属砷含量达到了标准筛选值要求(低于60mg/Kg)。

    • 马鹏, 张磊, 聂育志, 陈红壮, 邱在磊, 董国峰, 张顺

      Abstract:

      本文将超声处理与沉降法相结合,在5%高浓度淀粉溶液条件下制备纳米淀粉颗粒。通过超声处理可以降低5%高浓度淀粉溶液的粘度,再利用沉降法制备小粒径的纳米淀粉颗粒。该方法所制备的纳米淀粉颗粒平均尺度小至30nm,粒度主要集中于20-50nm、分布相对均匀,且在150℃能抗盐至20g/L NaCl。在基浆中加入1.0%的纳米淀粉颗粒后,表观黏度、塑性黏度、动切力和滤失量分别为22.0 mPa?s、14.5 mPa?s、11.5 Pa和9.3 mL。在150℃下老化16 h后,表观黏度、塑性黏度、动切力和滤失量分别为21.1 mPa?s、14.0 mPa?s、10.8 Pa和10.0 mL。纳米淀粉颗粒改善钻井液性能的机制在于,其与膨润土能形成网络结构,能提升钻井液的综合性能,且抗高温能力强。超声处理与沉降法相结合的方法操作简易,成本低廉,易于推广应用,所形成的技术能为开发一种新型的纳米钻井液体系提供重要的技术支撑。

    • 沈秀伦

      Abstract:

      针对低温浅层油气井压裂破胶不彻底、返排能力较低的问题,着重分析了亚硝酸盐与铵盐、三氧化铬和葡萄糖、过氧化氢等三种不同自生热体系的生热量以及对压裂破胶性能的影响。实验结果表明:亚硝酸盐与铵盐生热体系的生热量最高,温度可达到80℃以上;另外,在实验中也确定了三种不同生热体系与破胶剂的添加顺序,使压裂液破胶效果达到最优,其中葡萄糖和三氧化铬生热体系和亚硝酸盐与铵盐生热体系的加入顺序是先加入生热体系后加入APS破胶剂,过氧化氢生热体系的加入顺序是自生热体系和APS破胶剂两者同时加入;最后,得出亚硝酸盐与铵盐自生热体系是压裂液破胶体系的最佳添加剂,能使压裂液粘度降低到6 mPa.s以下,破胶性能最优。

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    • 深水恒流变无固相储层钻井液体系室内研究

      陈亮, 由福昌., 周书胜, 侯珊珊

      Abstract:

      摘要:针对深水油气田钻井过程中,由于海底泥线附近温度较低,易导致钻井液的增稠、糊塞、跑浆等问题,以丙烯酰胺、N-乙烯基己内酰胺、二乙烯苯、烯丙基磺酸钠为原料制备温敏增稠共聚物ASSN,与具有抗盐性能强、提切效果显著的香豆胶复配形成具有低温恒流变特性的流型调节剂,并与其他处理剂形成一套深水恒流变无固相储层钻井液体系。0.5%ASSN+0.3%香豆胶作为流型调节剂对低温条件下钻井液的流变性起到了良好的调控作用,其对钻井液的低温调控能力受不同加重剂的影响较小,与钻井液其他处理剂具有良好的配伍性,所形成钻井液体系的FLAPI仅为5.2mL,具有良好的抗污染土、现场钻屑、盐、海水侵污能力和储层保护性能(现场岩心渗透率恢复值大于95%)。

      • 1
    • 高稳定性壳聚糖凝胶堵剂及其成胶行为

      杨洋, 贺小萱, 时娟, 张浩

      Abstract:

      聚丙烯酰胺类凝胶堵剂在油田调剖堵水、井筒堵漏、修井暂堵等领域应用广泛,但其耐温、抗盐、抗剪切性能不足,在高温高盐油藏条件下难以实现高强度封堵并维持稳定。针对以上问题,研发了一种有机交联壳聚糖凝胶(CTS)体系,针对体系成胶行为进行了系统研究。结果表明:壳聚糖与交联剂N,N'-亚甲基双丙烯酰胺(MBA)可通过迈克加成反应形成共价键交联,交联后凝胶体系强度及成胶时间随CTS及MBA浓度上升分别表现出增加和降低的变化规律;矿化度的增加可降低交联反应活化能,促进交联反应的进行,CTS-MBA凝胶体系在高矿化度条件下强度更高;pH值会影响CTS质子化程度,当pH值低于4.2时,胶凝强度急剧降低;CTS-MBA凝胶体系抗剪切性能较好,凝胶基液在6000 r/min剪切速率下剪切30 min后成胶强度仅降低2.4%,在温度120oC及矿化度30000mg/L条件下,2.0 wt% CTS和0.6 wt% MBA组成的凝胶体系老化90d可维持稳定。

      • 1
    • 改性硅酮CO2增稠剂的流变特性及评价

      眭世元, 肖朴夫, 崔茂蕾

      Abstract:

      在压裂过程中,由于压裂液的流变性,液态CO2压裂液的压裂性能发生了很大的变化。本研究的主要目的是提出一种新型硅酮CO2增稠剂的合成思路,并测量其在不同物理参数下的黏度,研究增稠CO2流体的流变特性和驱油效率,并分析变化的原因。结果表明:增稠剂含量和增稠剂的分子量均能显著改善液体CO2的流变性,其稠度系数K随增稠剂含量的增加而增大,而流变性指数n呈下降趋势,当体系压力超过18MPa后,三维网状结果的稳定性会加强,表观黏度会增加。核磁共振实验结果显示,相比超临界CO2驱,增稠剂CO2流体能提高0.01μm以上的孔隙中原油动用效率,提高12.23%的驱油效率。驱油研究结果为改进CO2压裂工艺和CO2增稠剂的分子设计提供了技术参考。

      • 1
    • 一种水溶性双基稠油降粘剂的制备及应用

      石昀, 谢富强, 刘存辉, 周传臣, 王志宏, 安丽媛, 孙凤萍

      Abstract:

      针对大港南部油田高温高矿化度、高含蜡、中低渗稠油油藏的开采需要,选择亲油单体乙烯基吡嗪和马来酸十四酯,亲水单体AMPS,在乳化剂作用下,与丙烯酰胺进行反相乳液聚合,制备出一种水溶性双基稠油降粘剂。分析了疏水单体加量、各单体比例、引发剂加量等因素对降粘率的影响,并对耐温耐盐性、剥离原油性能和降粘性进行评价,在温度180℃,矿化度50000mg/L范围内,降粘率均可达95%以上,22h实现原油完全剥离。2021年在大港油田采油三厂以化学吞吐和井筒护理的形式开展4井次降粘试验,取得一定增油和降低载荷的效果。

      • 1
    • 非磺绿色抗温水基降滤失剂研究进展

      由福昌, 侯珊珊, 吴宇, 周书胜

      Abstract:

      随着我国油气勘探开发逐渐向海洋及更深部地层不断扩展,同时磺化类材料被提议列入我国“危险废弃物名录”,开发水基钻井液用非磺化抗高温降滤失剂就成了当前研究学者的紧迫任务。本文概述了高温水基钻井液非磺化降滤失剂的研究进展,涵盖改性淀粉、改性腐殖酸、改性低聚糖、改性树脂、合成聚合物和有机/无机复合纳米等类型,重点综述了非磺化原材料的选择、制备方法、产品性能及作用机理。通过分析各类抗高温非磺化类降滤失剂的优缺点和适应性,预测了其未来的发展趋势,以期为将来非磺化类抗高温降滤失剂的优化升级和推广应用提供参考。

      • 1
    • 酸压用微膨胀可降解凝胶暂堵剂的研制与应用

      吴文川, 于小荣, 王 涛, 董国峰, 杨 欢, 苏高申

      Abstract:

      转向酸压是碳酸盐岩储层增产的有效措施之一,其中暂堵剂是该技术的关键材料。针对现有酸压用暂堵剂耐酸性差、解堵工艺复杂、成本高的缺陷,以自制的季铵酯(JD-1)为交联剂,采用水溶液自由基聚合法制备了一种酸压用微膨胀可降解凝胶暂堵剂(WDS),对WDS的降解性能、封堵性能及储层伤害性进行了评价,并进行了现场施工应用。研究结果表明:WDS在不同介质中呈现先微膨胀后降解的变化规律,当温度由70 ℃提高到120 ℃,WDS完全降解时间由78 h缩短为45 h;HCl浓度由3%提高到20%,完全降解时间由75 h缩短为48 h。驱替实验结果表明:注入量越大,暂堵压力越大 ,达到最高暂堵压力的时间越短;裂缝宽度越宽,暂堵压力越小,达到最高暂堵压力的时间越长。WDS对岩心的伤害性较小,岩心渗透率恢复值可达到90%以上。现场应用结果表明:加入WDS后,施工压力上升了10 MPa,暂堵转向效果显著,在转向酸压中具有良好的应用前景。

      • 1
    • 表面活性剂提高页岩气井固井水泥浆抗污染性能研究

      何冠羲, 姜洪斌, 梁悦, 杨扬, 韩龙

      Abstract:

      页岩气储层采取水平井开发时由于套管偏心以及井径不规则等原因,通常会导致油基钻井液的顶替效率较低,不可避免的会有部分油基钻井液掺入到固井水泥浆中,对水泥浆的性能造成污染。因此,为了提高页岩气固井水泥浆的抗污染能力,室内以现场油基钻井液和固井水泥浆为研究对象,开展了表面活性剂AFSG-1提高页岩气井固井水泥浆抗污染性能的研究。结果表明:现场油基钻井液的掺入会严重影响固井水泥浆的流动度、稠化时间以及混浆水泥石性能,油基钻井液的掺入比例越大,污染越严重;随着固井水泥浆中表面活性剂AFSG-1加量的不断增大,水泥浆自身的抗污染能力逐渐增强,当固井水泥浆中表面活性剂AFSG-1的质量浓度达到2%时,再掺入20%的油基钻井液,混浆的流动度、稠化时间以及水泥石性能与未加表面活性剂时相比均有明显改善;另外,表面活性剂AFSG-1对固井水泥浆抗油基钻井液污染性能的改善效果明显优于其他常用表面活性剂。研究结果认为表面活性剂AFSG-1可以有效提高页岩气固井水泥浆抗油基钻井液污染的能力,能够提高固井质量,保障固井安全。

      • 1
    • 温敏聚合物P(AMPS-MBA)-g-P(AM-DEAM)分子结构对其溶液特性的影响

      潘丽娟, 程仲富, 李亮, 温建泰, 陈晋东

      Abstract:

      以自制温敏大单体聚(丙烯酰胺-co-N,N-二乙基丙烯酰胺)[poly(AM-co-DEAM), PADA]、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸钠(NaAMPS)和N,N-亚甲基双丙烯酰胺(MBA)等单体为原料,采用自由基聚合法,制备了不同分子结构的温敏共聚物CGPADA。采用流变仪、可见分光光度计等仪器,研究了温敏共聚物分子结构、外加盐类型等对其溶液温敏增稠性能的影响。结果表明,只有当温敏大单体PADA 中DEAM含量处于一定范围时,CGPADA才会呈现出优良的温敏增稠性,且DEAM含量越高,CGPADA溶液的临界缔合温度(Tcass)和浊点(LCST)越低,温敏增稠现象越显著;与一价盐相比,二价盐对PADA侧链疏水缔合的促进作用更强,使得聚合物溶液的温敏增稠现象更加显著。

      • 1
    • 苯基和苯甲酰基硫脲在盐酸中的缓蚀性能和机理分析

      余意, 刁欢, 王恒, 肖谭, 曾春珉, 王应好, 张健

      Abstract:

      通过腐蚀失重实验、扫描电子显微镜、量子化学计算研究了两种硫脲衍生物苯基硫脲(PHTU)和苯甲酰硫脲(BOTU)在15% HCl溶液中对20#钢的缓蚀性能和缓蚀机理。结果表明,PHTU和BOTU对20#钢在15% HCl溶液中均有较好的缓蚀效果,加量为2 mmol/L时缓蚀率可达83%以上,且PHTU和BOTU在钢表面的吸附均符合Langmuir吸附模型,吸附方式为物理吸附和化学吸附共存的混合吸附。量子化学计算结果表明,缓蚀剂分子中的反应活性位点主要分布在C=S双键、C-N键及BOTU的C=O双键上,其中N原子被酸液质子化后可与钢表面通过静电引力形成物理吸附,高电子云密度的 C=S键、C=O键及苯基可提供电子与铁原子的空d轨道通过配位和反馈键形成化学吸附,进而稳定吸附在金属表面形成保护膜,抑制腐蚀进程。

      • 1
    • 水基钻井液润滑剂研究进展与展望

      王凯, 张建卿, 李晓明

      Abstract:

      为提高水基钻井液润滑性,缓解日益突出的长水平段高摩阻问题,促进水平井钻井技术的持续发展,国内外开展了大量关于环保高性能水基钻井液润滑剂的研究。本文对近年来国内外出现的醇醚类、烷基糖苷类、改性植物油类、复配型润滑剂以及极压润滑剂和囊包型润滑剂的最新研究进展进行了详细介绍,并对各自的优缺点进行了评述,在此基础上对水基钻井液润滑剂的发展进行了展望。

      • 1
    • 多支链多胺基多苯环型清水剂合成及评价

      魏强, 李家俊

      Abstract:

      针对稠油注聚油田含油污水处理困难的情况,以双酚-A、甲醛、三乙烯四胺为原料合成酚胺树脂,再以酚胺树脂为起始剂合成一系列多支链、多胺基、多苯环的双酚-A酚胺聚醚型清水剂。以加入清水剂一定时间内,污水含油量降至20mg/L以下为评价标准,对合成的系列清水剂进行评价。结果表明:清水剂F-14与F-15按照2:1的比例进行复配,可使污水含油量在规定时间内降低至18mg/L,符合标准要求。在渤海某油田进行现场中试,结果表明清水剂适用现场短流程、含聚污水水质,注水油含量稳定在20mg/L以下,达到现场技术要求。

      • 1
    • 二氧化碳对稠油中沥青质分子聚集行为的影响研究

      姜会心, 杨红霞, 崔梦雨, 赵文静, 孙瑞雪, 金雨, 王创业

      Abstract:

      沥青质的聚沉行为显著影响稠油的黏度,研究CO2对稠油中沥青质的聚集行为可以进一步解析CO2驱替过程中发挥作用的机理。在不同CO2压力及条件下,对稠油以及添加了苯和乙醇作为CO2增溶剂的稠油进行CO2溶解实验,分离四组分后得到了经CO2处理后的沥青质。运用X-射线衍射仪、扫描电子显微镜、透射电子显微镜等分析仪器对不同实验条件下提取的沥青质聚集体的层间距、表面形貌以及微观结构进行表征,分析了CO2对稠油中沥青质聚集行为的影响机理。结果表明,CO2在稠油中溶解导致沥青质聚集堆叠的层间距增大,减缓沥青质分子的聚集行为,从而起到降低稠油黏度的作用。

      • 1
    • 抗高温插层吸附抑制剂的研制及作用机理

      王晓军, 尹家峰, 景烨琦, 步文洋, 孙云超, 鲁政权, 任艳, 廖凤武

      Abstract:

      针对常规抑制剂控制黏土表面水化不足导致的井壁失稳问题,研制了抗高温插层吸附抑制剂,其分子结构中具有大量的强吸附基团和疏水基团,分子量小,无毒环保且具有良好的热稳定性。抑制作用机理分析表明,抗高温插层吸附抑制剂通过强吸附基团优先进入黏土片层间,交换出层间的水合钠离子,结合静电引力有效减小黏土的静电斥力及表面水化短程斥力;通过改变黏土表面张力和润湿性,控制泥页岩自吸能力和比亲水量,减少水相的侵入;吸附及抗解吸附能力强,能长时间吸附于黏土表面,提升黏土表面的疏水性,减少自由水的侵入。室内评价实验表明,自主研发的抗高温插层吸附抑制剂具有良好的抑制造浆,控制黏土水化膨胀和防止泥页岩崩散等性能,有利水基钻井液的流变性稳定和井壁稳定,具有良好的应用前景。

      • 1
    • 超疏水型生物质复合气凝胶的制备及吸油性能评价

      祝金亮, 王雪枫, 何龙, 黄雪莉

      Abstract:

      含油废水对生态环境具有极大危害,研究具有油水分离功能的新型材料成为了科研工作者关注的焦点之一。本文以新疆廉价的大宗废弃葵花杆为原料,壳聚糖为复合材料,硬脂酸为疏水改性剂,通过简单的冷冻干燥-常温浸渍法合成出一种具有超疏水性的杆茎纤维/壳聚糖复合气凝胶。采用傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR),扫描电子显微镜(SEM),静态水接触角对气凝胶进行表征分析,并对其吸油性能和循环使用性能进行了评价。结果表明:当葵花杆纤维与壳聚糖质量比为6:1,硬脂酸浓度为0.5 g/30 g,浸渍时间为2.5 h时,复合气凝胶静态水接触角最大,为150.9°。对煤油等不同油品的吸附容量为12.34~21.85 g/g,并且经10次循环使用后仍保持稳定的吸油性能和疏水性能。本研究成果不仅为油水分离材料的制备提供了一种新的方法,而且也为新疆丰富的秸秆高值化利用拓宽了途径,具有潜在的应用前景。

      • 1
    • 新型高强度凝胶体系研究与应用

      尉振业, 杨昌华., 成鹏飞, 路盼盼, 徐敏, 薛龙龙

      Abstract:

      为避免以HPAM为主剂的传统凝胶配方现场配制困难,容易产生“鱼眼”,强度低,解决裂缝大孔道封堵困难问题。本文研究出了一种可快速溶解的新型水溶性乳液聚合物作为主剂的高强度冻胶堵剂配方。实验结果表明,5000mg/L HPAM类聚合物主剂+500mg/L交联剂+1500mg/L 乙酸的体系配方在60℃下可形成粘度在130000mPa·s以上的高强度冻胶,通过对交联反应过程进行玻尔兹曼函数的拟合,发现体系成胶后凝胶强度与体系初始粘度相关,并与时间成正指数关系。高强度冻胶体系20d的脱水量仅为原始体积的0.18%,具有良好的热稳定性。模拟裂缝岩心渗透率为580×10-3μm2时,其封堵率可达89.36%,能够有效的封堵裂缝和特大孔道。

      • 1
    • 羟丙基胍尔胶超声降解参数优化及降解机理分析*

      王富华, 孙泽壮, 廖丽, 时贤, 陈君, 冯大强, 赵玉, 姜琪

      Abstract:

      针对压裂返排液有机污染物降解难度大、处理工艺复杂等问题,本文采用单因素分析和正交实验研究了压裂返排液关键污染物羟丙基胍尔胶的超声降解规律,并探讨了其降解机理。结果表明:羟丙基胍尔胶超声降解机理主要以物理剪切断链为主,超声模式和超声功率为羟丙基胍尔胶降解反应的主控参数,其次是浓度,超声时间、温度、pH值等因素影响较小。对于一定浓度的羟丙基胍尔胶溶液,最优降解参数为:超声模式40%、超声功率360W、超声时间60min、温度25℃,鉴于温度和pH值影响较小,超声降解技术可以应用于较宽的温度范围(5 ℃-50 ℃)和酸碱度范围(pH 5.0-11.0)。

      • 1
    • 低酸高酚原油分子组成与界面活性

      张波, 刘哲宇, 徐春明, 谭晓琼, 林远平, 李宜强, 史权, 冯甜甜, 李艳琦

      Abstract:

      针对低酸高酚原油自发形成油包水乳状液的现象,通过柱层析法对原油进行组分分离,利用红外光谱(FT-IR)和静电场轨道阱质谱(Orbitrap MS)进行分子组成分析和定量表征,并根据原油分子组成,系统研究原油组分与重烷基苯磺酸盐、NaCl和NaHCO3溶液之间的界面活性。实验结果表明:低酸高酚原油中酚类化合物含量较高,胶质中的链式脂肪酸是原油的关键活性组分,石油酸脱除后油水界面张力显著上升。在碱性水体中,各酸性组分均可以降低界面张力;而在其他水体中,酚类化合物界面活性低,只有极性较强的羧酸类化合物能降低界面张力。

      • 1
    • 转向剂/乳化剂复合体系性能实验

      王威, 卢祥国, 刘长龙, 陈征, 李彦阅, 吕金龙, 曹伟佳, 徐元德

      Abstract:

      针对渤海油藏稠油丰富、非均质性严重,水驱开发效果较差等问题,单独使用颗粒转向剂或稠油乳化剂提高采收率效果不理想,因此,研究稠油乳化剂及颗粒转向剂复合体系的性能具有重要意义。笔者利用室内评价的方法开展了对渤海LD5-2稠油油藏稠油乳化剂与聚合物微球和冻胶分散体等颗粒转向剂复配体系性能及转向效果的研究和机理分析。结果表明,聚合物微球初始粒径中值8.7~9.2μm,膨胀倍数2.5~3.0,冻胶分散体外观呈现不规则形态,缓膨效果不明显。转向剂颗粒吸附表面活性剂致使稠油乳化剂有效含量减少,乳化降黏效果变差,但当油与降黏体系的质量比在一定范围内仍具有较好的降黏效果。“稠油乳化剂/颗粒转向剂”二元复合体系中表面活性剂分子吸附在微球或冻胶分散体颗粒表面,颗粒间产生静电排斥作用,致使颗粒排列结构疏松。与单独使用颗粒转向剂相比,复合体系中的颗粒转向剂具有良好的抗剪切性、注入性及深部调驱能力。对于存在大孔道或特高渗透条带油藏,颗粒转向剂必须与强凝胶结合使用,发挥微观和宏观液流转向协同效应。

      • 1
    • 化学暂堵体系的构建、性能及应用

      穆蒙, 唐绪涛, 汪庐山, 张星, 刘恒, 蒋梦喆, 管梦倩, 张永民

      Abstract:

      暂堵作业是油气开发过程中防治漏失的重要手段。相较于暂堵球、封隔器及连续油管等物理暂堵模式,化学暂堵具有操作简易、成本可控、可直接作用于储层的优势,作为暂堵作业的主要手段得到广泛研究。基于其外观形态,化学暂堵剂可分为颗粒型、纤维型、凝胶型、表面活性剂类暂堵剂及复配暂堵体系。本文分类概括论述了各种暂堵剂的研究进展、作用机理、技术特点及应用,并针对常规暂堵体系的应用局限提出暂堵剂领域亟需解决的问题及发展方向。

      • 1
    • 几种滑溜水缔合型降阻剂的制备及性能

      代雅兴, 钟海莲, 周游, 黎维思, 杨晚兮, 刘学敏, 张鹏

      Abstract:

      合成出四种疏水改性单体:N,N-二甲基烯丙基苯基丙烷基溴化铵(Allyldimethylalkyl quaternary ammonium salt 1, AQAS1)、N,N-二甲基烯丙基壬烷基溴化铵(AQAS2)、N-N二甲基烯丙基-9-甲基十九烷基溴化铵(AQAS3)和N,N-二甲基烯丙基二十烷基溴化铵(AQAS4),采用水溶液聚合法分别与丙烯酰胺(AM)共聚制备出P(AM/AQAS1)、P(AM/AQAS2)、P(AM/AQAS3)、P(AM/AQAS4)四种二元共聚物。研究了四种共聚物的溶解性能以及耐盐、耐温耐剪切性能,结果表明,P(AM/AQAS1)溶解性能最佳,且四种共聚物均表现出良好的耐盐、耐温耐剪切性能。同时通过室内管道摩阻仪分别测定了不同浓度P(AM/AQAS1)与部分水解聚丙烯酰胺P(AM/NaAA)在10000mg/L的NaCl溶液中的降阻能力,结果表明P(AM/AQAS1)降阻性能优于P(AM/NaAA),0.15%的P(AM/AQAS1)溶液在45L.min-1流量下降阻率达60%。

      • 1
    • 低温固化阻水透油防砂材料室内研究

      郭鸿宇, 李丽华, 马诚, 杨超, 黄金, 刘正奎, 刘淼

      Abstract:

      针对浅层低温地层出砂和油井采出液高含水的问题,开展低温固化阻水透油防砂材料室内研究。利用刚性骨料、环氧树脂、相对渗透率调节剂等,通过共混工艺制备出一种低温固化阻水透油防砂材料。利用FT-IR、热重、扫描电子显微镜等分析了防砂材料及其人造岩心的固化机理、热稳定性、微观形貌等,通过岩心驱替装置考察了人造岩心的抗压强度和水/油渗透率。实验结果表明,含有30%相对渗透率调节剂的防砂材料在低温(30~70℃)条件下,固化形成的人造岩心抗压强度达到4.22MPa以上,满足SY/T 5274-2016技术要求;同时,该防砂材料还具有一定油水选择性,水相渗透率和油相渗透率分别为963×10-3μm2和5513×10-3μm2

      • 1
    • 油田酸化用高温(90~180 ℃)缓蚀体系的研究现状与思考

      张丰润泽, 张艺夕, 郑憬希, 桑宇彤, 代雅兴, 刘学敏, 张华, 张鹏

      Abstract:

      深入调研了适用于90~180℃范围内的曼尼希碱、季铵盐和咪唑啉型三类缓蚀剂体系,从缓蚀剂结构、助剂类型、测试条件、缓蚀效果和作用机理五个方面对24种高温缓蚀剂配方进行梳理。分析了三类缓蚀剂主剂的结构改性方法,归纳了常用高温缓蚀助剂的种类,研究了结构改性对缓蚀剂耐温性能和吸附机理产生的影响,得到了一些有价值的客观规律,如对曼尼希碱进行季铵盐改性后会使化学吸附变为混合吸附,缓蚀剂结构中刚性平面环的增多会提升吸附过程中物理吸附的占比,以及杂环胺合成的季铵盐缓蚀剂性能优于简单有机胺合成的季铵盐缓蚀剂等。最后,从配方探索和机理研究的角度对油田酸化用高温缓蚀剂研究的未来发展方向进行了思考。

      • 1
    • 一种两性离子聚合物降粘剂的合成与性能评价

      张城, 刘帅, 袁翊, 钱帆, 李万强, 段明

      Abstract:

      本文采用丙烯酸(AA)、2-丙烯酰氨-2-甲基丙磺酸(AMPS)、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DMC)为单体,基于水溶液爆聚法工艺,采用绿色环保的二硫化四甲基秋兰姆(TMTD)代替常用巯基化合物链转移剂,合成了一种低分子量两性离子聚合物钻井液用降粘剂。以室温降粘率为考核指标,确定了降粘剂的最佳合成条件:单体浓度55%,TMTD加量为0.75%,氧化-还原引发剂加量占单体浓度的3%,NaOH中和(AA+AMPS)50%,AMPS加量为 5.5%,DMC加量为4.5%。在此条件下,合成所得两性离子聚合物降粘剂的数均分子量为914 g/mol,其淡水基浆中的降粘率为91.53%,且具有良好的抗温性能,可以满足180℃的抗温要求。本研究为低分子量两性离子降粘剂的合成工艺提供了更绿色环保的选择。

      • 1
    • 抗盐聚合物乳液性能评价及现场应用

      贾飞, 李帅帅, 余延波, 罗磊, 杨育恒, 廖泽, 姜鑫淼

      Abstract:

      针对常规滑溜水减阻剂在高温和高矿化度下性能严重下降的问题,以及为了降低施工成本,研制免混配和自交联的抗盐聚合物乳液作为新的减阻剂,需要开展聚合物乳液配方优选研究。室内实验分别对清水和玛18水配制的压裂液进行流变性、粘弹性、表面张力、降阻率、岩心伤害实验以及进行现场应用。结果表明:高矿化度下聚合物浓度在0.2%~0.5%之间时,能达到低矿化度下浓度为0.1%~0.2%的压裂液体系性能,岩心伤害低于25%,孔径峰值由0.55μm向0.25μm转移,且流体弹性模量占主导地位;现场应用时采用聚合物浓度成阶段状增加的思路,得到砂浓度在30~270kg/m3时,聚合物压裂液浓度范围应在0.15%~0.2%,砂浓度在300~360kg/m3时,聚合物压裂液浓度范围应在0.2%~0.35%,进一步优化聚合物浓度为0.15~0.35%,施工时降阻率可达到85%左右。

      • 1
    • 高温灰岩储层新型微乳盐酸体系构筑及性能研究

      王超, 李海, 崔明月, 赫安乐, 张希文, 许星光

      Abstract:

      微乳酸作为一种应用前景光明的酸液体系,近年来得到了业界的广泛关注。但高温储层中较差的稳定性影响了其推广应用。本项目构筑了由微乳化剂SMT-3与助乳化剂SRA-5组成的微乳酸体系,同时研究了体系的静态特性及在储层中的流动特性。结果表明,该体系平均粒径为30nm,在100℃下保持10小时澄清透明,抗Ca2+浓度达到20%;在170s-1下剪切2小时依然稳定,具备较高的抗剪切性;由于酸相被油相紧密包裹,其对N80钢片的腐蚀性和对灰岩的溶蚀性都显著低于同浓度盐酸与稠化酸;体系在100℃下酸岩反应速率速率仅为盐酸的1/30,因此具备优良的深部穿透性;岩心流动实验表明该体系可以使渗透率提升至酸化前的500%,且储层伤害性低,是一种较理想的高温灰岩储层深部酸化工作液。图5表1参15

      • 1
    • HP-β-CD对紫外光谱法检测破乳剂复配体系中NP-40的抗干扰性能

      吴浩, 石东坡, 许慧华, 姜怡, 李赓, 朱生华, 王齐

      Abstract:

      在十二烷基硫酸钠(SDS)与烷基酚聚氧乙烯醚(NP-40)组成的二元复配体系中,SDS能对NP-40的紫外光谱及临界胶束浓度(cmc)产生明显影响。虽然SDS在240 ~ 320 nm范围内无明显吸收峰,但是SDS能增强NP-40在275 nm处的吸光度。加入0.50 mmol×L-1 SDS后,0.25 mmol×L-1 NP-40的吸光度由0.345增加至0.378,增幅达9.6%。与此同时,SDS还能显著降低NP-40的表观cmc,当水溶液中SDS的浓度分别为0.20 mmol×L-1和0.50 mmol×L-1时,NP-40的表观cmc由0.237 mmol×L-1分别降低至0.227 mmol×L-1和0.224 mmol×L-1。研究结果表明,羟丙基-β-环糊精(HP-β-CD)能有效降低SDS对NP-40的紫外光谱产生的干扰,加入HP-β-CD后,0.25 mmol×L-1 NP-40及其在0.50 mmol×L-1 SDS溶液中的吸光度分别为0.379和0.381,与不添加HP-β-CD相比,吸光度变化幅度由9.6%降低至0.8%。研究结果还表明,HP-β-CD具有阻碍NP-40形成胶束的性能,NP-40形成胶束的ΔrGmθ随HP-β-CD浓度的增大而增加。按摩尔比1:1加入HP-β-CD后,紫外光谱法能够准确检测NP-40/SDS复配体系中NP-40的含量,回收率为99.09% ~ 100.00%。Job"s、FT-IR和1H-NMR的实验结果表明,NP-40进入HP-β-CD分子空腔进而形成了摩尔比为1:1型包结物,是HP-β-CD消除SDS对NP-40的紫外光谱干扰及破坏NP-40形成胶束的本因。

      • 1
    • 抗返吐堵漏剂的研制及现场应用

      曾光, 高德伟, 曾家新, 万秀梅, 严俊涛

      Abstract:

      针对川渝区块页岩气堵漏高承压、易返吐的特点,本文以高软化点树脂为主体,研制了一种ARP抗返吐堵漏剂,具有变形和胶结固化能力,与桥堵颗粒复配使用,可在地层裂缝中与堵剂颗粒胶结固化,提高承压能力和抗返吐能力。实验室评价了ARP堵剂在现场油基钻井液中分散性、与现场堵漏剂的胶结强度,并测试了胶结固化后承压能力,以及抗返吐能力,根据现场应用的需求确定了ARP抗返吐堵漏剂密度为1.8g/cm3、粒径为0.5-2mm,并与现场堵剂形成了最优配比,即ARP抗返吐堵漏剂占25份,现场堵漏剂占75份,其胶结强度可达7.8MPa,封堵2-3mm天然裂缝时,正向承压可达8MPa,抗返吐能力可达3.3MPa。同时根据材料特点设计现场施工工艺,且取得较好的现场应用效果。

      • 1
    全选
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    • 胡 军1,陈腾飞1,程 芳1,程晓亮1,赵众从2

      2020,37(3):403-408, DOI:

      Abstract:

      为改善常规稠化剂的耐温性和抗剪切性,以丙烯酰胺(AM)、二甲基二烯丙基氯化铵(DMDAAC)、丙烯酸 (AA)、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)、疏水单体YD-D10为原料,采用自由基水溶液聚合法制备了疏水缔 合型交联酸液稠化剂(AAG4)。对AAG4的制备条件进行了优化,并对其结构进行了表征,考察了以AAG4为稠 化剂配制的交联酸的各项性能。结果表明,AAG4的最佳制备条件为:引发剂偶氮二异丁基盐酸盐加量0.01%、 硫酸铵-亚硫酸氢钠(质量比1∶1)加量0.04%,YD-D10加量0.42%,反应温度35℃,反应时间6 h。AAG4的热稳 定性良好。在盐酸质量分数为20%的条件下,AAG4与有机锆交联剂的交联性能优异,交联酸液表现出良好的耐 温、抗剪切性能。120℃、170 s-1 下剪切1 h的酸液黏度为82 mPa·s。交联酸的缓速性能较好,在90℃下其与天然 岩心的反应速率远小于盐酸的反应速率,交联酸的缓速率达到97.3%。在30℃下交联酸对天然岩心的最终溶蚀 率与20% HCl相当,现场酸压施工效果良好,可以实现高温碳酸盐岩储层的深度改造。图10参20

    • 孟祥海1,张云宝1,2,王 楠1,卢祥国2,曹伟佳2,田中原3

      2020,37(3):415-420, DOI:

      Abstract:

      针对渤海水驱稠油油田改善平面及微观非均质性特点,实现油层内部液流转向技术需求,以渤海LD5-2油 藏地质特征和流体性质为模拟对象,研究了微观非均质调驱剂(聚合物微球、冻胶分散体)的水化膨胀性、渗流特 性和液流转向效果。结果表明,聚合物微球材质透光性较差,外观形态呈现球型;冻胶分散体材质透光性较好, 外观为不规则片状。聚合物微球初始粒径中值为8.7~9.2 μm,微球颗粒在注入水中吸水膨胀,浸泡7 d后微球 粒径基本稳定,最大膨胀倍数2.5~3.0。聚合物微球和冻胶分散体颗粒都具有较强的注入能力和较弱的液流转 向能力,仅适用于中低渗透层内部微观液流转向。与聚合物微球相比,冻胶分散体的吸水缓膨能力、在多孔介质 运移过程中的滞留和液流转向能力较差。对于平均渗透率高和非均质性强的油藏,需将宏观和微观液流转向措 施即强凝胶与颗粒类相结合以扩大波及体积和提高采收率。图10表5参14

    • 杨明娇,林章碧

      2019,36(1):188-190, DOI:

      Abstract:

      从编辑实践出发,分析了科技论文摘要、前言、实验、结果与讨论及结论写作中常见的不规范问题,提出了采用思维导图梳理写作思路,提高论文写作水平的方法。图 1参7

    • 周伟康1,周文超2,李光辉1,李晓丹1,严美容1

      2020,37(3):381-385, DOI:

      Abstract:

      为揭示阳离子单体和交联剂浓度对阳离子聚丙烯酰胺微球水溶液的剪切性及黏弹性的影响规律,以丙烯 酰胺(AM)、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DMC)和N,N'-亚甲基双丙烯酰胺(MBA)等为原料,通过反相乳液 聚合法制备了阳离子度为2%~20%、交联度为0和阳离子度为10%、交联度为0.05%~0.2%的微球。采用高温 高压流变仪研究了聚合物微球溶液的耐温耐剪切性、剪切恢复性以及黏弹性。结果表明,聚合物微球溶液的耐 温耐剪切性优良,在80℃、170 s-1 的条件下剪切2 h的黏度仍能保持在150 mPa·s以上。增加阳离子度,微球溶液 抗剪切性和剪切恢复性增强,黏度保留率从30.79%增至68.56%;加入交联剂,微球溶液的稳定性增强,黏度保留 率高达85.38%,但微球溶液的整体黏度降低。在0.01~10 Hz频率扫描范围内,聚合物微球溶液的弹性模量始 终大于黏性模量,具有良好的弹性;且随着阳离子度增加,微球溶液的黏弹性模量呈增大趋势;随着交联度增加, 微球溶液的黏弹性模量先增大后减小。图8参13

    • 柯从玉1,彭 丽2,李小玲3,孙妩娟1,魏颖琳1,张 乐1,张群正1,张洵立1

      2020,37(3):409-414, DOI:

      Abstract:

      针对目前存在的压裂液返排液重复配液难的问题,对苏里格气田不同区块及不同压裂液体系返排液组分 进行了系统分析,同时分别采用单因素及正交试验对影响压裂液返排液重复配液性能的因素进行了深入研究。 研究发现,压裂液在返排过程中从地层携带出的大量金属离子,尤其是一些高价金属阳离子对返排液的重复配 液性能有显著影响,其中返排液中的Ca2+、Mg2+和Fe2+ 对配液性能影响最大,针对0.4%的EM50和胍胶体系,实验 测得这3种离子满足返排液重复配液的上限值分别为250、150、150 mg/L和275、250及200 mg/L。另外,返排液中 高含量的Cl- 及矿化度等因素也会影响返排液的重复配液性能。通过向返排液中加入一定浓度的络合剂或沉淀 剂,再辅以清水稀释的方式可有效解决由于金属离子或矿化度太高导致的返排液重复配液问题。图6表2参21

    • 邹 剑1,赵 琳2,王弘宇1,张龙力2,王秋霞1

      2020,37(3):462-467, DOI:

      Abstract:

      为了提高馆陶、孤岛稠油的稳定性,考察了阴离子型分散剂AA(磺酸基型)、非离子型分散剂NA1(多元醇 型)、油酸、月桂酸和棕榈酸对馆陶、孤岛稠油沥青质溶解度的改善效果,筛选了分别对两种沥青质稳定分散作用 最好的两种分散剂NA1和AA,进一步考察了处理温度对分散剂改善效果的影响、分散剂与沥青质的相互作用方 式。研究结果表明,在较低的温度下,多元醇型非离子分散剂NA1对沥青质的稳定作用显著,能够显著增大溶液 中沥青质的饱和浓度;但当处理温度升高到80℃时,沥青质饱和浓度急剧下降,但仍比未添加NA1的沥青质饱 和浓度高得多。而含磺酸基的离子型分散剂AA改善效果受处理温度影响较小。另外,通过红外光谱分析发现, AA的磺酸基能够与沥青质中的N—H键、O—H键之间形成红移型氢键;NA1中的羟基O—H、醚键、酯基等官能 团能够与沥青质分子中的N、O、S等杂原子以及芳香共轭π键形成蓝移型氢键。两种分散剂与沥青质的相互作用 方式均为与沥青质分子通过氢键而结合。图11表3参15

    • 马京缘,潘谊党,于培志,安玉秀

      2019,36(1):181-187, DOI:

      Abstract:

      从胺类抑制剂、纳米复合材料以及其他抑制剂等方面综述了近十年来国内外新型页岩抑制剂的研究现状以及一些抑制剂评价方法,分析了各类抑制剂的抑制机理。总体而言,各类抑制剂主要从化学和物理两个方面对页岩的水化膨胀及分散进行抑制,从而改善页岩稳定性。参 49

    • 葛际江1,郑伟杰1,魏开鹏2,邓学峰2,方 群2

      2020,37(3):432-437, DOI:

      Abstract:

      为封堵红河长8油藏的直通型水窜裂缝,以部分水解聚丙烯酰胺G3515为成胶剂、水溶性酚醛树脂为交联 剂、氯化铵为催化剂,制备了成胶时间与强度不同的冻胶,评价了冻胶的稳定性、注入性和封堵能力。结果表明, 冻胶的稳定性较好,由 0.5% G3515、0.5%水溶性酚醛树脂、0.2%催化剂和 0.3%纳米颗粒 QC-W 配制的冻胶在 70℃下放置180 d的弹性模量大于10 Pa。冻胶的注入性良好,成胶液在70℃下的黏度低于500 mPa·s。冻胶的 封堵能力较好,含 0.8% G3515 的强冻胶在直径为 0.7~1.8 mm 细管中的突破压力梯度达到 4 MPa/m 以上,含 0.3% G3515的弱冻胶在直径为0.7~1.5 mm细管中的突破压力梯度达到1 MPa/m以上,满足红河油田大剂量注 入的要求。图7表2参14

    • 赵 健,申金伟,鲍文辉,陈 磊,李 梦,孙厚台

      2020,37(3):391-396, DOI:

      Abstract:

      海水矿化度和钙镁离子含量高,配液时会对压裂液溶胀、交联、破胶等造成影响。为降低海水对压裂液的 影响,以甲醛、亚磷酸、多乙烯多胺为原料制备有机膦酸类螯合剂SW-CA,研究了影响其螯合效果的因素,通过 扫描电镜观察晶体形态、分析其作用机理,评价了其对压裂液交联性能和破胶的影响。结果表明,螯合剂 SW-CA对Ca2+、Mg2+ 的螯合值分别为276、218 mg/g,螯合效果随SW-CA用量增大而增大,随矿化度、温度、pH值 增大而减小。加入螯合剂后,沉淀晶体颗粒变得疏松分散,作用机理主要为螯合作用和晶格畸变作用。在海水 中加入1% SW-CA可改善基液的交联性能,提高基液的黏度和耐温耐剪切性。加入1% SW-CA压裂液的破胶时 间可控,破胶性能良好,残渣含量为113 mg/L。将陶粒在加入螯合剂的压裂液破胶液中浸泡4 h后,陶粒表面只 有少量胍胶残渣吸附,避免了无机盐的沉淀析出,降低了对支撑剂导流能力的影响。螯合剂SW-CA与压裂液的 配伍性良好,满足现场施工要求。图13表1参19

    • 陶丹阳,杜文浩,田圆芳,赵志新,徐 进,杨召杰,张 熙

      2020,37(3):386-390, DOI:

      Abstract:

      为揭示聚合物微球在钻井液中的性能特征,制备具有优良耐温抗盐性能的降滤失剂,以聚乙二醇水溶液为 分散介质,丙烯酰胺、丙烯酸、多官能团丙烯酸酯为主要单体,聚丙烯酸为分散稳定剂,采用氧化还原引发体系, 通过水分散聚合方法合成了微米级亲水性阴离子型交联聚合物微球。采用粒度分析、扫描电镜等方法表征了聚 合物微球的粒径大小及形貌,研究了聚合物微球对钻井液性能的影响。结果表明,制备的聚合物微球为平均粒 径小于10 μm的球状颗粒材料,能有效降低钻井液滤失量,对钻井液流变性的影响较小,耐温性能优良,其起始 分解温度为290.3℃。组成为4%膨润土+3%聚合物微球的钻井液经200℃老化16 h后的滤失量可保持在10.5 mL。该聚合物微球降滤失剂具有优良的抗盐抗钙性能,组成为4%膨润土+3%聚合物微球的钻井液在加入NaCl 或CaCl2后的表观黏度、塑性黏度以及动切力变化较小,NaCl加量为2%和CaCl2加量为1%时的滤失量分别为 11.0、14.0 mL,显示出优良的抗盐(钙)污染能力。图3表6参10

    • 李 龙

      2020,37(3):522-524, DOI:

      Abstract:

      在对YX区块化学驱注入井进行洗井和冲砂时发现大量难以处理的高黏度含油胶体。通过测定含油胶体 的黏度、pH值、含水率、含油率及其他组份的含量等,对含油胶体与地层配伍性进行分析;用氯仿对含油胶体直 接去油处理以除去含油胶体表面及内部所含的原油,然后将胶体烘干并打碎成粉末,通过测定处理后的不同含 油胶体粉末用量下驱油体系的黏度,分析了含油胶体再利用的可行性。研究表明:含油胶体中含水80.47%、聚丙 烯酰胺7.16%、原油6.49%,还有少量的硅酸盐和有机物。处理后的含油胶体粉末可以用于驱油剂的配制。另外 仅通过简单过滤后可直接回注到油藏,利用含油胶体封堵优势通道或大孔道,达到含油胶体再利用的目的。图1 表2参16

    • 赵 睿1,陈伦俊1,吴永彬2,罗池辉1,孟祥兵1

      2020,37(3):564-570, DOI:

      Abstract:

      传统的稠油资源有效开发技术面临日益严峻的安全、环保与经济性的挑战。离子液体作为稠油常温有效 开采的绿色溶剂具有巨大的应用潜力。本文阐述了离子液体的概念和物理化学性质,简要回顾了离子液体的发 展历程。从离子液体作为稠油降黏剂、分散剂、原位改质降黏驱替实验几个方面总结了国内外研究进展与认 识。考虑目前研究存在的问题与油田实际,离子液体应以现有热采技术无法经济有效开采的资源及注蒸汽开发 后需提高采收率的稠油油藏为应用目标,作为超前储备技术加快研发,尽快从室内推向现场。参36

    • 王 瑞1,杨 彪2,何 龙3,黄雪莉2

      2020,37(3):438-442, DOI:

      Abstract:

      为研究热固性环氧树脂封窜堵剂的固化行为,精准预测封窜堵剂的固化过程,采用非等温差热扫描量热法 研究了环氧树脂封窜堵剂体系的固化反应动力学。利用Kissinger方程和双参数(m,n)自催化模型,对该体系进 行固化动力学拟合,计算固化动力学参数。结果表明,由环氧树脂和三乙醇胺组成的堵剂体系固化过程为双阶 段固化,即凝胶化阶段和固化阶段。通过拟合得到两个阶段的表观活化能分别为63.489、123.56 kJ/mol。固化阶 段的活化能是凝胶化阶段的2倍。对双阶段固化过程分别进行拟合得到的自催化动力学方程与实验数据的拟合 度良好,对环氧树脂封窜堵剂体系的应用具有指导意义。图10表3参18

    • 张文哲1,2,李 伟1,2,王 波1,2,刘 云3

      2019,36(2):191-195, DOI:

      Abstract:

      为了加快致密油开发进程和提高延长油田致密油藏水平井钻井技术,针对现阶段延长油田致密油藏钻井所用的聚丙烯酰胺钾盐(K-PAM)聚合物钻井液体系存在流变性不佳、封堵和抑制性不足等缺点,室内对现场常用降滤失剂、抑制剂、润滑剂、封堵剂等处理剂进行优选,获得适合致密油藏使用的强封堵型纳米聚合醇水基钻井液配方,并在现场进行了应用。结果表明,聚合物降滤失剂COP-FL可显著提高体系失水造壁性,无荧光防塌润滑剂FT342抑制性较强,液体极压润滑剂JM-1整体润滑效果好,复配封堵剂无水聚合醇WJH-1和纳米乳液RL-2 可使钻井液封堵率提高 51.7%,增强井壁稳定性;将配方为 4%钠膨润土+0.2%纯碱+0.4% K-PAM+2%COP-FL+1.5% FT342+1.0% JM-1+5% WJH-1+3% RL-2的水平段强封堵型钻井液体系用于延长致密油藏两口水平井现场试验,施工过程中体系防漏失、封堵效果较好,机械钻速相比邻井提高30%,施工周期缩短35%,井下事故率降低85.7%,钻井成本减少34.7%,为延长油田致密油藏水平井的优快钻井提供了有效的技术支持。图1表4参19

    • 曾璐明

      2020,37(3):495-498, DOI:

      Abstract:

      为提高油砂采出液破乳剂的耐高温性能和脱水速率,先以6,6-异亚丙基双萘酚、乙二胺和甲醛为原料合成 了具有双萘酚结构的酚胺树脂,再以此酚胺树脂为起始剂、氢氧化钾为催化剂、与环氧丙烷及环氧乙烷嵌段聚合 反应合成多分支耐高温破乳剂。采用热重分析和羟值测定分析该破乳剂耐高温性能,通过高温脱水实验考察其 脱水性能。研究表明,合成破乳剂的耐温性良好,在350℃以下质量损失不明显,且在100~ 300℃温度范围内羟 值含量稳定,适合在油砂采出液的高温环境应用。针对加拿大阿尔伯塔省某油田油砂采出液,在130℃,药剂浓 度为400 mg/L 的情况下8 h的脱水率达到90%,脱水速率高于现场在用破乳剂,具有较好的破乳脱水性能。图3 表1参11

    • 李织宏1,云庆庆1,唐文洁1,刘哲宇2,3,郭 杨2,3,娄清香1

      2020,37(3):468-473, DOI:

      Abstract:

      为分析原位乳化动用剩余油机理,通过乳化相行为评价方法和微观图像研究了矿化度、油水比和表面活性 剂浓度对油/水/阴离子表面活性剂石油磺酸盐KPS-202在拟稳态下形成的乳状液类型及稳定性的影响,并通过 微流控技术研究了石油磺酸盐原位乳化对提高采收率的作用。结果表明,随着矿化度的增加,乳状液由水包油 型变为双连续相再变为油包水型。在矿化度为7.5~15 g/L时形成的双连续相乳状液对应的油水界面张力最 低。随油水比的减小,中间相乳液的体积分数增大;随着油水比的增加,析水率明显降低,形成乳状液的稳定性 增强。表面活性剂浓度的增加使得中间相乳液的体积分数增大,稳定性增强。KPS-202/聚合物二元体系原位乳化 后可明显驱动膜状、角隅状和柱状的剩余油,比界面张力和黏度相同却不发生乳化的甜菜碱表面活性剂AF-16/聚 合物二元体系提高采收率11.4%。乳化有助于剩余油的分散和运移,提高采收率效果明显。图20表1参15

    • 刘泽宇1,廖培龙1,马 骋1,刘卡尔顿1,杨思玉2,吕文峰2,杨永智2,黄建滨1

      2020,37(3):525-530, DOI:

      Abstract:

      在超临界二氧化碳提高石油采收率技术(CO2-EOR)中,开发有效降低最低混相压力的助混剂是重要的一 环。为有效缩短助混剂开发周期,大幅提高开发效率,介绍了一种便捷、可视化的最低混相压力测定方法——高 度上升法。利用自行搭建的具有视窗的高压釜设备,将混相过程中油相的体积膨胀转化为高度信息,经数据处 理获得混相百分比-平衡压力曲线,整个过程是可视化的,测得的最低混相压力与利用细管实验法测得的数据进 行比对以确定准确性;提出了利用不同组成的模拟油进行助混剂筛选的实验方法。结果表明,高度上升法测定 最低混相压力与细管实验法测定的相对误差小于5%。利用此方法筛选出了有效的八酯型助混剂,施用于长庆、 新疆、吉林的原油样品时,在50~ 80℃、1%~ 3%用量下,均可有效降低最低混相压力,最大降幅超过20%。该方 法可以准确测定最低混相压力,进而评价助混剂的助混效果。图4表2参33

    • 赵德银1,2,蒲 育1,李文龙3,张 健3,郑存川4

      2020,37(3):483-489, DOI:

      Abstract:

      为改善常规稠油乳化剂在集输末端的油水分离问题,以甲基丙烯酸N,N-二乙胺基乙酯(DEAEMA)功能单 体、丙烯酰胺(AM)和偶氮二异丁脒盐酸盐(V-50)为原料制备了pH响应型稠油乳化剂。考察了单体配比对乳化 剂表面活性的影响,研究了乳化剂浓度、油水比、温度、矿化度对乳化剂降黏性能及稠油乳状液稳定性的影响,分 析了稠油乳化剂的pH响应机理。结果表明,当DEAEMA、AM单体质量比为7∶3时,乳化剂的表面活性最好。 随乳化剂浓度增加、油水比降低、温度升高,稠油乳状液降黏率逐渐增加。但油水比过低,稠油乳状液的稳定性 降低。乳化剂具有显著的pH响应特性,在碱性条件下呈均匀的微球,具有较好的表面活性;在酸性条件下变成 透明的高分子溶液,失去表面活性。稠油乳状液的黏度随乳化剂加量的增加而降低,降黏率约99%,抗温抗盐性 能较好。通过调节pH值可使DEAEMA质子化或去质子化,从而使得乳化剂表面活性可控,实现稠油乳状液乳 化-破乳可控。图14表5参18

    • 石 鑫 ,曾文广,刘冬梅,高秋英

      2020,37(3):510-514, DOI:

      Abstract:

      塔河油田具有高温高氧、矿化度高的工况条件,注水管线和注水井腐蚀现象严重。为有效缓解塔河油田腐 蚀严重的现状,以乙酸、苯甲胺、苯乙酮为原料合成曼尼希碱,再将其与表面活性剂(脂肪醇聚氧乙烯醚、脂肪醇 聚氧乙烯醚磷酸酯)等混合制得曼尼希碱缓蚀剂。在高温高压条件下,研究了溶解氧和氧含量对钢片腐蚀的影 响,通过失重法和电化学极化曲线法评价了缓蚀剂的性能。结果表明,溶解氧会加重管线的腐蚀,腐蚀速率随着 氧气浓度的增加不断增大。曼尼希碱缓蚀剂中的氨基与苯环形成富电子共轭体系,具有较强的吸附能力,缓蚀 率可达92.57%,缓蚀性能较好。曼尼希碱缓蚀剂为抑制阳极反应为主的混合抑制型缓蚀剂,可有效抑制高温高 氧条件下的腐蚀。图10表2参22

    • 杜 林 ,刘 伟,陈星杙,秦晓渊,任雪霏

      2019,36(2):367-372, DOI:

      Abstract:

      CO2在原油中的扩散在油藏增产中起着重要的作用,其影响到采收率提高幅度和原油黏度的降低程度等。本文从直接法和间接法两个方面进行了CO2在原油中扩散系数测定方法研究进展总结,重点阐述了间接方法测定扩散系数的模型差别及研究进展,指出了完善影响因素分析、丰富研究维度、完善不同尺度孔隙中扩散规律研究等将成为未来CO2在原油中的扩散研究重点和热点。图10表1参47

    主管:中国石油天然气集团有限
                公司

    主办:四川大学高分子研究所
                高分子材料工程国家重点
                实验室

    主编:张熙

    创刊年:1984年

    刊期:季刊

    编辑出版:《油田化学》编辑部

    地址:四川省成都市一环路南一
                段24号/四川大学高分子研
                究所

    电话:028-85405414

    邮箱:ofchemythx@163.com

    国内发行:四川省报刊发行局

    国外发行:中国国际图书贸易集
                        团有限公司

    邮发代号:62-38

    国内定价:28元/册

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