《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: 10.19346/j.cnki.1000-4092.2022.02.001

      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: 10.19346/j.cnki.1000-4092.2022.02.002

      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: 10.19346/j.cnki.1000-4092.2022.02.003

      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: 10.19346/j.cnki.1000-4092.2022.02.004

      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: 10.19346/j.cnki.1000-4092.2022.02.005

      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: 10.19346/j.cnki.1000-4092.2022.02.006

      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: 10.19346/j.cnki.1000-4092.2022.02.007

      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: 10.19346/j.cnki.1000-4092.2022.02.008

      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: 10.19346/j.cnki.1000-4092.2022.02.009

      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: 10.19346/j.cnki.1000-4092.2022.02.010

      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: 10.19346/j.cnki.1000-4092.2022.02.011

      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: 10.19346/j.cnki.1000-4092.2022.02.012

      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: 10.19346/j.cnki.1000-4092.2022.02.013

      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: 10.19346/j.cnki.1000-4092.2022.02.014

      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: 10.19346/j.cnki.1000-4092.2022.02.015

      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: 10.19346/j.cnki.1000-4092.2022.02.016

      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: 10.19346/j.cnki.1000-4092.2022.02.017

      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: 10.19346/j.cnki.1000-4092.2022.02.018

      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: 10.19346/j.cnki.1000-4092.2022.02.019

      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: 10.19346/j.cnki.1000-4092.2022.02.020

      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: 10.19346/j.cnki.1000-4092.2022.02.021

      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: 10.19346/j.cnki.1000-4092.2022.02.022

      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: 10.19346/j.cnki.1000-4092.2022.02.023

      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: 10.19346/j.cnki.1000-4092.2022.02.024

      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: 10.19346/j.cnki.1000-4092.2022.02.025

      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: 10.19346/j.cnki.1000-4092.2022.02.026

      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: 10.19346/j.cnki.1000-4092.2022.02.027

      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: 10.19346/j.cnki.1000-4092.2022.02.028

      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: 10.19346/j.cnki.1000-4092.2022.02.029

      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: 10.19346/j.cnki.1000-4092.2022.02.030

      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: 10.19346/j.cnki.1000-4092.2022.02.031

      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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    • 杨霖

      Abstract:

      为发展新型滑溜水减阻剂,本文以丙烯酰胺(AM)、疏水单体十二烷基二甲基烯丙基氯化铵(C12DMAAC)、丙烯酸钠(NaAA)为原料,通过自制长链疏水引发剂AIBL合成了长链端基疏水缔合聚合物HPAM-L,通过红外光谱、核磁氢谱、乌氏粘度计、荧光分光光度计和动态流变仪对HPAM-L 结构与性能进行表征,利用流动回路摩阻测试仪测定了不同浓度下HPAM-L溶液的摩阻性。结果表明,HPAM-L的黏均分子量约为7.43 ×106g / mol,临界缔合浓度约为1~1.5g/L,具有良好耐温性、剪切稳定性,HPAM-L的水溶液具有较宽线性粘弹区,且浓度越高弹性特征越明显。在溶液浓度为0.075%,0.086%,0.1%,0.15%下的最大减阻率分别可达到 71.6%、73.1%、73.3%和74.1%,减阻性能良好。

    • 杨长根, 樊玉新, 胡远远, 朱新建

      Abstract:

      以铝板为阴阳极,采用电絮凝对超稠油采出水进行深度除硅研究。通过单因素变量得到最佳PAC用量、pH值、电流密度大小及PAM用量。结果表明:单独电絮凝不能实现深度除硅;“电絮凝+PAC+PAM”对超稠油采出水除硅具有协同作用;当PAC为200mg/L、pH为8.0、电流密度为10mA/cm2、PAM为50mg/L,电絮凝时间为13min时,电絮凝出水SiO2为20mg/L,SiO2去除率为92%,实现深度除硅;随着电絮凝时间的增加,SiO2去除率增加,但其变化率减小。

    • 邹静, 胡语婕, 佘跃惠, 张凡, 黄培秀, 曲瑞雪, 王正良

      Abstract:

      针对油田污水破乳过程中物理和化学破乳剂昂贵和污染问题,宜研究合成绿色环保的新型破乳剂。本文采用溶胶-凝胶与溶剂热法相结合的方法制备生物表面活性剂(Biosurfactant,BS)稳定的纳米铁溶胶材料,研究最优的BS浓度,并采用SEM、XRD、FTIR、激光粒度仪、Zeta电位等对BS稳定的纳米铁溶胶进行了表征,研究其形貌、尺寸、物相、官能团、溶胶稳定性、粒径分布等的影响因素。考察合成的纳米铁溶胶对涠洲岛上岸油水混合物配制的含油污水乳液的破乳性能。结果表明:在产糖脂类生物表面活性剂T菌以特定的培养基发酵6d后,取离心后上清液合成铁溶胶。上清液浓度为80%和100%时分别可合成200nm左右和40-200nm粒径的铁颗粒,浓度为60%时纳米铁溶胶产物破乳效果最优,低温下能对十二烷基硫酸钠形成的水包油乳液产生很好的破乳效果,24h后脱水率达到78%。说明本文采用的方法能合成具有良好破乳特性的BS稳定的纳米铁溶胶,建议今后将生物代谢物与化学药剂有机结合,制备对环境友好的复合纳米破乳剂,同时研究其重复使用等问题。

    • 蒲万芬, 常家靖, 邹滨阳, 刘锐, 杜代军, 赵帅

      Abstract:

      相对渗透率是稠油开发实验中一个重要的基本测量参数,由于稠油黏度较高,水驱过程易发生油水乳化现象,使得稠油-水相渗曲线较难准确获取。传统的相渗曲线测量方法将岩心看作一个“黑匣子”,对出口端的油、水体积采用人工读数或者称重的方法,存在测量精确度低、获得信息少等缺点。为准确测量稠油-水相渗曲线,本文选取人造砂岩长岩心,基于低场核磁共振测量技术,通过对渤海B油藏稠油和地层水同时标定,采用非稳态法进行稠油-水相渗曲线的测量,对岩心以及出口端的采出液进行T2谱测试,从而较为准确地获取了岩心的孔隙体积(147.18cm3)、束缚水饱和度(25.9%)、残余油饱和度(43.83%)以及出口端的油、水含量,并得到较为精确地稠油-水相渗曲线,而且对发生油水乳化的采出液进行了D/T2二维谱测试,较为准确地判断出油水是否发生了乳化。研究结果可以为稠油水驱开发提供一定的理论指导,有利于稠油水驱开采机理的研究。

    • 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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    • 高温高压下离子液体对原油中沥青质沉淀抑制效果评价

      曹鹏福, 赵沪春, 闫占冬, 刘海洋

      Abstract:

      离子液体在油藏开发中防止沥青质沉淀具有很大潜力,但高温高压条件下离子液体的抑制效果尚不明确。在对2种离子液体[bmim]Cl和[bmim]Br以及2种商业抑制剂对原油中沥青质沉淀抑制效果进行评价的基础上,采用其中的最佳抑制剂及浓度开展了高温高压沥青质沉淀测定实验,研究了离子液体对地层原油及CO2注入后地层原油中沥青质沉淀起始压力(AOP)及沥青质聚集体尺寸的影响。实验结果表明,离子液体[bmim] Br对沥青质沉淀的抑制效果远高于离子液体[bmim] Cl和另外2种商业抑制剂,最佳浓度为600ppm。纯地层原油的AOP为28.7MPa,当添加[bmim] Br后,AOP降幅为21.6%,当在离子液体中添加异丙醇后,AOP降幅达到29.6%。饱和30mol%CO2的地层原油的AOP为31.6MPa,比纯地层原油的AOP增大了10.1%,当添加异丙醇与离子液体混溶剂时,AOP降幅达44.3%。异丙醇能够与[bmim] Br及CO2产生三元相互作用,提高[bmim] Br的活性,大幅降低饱和CO2原油的AOP,减缓沥青质颗粒粒径的增长速度,降低沥青质在井筒中的沉积深度和堵塞程度,将沥青质沉积引入更易控制的节点,具有广阔的应用前景。

      • 1
    • 石油污染土壤处理新技术--植物型微生物燃料电池的适用性研究

      高洁

      Abstract:

      石油在炼制、储运和使用过程中进入土壤并对土壤造成污染,石油污染物危害程度大,处理难度高。现提出植物型微生物燃料电池技术(Plant Microbial Fuel Cell,PMFC)解决这一问题。以受石油污染的土壤为阳极底泥构筑PMFC,通过检测输出电压、功率密度、表观内阻和石油去除率,对电池植物和电极材料进行优选,并用优化后的PMFC探究其石油浓度的适用性和最佳适用范围。结果表明,植物中绿萝在PMFC的厌氧环境中不能成活,而白鹤芋-PMFC的产电性能和降解性能均优于香菇草-PMFC;电极材料中碳毡-PMFC的产电性能和降解性能较碳海绵-PMFC有明显的提升;以白鹤芋为电池植物、碳毡为电极材料的PMFC适用于任一石油浓度,并且随着石油浓度的增加,PMFC的产电性能和降解性能均呈现出先升高后降低的趋势,因此存在最佳石油浓度适用范围5-10g/kg。PMFC技术为石油污染土壤处理提供了一种新的思路,能在有效处理土壤污染问题的同时发电,实现双赢。

      • 1
    • 基于原油物性定量表征的油包水乳状液黏度预测模型*

      罗海军, 文江波, 宋扬, 王志华

      Abstract:

      采用8种不同物性的原油制备成油包水乳状液,通过流变仪对乳状液的黏度特性进行测定,研究了温度、含水率及剪切率对油包水乳状液表观黏度的影响。结果表明,油包水乳状液的表观黏度随温度的升高而减小,随含水率的增加而增大,随剪切率的增加而减小,具有剪切稀释性。采用幂率模型来描述油包水乳状液的流变特性,即 ,随着含水率上升,油包水乳状液的稠度系数K逐渐增大,而流变特性指数n逐渐减小;随着温度升高,稠度系数K逐渐减小,而流变特性指数n逐渐增大。以实验数据为基础,并对原油物性进行定量表征,建立了能够适用于不同原油、不同剪切条件的油包水乳状液黏度预测模型。该模型的预测偏差结果显示,模型计算黏度值与实测值之间的平均相对偏差为8.1%。

      • 1
    • 超深水裂缝储层钻井堵漏高效降解凝胶体系

      田野, 刘智勤, 王成文, 孟仁洲, 宋丽芳

      Abstract:

      针对南海永乐超深水区块花岗岩储层裂缝发育,钻井液漏失严重,裂缝性储层的堵漏与储层保护难兼顾难题,构建了高效降解凝胶堵漏体系。通过研发动态共价硼酸酯键交联剂,可与聚乙烯醇、黄原胶在可控时间内以动态共价键的交联方式发生物理化学交联作用,形成具有较高强度的堵漏凝胶体系,用于裂缝性地层堵漏;动态共价硼酸酯键交联剂在低pH下容易在过氧化物破胶剂作用下发生键断裂,具有较好的降解性能。测试结果表明:高效降解凝胶体系成胶时间可调、凝胶强度高、封堵能力强,对于裂缝宽度为3.5 mm的模拟岩心,在110℃以下,承压可达5.8 MPa;凝胶固化前具有较好的流动性和触变性;该凝胶体系破胶时间短,在pH=4、6%浓度氧化剂溶液中,6.1 h时完全破胶,破胶后残液黏度低,有助于裂缝性储层钻井防漏堵漏过程中的储层保护,是一种适用超深水裂缝性储层钻井堵漏用的高效降解凝胶体系。

      • 1
    • DSJ-1防膨和缩膨机理的探究

      赵凯强, 于丹, 吴琼, 杨超

      Abstract:

      针对泥质含量高、渗透率低的油藏,许多报道指出缩膨剂能够起到降压、增注的效果,但尚无相关机理的研究报道。本文考察了DSJ-1缩膨剂加量对防膨率和缩膨率的影响,并对处理前、处理后的膨润土进行了XRD、XRF、zeta电位、热重、粒度分布、光学显微镜表征。通过表征对其防膨和缩膨机理进行了分析,发现防膨处理过程中,DSJ-1主要吸附在粘土表面,吸附量、zeta电位对防膨率影响最大;在缩膨处理过程中,DSJ-1主要吸附在晶层间,颗粒聚集体尺寸、zeta电位影响缩膨率大小。

      • 1
    • 中性螯合体系对无机堵塞物的溶蚀机理及性能评价

      屈鸣, 侯吉瑞, 吴伟鹏, 王远征, 肖立晓, 赵宝顺, 王恒

      Abstract:

      酸化解堵技术常用于解决碳酸盐岩油藏在长期开发过程中滋生的储层污染、供液不足等问题。常规酸化技术因碳酸盐岩油藏物性特殊,在生产过程中易出现水锁、腐蚀管柱、井筒结垢等现象,导致储层受损,降低储层产能。为此本文研发出解除无机堵塞物,不需返排,不对地层产生二次伤害的中性螯合体系。以螯合剂EDTA和缓蚀剂PAA为主要成分,加入少量稳定剂Na2SO3,经去离子水融合过滤,120℃脱水研磨粉碎,500℃焙烧活化制备而成。实验表明,该体系对Ca2+、Mg2+离子无机堵塞物具有良好的溶蚀性,常温下24h内溶蚀率可达95%;对N80级钢材具有较好的缓腐蚀性,90℃环境12h腐蚀速率最高为4.45g/m2·h;对天然碳酸盐岩心平均溶蚀率可达70%以上;因此认为中性螯合体系具有较好的矿场应用潜力。

      • 1
    • 高效聚合物钻井液泥饼润滑剂及作用机理研究

      冯福平, 董乐园, 张健伟, 于洋, 韩旭, 刘圣源, 张朝琪

      Abstract:

      水平井和大位移井钻进至中后期,钻井液中有害固相含量增多,井壁泥饼润滑性随之下降,进而导致管柱与井壁之间摩阻不断增大,引起起下钻困难、机械钻速慢、托压甚至卡钻等问题。针对上述问题,本文提供了一种固体粉末状高效聚合物水基钻井液泥饼润滑剂RHGXJ-3。该泥饼润滑剂RHGXJ-3由高分子化合物、硅酸盐、高分子树脂以质量比为10:11:2复配而成,研究了该泥饼润滑剂的宏观性能,包括泥饼粘滞系数、温度敏感性、钻井液配伍性,最后结合SEM和XRD微观表征分析该泥饼润滑剂的润滑机理。室内试验表明,泥饼润滑剂以0.9%的加量加入井浆,泥饼粘滞系数1min内从0.0966降为0.0496,泥饼润滑性提高48.65%,适用温度为30℃至120℃。润滑剂RHGXJ-3与钻井液的配伍性良好,井浆的漏斗粘度由55s降低到39s,流动能力提升29.1%。该润滑剂够在泥饼表面和内部生成溶剂化水膜和凝胶类物质,通过填充空隙、提升压缩性等途径提高泥饼的润滑性,降低泥饼摩阻。将润滑剂RHGXJ-3与石墨、球状固体润滑剂进行润滑效果对比评价,发现润滑剂RHGXJ-3的泥饼润滑效果更佳,是其它固体润滑剂的1.6~2.2倍,而使用成本则降低约50%。

      • 1
    • 新型耐高温调堵剂的研究与应用

      姚大伟, 张磊

      Abstract:

      油田中高渗油藏高含水开发阶段后期表现出油藏温度高、注采不平衡、层内层间矛盾突出等问题,针对上述问题制备了一种新型耐高温高粘弹性调堵剂并开展实验研究。室内实验发现,该调堵剂的成胶时间可控,能够实现定位封堵,有效控制油藏优势水流通道,改善吸水剖面。耐温可达150℃以上,具有良好的封堵性、承压性。该调堵剂在现场应用效果明显,L90-58井浅调剖见效后,对应油井平均日产油提高3.38t,含水下降19.15%,取得较好的降水增油效果,对油田的开发具有一定的实际意义。

      • 1
    • 聚合物堵剂对窜槽封堵效果的实验研究

      时光

      Abstract:

      随着油田深入开发,受增产、增注措施和储层物性影响,水泥环窜槽井数逐渐增多。窜槽打乱了原有开发层系,造成严重层间干扰。分析聚合物堵剂在窜槽中的封堵规律是实现高效封堵的关键。文章利用水泥环窜槽封堵物理模拟装置,以窜槽模型的突破压力、微观结构及岩心的分流率作为评价手段,从窜槽结构、注入轮次、注入速度三个角度分析水泥环封窜规律。实验结果表明,在一定的实验条件下,窜槽模型的结构直接影响了封窜效果,窜槽裂缝宽度越宽,模型的突破压力越低,尤其在模型上部窜槽会出现堵剂无法紧密贴合缝壁或堵剂断裂等情况;大部分堵剂流经裂缝进入了高渗层,分流率大于80%。注入轮次也是影响封窜效果的重要参数之一,对于结构复杂的窜槽则需要二或三轮次的封窜才能保证效果。降低注入速度,可以改善堵剂对低渗层的污染。研究内容实现了对水泥环窜槽封堵规律的探索,对窜槽井的封窜具有重要的指导意义。

      • 1
    • 非均质油藏深部调驱用聚合物微球的制备及性能评价

      荆波, 陈龙

      Abstract:

      为解决常规丙烯酰胺类聚合物微球在高温高盐非均质油藏中应用效果较差的问题,以丙烯酰胺(AM)、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)和改性环状单体(NW-1)为合成原料,以N,N-亚甲基双丙烯酰胺和有机锆作为交联剂,制备了一种具有双重交联结构的聚合物微球SAM-2,室内对其综合性能进行了评价。结果表明,聚合物微球SAM-2在储层温度(110℃)和矿化度(10.2×104mg/L)条件下老化180d后仍能够具备较高的黏度和良好的膨胀性能,具有良好的耐温抗盐性能和长期热稳定性能。聚合物微球SAM-2的黏弹性能较好,使其具有较强的深部运移能力,注入长岩心后能够在深部区域产生有效的封堵,并能有效的改善非均质岩心的吸水剖面,注入聚合物微球后高、低渗岩心的剖面改善率可以达到98.7%。三层非均质岩心水驱结束后注入0.5PV聚合物微球SAM-2,可使采收率继续提高25.34%,调剖驱油效果较好。现场应用结果表明,M-101井采取聚合物微球SAM-2深部调驱措施后,平均日产油量提升56.8%,平均含水率降低10.1%,达到了良好的降水增油效果。

      • 1
    • 带压作业用自降解凝胶性能评价

      杨 雪, 廖锐全, 汪瀛

      Abstract:

      凝胶带压封隔技术要求凝胶所需的强度与其破胶性能的矛盾性限制了该技术的发展。鉴于外部破胶困难,因此通过引入不稳定交联剂PLG与丙烯酰胺、丙烯酸共聚合成了一种自降解凝胶。通过单轴压缩实验探究了凝胶强度;通过热重分析以及与PEGDA凝胶的对比,分析了PLG降解性能;采用单一变量法研究了配方组分浓度对凝胶降解时间的影响;最后探究了凝胶的封堵性能。结果表明凝胶的本体强度为55.1N;热重分析表明PLG凝胶具有优异的降解性能,降解温度低至40℃;相比不稳定交联剂PEGDA,PLG具备更短的降解时间。丙烯酰胺、丙烯、PLG和APS均对凝胶降解性能有较大的影响;凝胶在60℃~100℃均可实现降解,温度越高降解时间越短。此外,凝胶封堵实验表明凝胶在60~100℃均有较好的封隔能力,并且在凝胶封堵作业结束后不需要额外注入破胶剂。凝胶降解时间可以通过设计配方来控制,以实现凝胶的快速破胶返排。它节省了时间成本和经济成本。这种自降解凝胶可以作为油气井带压作业封堵剂。

      • 1
    • 具有稠油降黏作用的泡沫体系室内实验评价

      陈超, 张新春, 刘广峰, 徐浩, 王鹏, 廖建军

      Abstract:

      针对鲁克沁玉东区块高温高盐稠油的特性,且现场应用的XHY-4驱油效果不理想的问题,采用新型具有稠油降黏作用的DY-2与XHY-4进行了降黏效果、泡沫稳定性、抗油性能、封堵能力以及驱油效果等一系列室内实验评价。实验结果表明,当DY-2有效浓度为0.1%时,原油降黏率可达82.5%,发泡体积为445 mL,泡沫半衰期为2 186 s,析液半衰期为96 s,泡沫综合指数为72.96×104 mL.s;DY-2泡沫体系还具有较好的抗油性与封堵性,当含油量从0%增加到20%的过程中,泡沫体系稳定性无明显下降;此外,当渗透率为938 mD时,阻力因子可达61.5;在双管驱替实验中,DY-2在对高低渗管分流率、综合含水率以及综合采出程度方面的改善效果均优于XHY-4,其中采出程度增幅为16.2%,比XHY-4高出4.6%。可见DY-2可以更好的满足玉东区块泡沫驱提高采收率的技术要求。

      • 1
    • 160℃无固相氯化钙冲洗隔离液体系构建*

      潘丽娟, 方俊伟, 邓小刚, 石鑫, 胡广强, 胡正文, 林凌, 王静

      Abstract:

      传统隔离液存在抗温、抗钙能力不足,对油基钻井液体系顶替不充分和冲洗效率低等问题。通过采用非离子型抗温抗盐聚合物,提高隔离液体系流变性能,复配表面活性剂提高清洗效率,制备了一种无固相抗温抗钙高效冲洗隔离液。对隔离液体系进行抗温性能、流变性能、配伍性能和冲洗效率评价及性能优化,确定隔离液体系配方为0.5%聚合物+30%氯化钙+2%除氧剂+0.4%表面活性剂。研究结果表明,无固相隔离液体系密度1.3 g/cm3,160℃老化后动切力大于10 Pa,冲洗效率大于95%,与油基钻井液和氯化钙完井液均具有良好的相容性。

      • 1
    • 仿生超疏水材料在石油化工中的应用进展

      刘云鹏, 杨清海, 石白茹, 刘山虎

      Abstract:

      仿生超疏水材料具有亲油疏水、自清洁等特点,在石油化工领域有重要应用前景。本文简要介绍了超疏水的原理,从油水分离、金属材料防护、冷凝传热、钻井开采等四个方面综述了超疏水材料在石油化工行业的应用,并对超疏水材料在该领域中的应用前景进行了展望。

      • 1
    • 可控自聚集微球/乳化分散体系协同深部调控技术在渤海某油田的研究与先导性试验

      赵德喜

      Abstract:

      针对渤海某油田储层高孔高渗、非均质性强、水油流度比大,导致水驱效率低的问题,本文提出采用可控自聚集微球/乳化分散体系协同深部调控技术,来实现该油田控水增油。室内评价结果表明,微球在注入过程中的压力呈“阶梯状”缓慢增加,具有良好的注入性和深部运移能力;在油藏条件下,微球可通过其表面的功能化链段实现自聚集;聚集后,对2000~2600mD高渗窜流区域的封堵率可达50%以上。所选乳化分散驱油剂不仅对油田原油有很好的乳化性能,而且驱油效果良好。当驱油剂浓度≥2000mg/L时,原油的乳化率可达100%;乳化的原油可对地层微观均质性起到微调作用。现场先导性试验结果显示,该技术在试验井组控制区域内提高采收率效果明显,3个月净增油量达3260.41m3。。

      • 1
    • 自愈合材料在油气钻采领域中的研究现状及思考

      桑宇彤, 郑憬希, 张艺夕, 张丰润泽, 暴丹, 张鹏

      Abstract:

      自愈合材料是一类受外界作用损坏后本身能自我愈合的材料,对于延长材料使用寿命,消除安全隐患,降低维护成本具有重要意义,近年来在油气钻采领域取得了广泛研究与应用。基于不同的愈合方式将自愈合材料分为外援型和本征型,本文系统概述了外援型(微胶囊、油气激活型材料、压差激活密封剂)和本征型(物理自愈合、化学自愈合)自愈合材料的愈合机理及特点。物理自愈合主要有氢键、疏水缔合、静电、主客体识别等作用,化学自愈合主要有亚胺键、酰腙键、双硫键等的结合与断裂。总结了不同类型自愈合材料在固井、井下管件修复、防漏堵漏、固壁、降滤失、调剖堵水等领域的研究现状,并对其发展前景进行展望。

      • 1
    • 基于长链疏水单体的新型疏水缔合聚合物的分子动力学模拟

      魏媛, 王梦颖, 魏玲艳, 李毓哲, 刘鹏, 戴姗姗

      Abstract:

      为了探究不同疏水单体对聚合物类减阻剂耐盐性能的影响,本研究采用分子动力学模拟方法研究了三种不同的疏水长链型疏水单体与亲水的丙烯酰胺(AM)、丙烯酸(AA)、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)共聚形成的疏水缔合聚合物在盐溶液中的减阻性能和聚集行为。结果表明:三种疏水单体均能提高共聚物与水的相互作用,其中疏水长链由亲水的烷氧基链、烷基链和芳环类疏水基共同组成的疏水单体性能最优异。三种疏水单体均能提高共聚物的回转半径,且链长更长并带有芳环类疏水基的疏水单体使共聚物的流体力学半径更大;此外,聚合物疏水链的疏水缔合有利于促进共聚物通过氢键进行分子间交联,形成聚合物链之间的空间网络结构,增加聚合物链的刚性。

      • 1
    • 提高原油采收率中油包水乳状液的稳定性研究及其应用

      赵学松, 刘 琦

      Abstract:

      随着油田开发中后期的到来,原油中的含水量不断上升,再加上大规模强化采油技术的应用,原油乳化越来越严重,并且化学驱油剂的注入使采出液黏度增加和乳状液稳定性增强,给原油的生产、运输和加工带来诸多不便。原油生产过程中,因为沥青质、胶质、固体颗粒等天然活性组分的存在,易形成乳状液,这些界面活性组分对油水界面活性和乳状液的整体性质有较大影响。其中,沥青质是天然乳化剂的主要成分,胶质与沥青质具有较强的协同作用,通过改变沥青质的溶解度影响乳状液的稳定性。不同大小和结构的环烷酸也会影响油水界面的界面活性,蜡组分通过形成蜡晶与沥青质结合,聚集在油水界面,增强界面膜的厚度,从而稳定乳状液。本文基于油水体系的乳化机理,综述了原油组成、水相组成和乳化条件对油包水乳状液稳定性影响的研究进展。此外,油包水乳状液具有良好的流度控制能力,可以扩大波及体积,提高驱油效率,本文还对油包水乳状液在提高采收率方面的应用做了分析。

      • 1
    • CO2在非常规油气增产领域应用研究进展*

      侯向前, 卢拥军, 张福祥, 胡广军, 张涛, 苗红生

      Abstract:

      针对CO2在非常规油气增产领域的研究现状与挑战,概述了CO2在压裂、驱油、封存过程中的12项应用机理;分析了近年来CO2干法压裂技术、CO2泡沫压裂技术、CO2混合压裂技术和CO2驱油技术的国内外研究现状与技术需求;展望了CO2在非常规油气增产领域的未来研究重点。

      • 1
    • 耐高温酸液胶凝剂的制备及性能研究

      李晖, 罗斌, 李钦, 郭淑芬, 鲁红升, 兰健

      Abstract:

      与其它酸液胶凝剂相比,两性离子胶凝剂具有价格低和合成方便的优点,并能基于胶凝剂之间的超分子作用提升酸液的黏度。因此,两性离子胶凝剂在酸化压裂中有着广阔的应用前景。以丙烯酰胺(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)和甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DMC)为原料,以自由基水溶液聚合法合成了两种两性离子胶凝剂P(AM-AMPS-DMDAAC)(PAAD1)和P(AM-AMPS-DMC)(PAAD2)。实验结果表明:两种胶凝剂的酸溶时间低于40min,并且两种胶凝剂以一定质量比复配,在室温(25°C),170S-1下,酸液黏度可达39mPa·s,在160°C,170S-1下剪切90min后的黏度为15mPa·s,相较于单独使用的胶凝剂配制,复配胶凝剂的增粘、耐温和耐剪切性能更佳。

      • 1
    • 酸化用抗高温杂化胶凝剂的研制与性能评价

      孙亚东, 杨立, 李新亮

      Abstract:

      针对高温深井酸化作业中常规胶凝酸体系抗温不足的问题,利用丙烯酰胺(AM)、2-丙烯酰胺-2甲基丙磺酸(AMPS)、疏水单体和烯基聚倍半硅氧烷分子纳米粒子为原料,采用乳液聚合方法合成了一种胶凝酸用抗高温杂化胶凝剂。通过单因素分析法确定了关键原料的最佳比例,采用傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)、热重分析仪(TGA)等对其进行了表征,并对其酸溶时间、抗高温性能、缓速性能和残酸黏度进行了综合评价。实验结果表明,该杂化胶凝剂加量低,易溶于酸液,具有较好的缓速性能,增黏效果突出,在170 s-1剪切速率下,将胶凝剂溶于质量分数20%的盐酸中,常温下酸液表观黏度可达到51 mPa.s,在180 °C下胶凝酸液表观黏度仍高于15 mPa.s,具有良好的抗温性能;利用过氧化氢和过硫酸铵复合破胶后,胶凝酸液残酸黏度仅为4.5 mPa.s,便于返排,该胶凝剂可应用于抗高温的胶凝酸体系开发。

      • 1
    • 用于海水基压裂液环氧丙基表活剂改性胍胶合成与性能评价

      张永涛, 郭布民, 金颢, 鲍文辉, 秦世利, 邱守美, 张强, 赵健

      Abstract:

      针对海水中存在大量金属离子附着在胍胶表面,抑制胍胶分子的溶胀,不能满足现场连续混配的问题,以环氧氯丙烷、十八烯酸酰胺丙基二甲基为原料进行合成并得到阳离子单体GOA,然后将GOA接枝到胍胶分子链上,得到海水基压裂液稠化剂环氧丙基表面活性剂改性胍胶。在改性胍胶分子链上库仑力及静电排斥等作用,避免了金属离子附着在胍胶分子链上,保证胍胶分子的溶胀,提高了胍胶的耐盐性。论文对GOA改性胍胶的溶胀、耐盐、耐温耐剪切、携砂与破胶等性能进行了研究。结果表明:GOA改性胍胶在海水中溶解速度显著大于普通胍胶,在海水中的粒径中值约为普通胍胶分子的1/5;在转速500r/min 下,GOA改性胍胶溶胀5min左右的黏度能达到最终黏度的80%;微观分析显示GOA改性胍胶形成了清晰可见的无规则网状线团结构,胍胶分子链充分展开且交联键位增多。在160℃、170s-1连续剪切120min后的黏度仍高于50mPa·s,表明GOA改性胍胶压裂液具有较好的抗盐耐温度耐剪切性能且破胶液黏度为1.6mPa·s,破胶液中的残渣含量为297mg/L,满足现场压裂施工要求。

      • 1
    • 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
    • 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
    • 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
    • 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
    • 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
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    • 董汶鑫 1,蒲晓林 1,任研君 1,王梓豪 2,翟玉芬 1,王红彬 2

      2019,36(1):23-26, DOI: 10.19346/j.cnki.1000-4092.2019.01.005

      Abstract:

      水基钻井液中常加入大量的表面水化抑制剂,却未能有效提高井壁稳定性,造成钻井成本高、回收处理难、环境污染大等问题。因而提出小分子表面水化抑制剂能否有效进入地层这一问题。以抑制效果佳且分子量最低的表面水化抑制剂己二胺为研究对象,采用柱前衍生液相色谱法及线性膨胀实验研究了不同类型泥饼对己二 胺的阻挡作用以及滤液的抑制性变化。结果表明,泥饼对抑制剂的阻挡作用不可忽略,45%~ 90%己二胺不能有效进入地层,己二胺钻井液滤液对岩心水化膨胀的抑制性明显降低,泥饼对抑制剂存在吸附与束缚作用,诠释了现场加入过量抑制剂而不能有效提高井壁稳定性这一问题。图 10参20

    • 刘银仓,谢 娟,孙春佳,张高群,杨超,郭粉娟,赵 莹

      2019,36(1):33-37, DOI: 10.19346/j.cnki.1000-4092.2019.01.007

      Abstract:

      为了改善羧甲基羟丙基胍胶(CMHPG)酸性压裂液性能,满足高温深井储层压裂改造需求,合成了一种有机交联剂,形成了组成为 0.3%~ 0.6%CMHPG+0.6%~ 1.0%有机交联剂 ZJ-1+0.6%交联调节剂 TG-1+0.2%黏土稳定剂 NW-1+0.3%高效增效剂 G-ZP+0.05%APS的酸性压裂液体系,考察了该压裂液体系的耐温耐剪切性能、黏弹性、滤失性能、破胶性能和岩心基质损害率。研究结果表明,CMHPG加量为 0.6%、交联剂 ZJ-1加量为 0.75%的压裂液体系在 130℃、170 s-1连续剪切 90 min,冻胶的黏度大于 200 mPa·s,150℃、170 s-1连续剪切 90 min,冻胶黏度大于 100 mPa·s,表现出良好的耐温耐剪切性;CMHPG加量为 0.3%的酸性压裂液冻胶的 G'/G"值大于 4,结构黏度强,携砂性能好;在 90℃、破胶剂加量 0.05%的情况下可实现 1.5 h内破胶,破胶液黏度小于 3 mPa·s,破胶液残渣含量为 157 mg/L,对钠膨润土的防膨率为 93%,表面张力 23.9 mN/m,与煤油间的界面张力为 0.85 mN/m;压裂液滤失量低,滤液对储层岩心基质渗透率伤害率约 16%,对储层的伤害较小。该 CMHPG酸性压裂液体系在某盆地页岩油探井进行了现场应用,取得了良好的应用效果。图 3表7参 10

    • 杨明娇,林章碧

      2019,36(1):188-190, DOI: 10.19346/j.cnki.1000-4092.2019.01.035

      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

    • 陈志学 1,兰 芳 2,梁 为 3,于文华 4,张世清 2

      2019,36(1):1-6, DOI: 10.19346/j.cnki.1000-4092.2019.01.001

      Abstract:

      华北油田牛东地区油层埋藏深,井底温度超过 200℃,且钻井中易发生井壁失稳等复杂事故,常规钻井液体系稠化严重、防塌性能不足。基于深部地层岩样 X射线衍射、扫描电镜组构分析结果,进行了深部地层井壁失稳机理及对策研究,结果表明牛东地区深层岩样黏土矿物含量较低,微裂缝发育,钻井液滤失是井壁失稳的主要原因。通过实验优化构建了两性离子聚磺抗高温防塌钻井液体系,并优选了刚性及可变形封堵防塌剂,形成了适合牛东地区的两性离子聚磺抗高温防塌钻井液体系,在牛东 101 井目的层段(井底温度 207℃)进行了试验应用。室内评价结果表明,两性离子聚磺抗高温防塌钻井液体系在 240℃热滚前后具有良好的流变、滤失性能,加入复配的刚性及可变形封堵防塌剂后砂床滤失量降低 80%以上。现场应用过程中,钻井施工正常,电测一次成功,与邻井同井段相比,平均井径扩大率从 56.74%降低为 9.6%,实现了安全钻井的目标。该体系及其现场应用技术对牛东地区甚至其他高温超深井钻井具有非常重要的参考意义。图 2表7参 9

    • 邓志颖 1,2,王伟波 3,宋昭杰 1,2,王尔珍 1,2,吴文超 4

      2019,36(1):27-32, DOI: 10.19346/j.cnki.1000-4092.2019.01.006

      Abstract:

      针对姬塬油田长 X储层近年来注水井注水压力高、酸化效果差、多次措施无效的问题,研发了一种螯合酸酸液体系,形成了“不动管柱+在线注入”的主体酸化工艺技术,实现了“一步”代“多步”、高效、快速酸化作业。考察了螯合酸的缓速性能、螯合性能、沉淀抑制性和腐蚀性,并进行了岩心流动实验和现场应用。室内酸液性能评价结果表明,与常规土酸对比,螯合酸具有缓速性好、腐蚀慢、螯合能力强、抑制沉淀能力强等特点,可确保施工工艺,减少了起下管柱、残酸返排等步骤。室内岩心模拟实验结果表明,螯合酸可有效提高岩心渗透率和孔隙度,同时避免了常规土酸生成二次沉淀堵塞孔喉的缺点。矿场试验结果表明,该技术可有效提高单井日注水量,降低注水压力,缩短施工用时,38口欠注井平均施工用时 10 h,平均单井注水压力下降 1.7 MPa,平均单井日增注13 m3,累计增注 311695 m3。 图 3表 4参 10

    • 马京缘,潘谊党,于培志,安玉秀

      2019,36(1):181-187, DOI: 10.19346/j.cnki.1000-4092.2019.01.034

      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

    • 郑 凯,史璐皎,曹 辉

      2019,36(1):74-82, DOI: 10.19346/j.cnki.1000-4092.2019.01.015

      Abstract:

      为改善黄原胶(XG)的各项性能,以 3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵、环氧丙烷为改性剂与 XG发生醚化反应,分别获得阳离子黄原胶(CXG)和阳离子羟丙基黄原胶(HCXG)。采用红外光谱、核磁共振和 X射线衍射(XRD)等方法表征了产物的结构,研究了 XG、CXG和 HCXG溶液的流变性能及其作为压裂液的性能指标。红外、核磁以及 XRD 测试结果表明,阳离子醚化剂和羟丙基已成功接入 XG。制备的 HCXG 的阳离子取代度平均值为0.3175%,羟丙基化程度为 0.500%。HCXG溶液的流变性能和压裂液基液性能优于 CXG和 XG溶液。XG改性后的溶液黏度增加,0.4% HCXG溶液的表观黏度分别是 XG、CXG溶液的 6.27倍和 2.27倍。XG改性后,溶液强度、屈服应力、黏弹性、耐温耐剪切性、携砂性和破胶性均明显提高。HCXG溶液流变性能和压裂液基液性能较好,可用于压裂液增稠剂。图 19表 3参 21

    • 何 静 1,王满学 2,吴金桥 1,王 敏 1

      2019,36(1):48-52, DOI: 10.19346/j.cnki.1000-4092.2019.01.010

      Abstract:

      为获得滑溜水压裂液优良的减阻性,以柴油为分散介质、失水山梨醇单油酸酯和聚氧化乙烯失水山梨醇单硬脂酸酯为复配乳化剂、过硫酸钾和偶氮二异丁腈为引发剂,以丙烯酰胺(AM)、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)和α-十二烯(EA)为反应单体,采用反相乳液聚合的方法制备了滑溜水减阻剂 DGSA-1。用红外光谱仪对合成产物的结构进行了表征。通过测定减阻剂水溶液的特性黏数,对减阻剂制备条件进行了优选,研究了减阻剂的抗盐性、表面活性和减阻性。结果表明,在 AM、AMPS、EA 3种物质摩尔比为 1.1∶1∶0.1、引发剂用量占单体总质量的 0.048%、复配乳化剂的HLB值(表面活性剂的亲水亲油平衡值)为 5.5、反应温度 55℃、反应时间 6 h的条件下制备的滑溜水减阻剂 DGSA-1的减阻效果最佳。DGSA-1减阻剂具有分散溶解性好、抗盐、高效减阻和低表界面张力的特性。0.15% DGSA-1水溶液的黏度在 2 min内达到最大,减阻率为 73.2%,减阻性能优于国内外同类产品。图 3表 2参 16

    • 都伟超 1,4,孙金声 2,3,蒲晓林 4

      2019,36(1):12-17, DOI: 10.19346/j.cnki.1000-4092.2019.01.003

      Abstract:

      针对深水钻井中钻井液黏土水化抑制性和封堵性能不足、低温流变性差等问题,以烯丙基磺酸钠(AS)、三羟乙基烯丙基溴化铵(THAAB)和甲基丙烯酸甲酯(MMA)为原料制得多羟基低聚物黏土水化抑制剂 PDWC。在常规水基钻井液中加入 10% KCl和 0.7% PDWC,得到密度为 1.1 g/cm3的强抑制强封堵深水钻井液体系。通过红外光谱仪、热重分析仪和凝胶色谱法表征了 PDWC的结构,研究了强抑制强封堵深水钻井液的封堵性、润滑性和抗温抗盐性。结果表明,PDWC的相对分子质量为 2.2×104,抗温可达 280℃,强抑制强封堵深水钻井液体系具有良好的抑制和封堵性能。红土滚动回收率高达 93.5%,人造岩心在滤液中的常温常压线性膨胀高度仅为1.7 mm。在 0.69 MPa的条件下,钻井液在模拟砂床中侵入 30 min后的深度为 4 cm。钻井液的抗温和抗盐能力较好,其低温流变性和润滑性能良好,满足深水钻井工程需要。图 6表5参 14

    • 张举政 1 ,杨远光 1,孙勤亮 2,付家文 2,万浩东 1,谢应权 1

      2019,36(1):7-11, DOI: 10.19346/j.cnki.1000-4092.2019.01.002

      Abstract:

      固井前甲酸盐钻井液的流变性和失水造壁性差是导致固井质量不理想的关键问题之一。为提高环空钻井液顶替效率和井壁泥饼冲洗效率,研究了 pH值和稀释剂磺化丹宁对油田现场某井区甲酸盐钻井液流变性和失水造壁性的影响,通过比较甲酸盐钻井液调节前后形成泥饼的微观结构,分析了钻井液性能改变的机理。结果表明,pH值和稀释剂对甲酸盐钻井液的流变性和失水造壁性的影响较大。随 pH值和稀释剂加量的增大,甲酸盐钻井液的塑性黏度、动切力、高温高压滤失量和泥饼厚度先降低后增加,泥饼冲洗效率和界面胶结强度先增加后降低。在 90℃下,现场甲酸盐钻井液适宜的 pH值为 11.5、稀释剂最佳加量为 0.3%。甲酸盐钻井液经 NaOH溶液和稀释剂调节后,改善了黏土颗粒的分散性,优化了钻井液性能,并提高了形成泥饼的致密性,有利于环空钻井液的顶替和井壁泥饼的冲洗清除,改善固井胶结质量。图 9表5参 19

    • 林 凌 1,罗平亚 2,鲍 晋 3,何启平 3,赵昱坤 1,罗源皓 1,郭拥军 4,周明源 4,梁 彦 4

      2019,36(1):134-138, DOI: 10.19346/j.cnki.1000-4092.2019.01.025

      Abstract:

      为揭示疏水微球对疏水缔合聚合物流变性能的影响规律,以苯乙烯为单体,通过自由基共聚制得单分散的聚苯乙烯微球(PSM),并与疏水缔合聚合物(HAP)配成溶液。用环境扫描电子显微镜研究了 PSM对 HAP溶液微观结构的影响,用旋转黏度计和流变仪等考察了 PSM/HAP溶液的表观黏度、剪切稀释行为和黏弹性。结果表 明,PSM呈球状,粒径约 1 μm,且分布较窄;HAP加量超过其临界缔合浓度(2 g/L)时,HAP在水溶液中形成网状结构的主要方式为链间缔合。PSM 加入 HAP 溶液后,PSM 散布在较粗的 HAP 链束表面,且 PSM 团聚程度随PSM浓度增大而快速上升。PSM可适当提高 HAP溶液的表观黏度和抗剪切性能,并改善其黏弹性。当 HAP网状结构处于“破坏-恢复”的动态平衡时,PSM可作为物理交联点与 HAP疏水基团作用,对网状结构的恢复有利。图 12参 22

    • 秦正山 1,罗 沛 1,张文昌 2,刘先山 1,谢 晶 1,周建良 1

      2019,36(1):174-180, DOI: 10.19346/j.cnki.1000-4092.2019.01.033

      Abstract:

      利用人造岩心模拟已知物性参数的地层条件来替代天然岩心,已成为天然岩心存量较少条件下石油开发室内研究的一种趋势。通过综合全面地考虑人造岩心物性参数的影响因素,制定人造岩心配比设计正交方案,制备人造岩心,测试物性参数,分析预考虑影响因素与物性参数的关系;采用灰色关联法,明确岩心孔隙度、渗透率、粒度中值的主要控制参数,进一步分析和判断预考虑影响因素的合理性;基于影响因素分析结果、实验数据、BP神经网络原理,建立人造岩心配比设计数学模型。结果表明,预考虑影响因素的全面性和影响因素数据化、定量化是建立模型的基础。影响人造岩心物性参数的影响因素主要有砂型配比、胶结物加量、压制压力和加压时间等。其中,胶结剂加量和压制压力对孔隙度影响程度大;粒径为 0.224v 0.45 mm石英砂加量对渗透率影响最大;0.154~ 0.28 mm石英砂加量对粒度中值影响最大;0.074~ 0.18 mm石英砂加量对孔隙度、渗透率和粒度中值的影响最弱。由配比设计模型计算岩心制备加量,根据计算结果制备的人造岩心物性参数测试值与期望值的总体相对误差小于 10%。该方法可用于指导定制物性参数模拟误差小的人造岩心。图 9表2参 15

    • 张文哲1,2,李 伟1,2,王 波1,2,刘 云3

      2019,36(2):191-195, DOI: 10.19346/j.cnki.1000-4092.2019.02.001

      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

    • 万浩东 1 ,杨远光 1,邓天安 2,刘 强 2,张举政 1

      2019,36(1):53-57, DOI: 10.19346/j.cnki.1000-4092.2019.01.011

      Abstract:

      针对储气库在交变载荷作用下易发生封隔失效的问题,优选了热熔型自愈合材料 RS-1,研究了其对水泥石自愈合的影响规律,同时为改善体系水泥石的弹、韧性及胶结强度,加入纤维增韧剂 XW46和膨胀剂 BS500,配合其他外加剂形成了密度 1.89 g/cm3的自愈合水泥浆体系,研究了该体系的常规性能、自愈合性能和力学性能。研究结果表明,自愈合水泥石 1 d愈合缝宽可达 150 μm以上;7 d压折比与胶结强度较常规水泥浆分别提高 33%、67%;弹性模量仅 5854 MPa,弹性极限应力与应变则分别为 37 MPa、0.77%,同时交变循环应力加载第 7周时弹性恢复率达 77%以上。该自愈合水泥浆体系适用于储气库 75~ 90℃的井口压力为 13~ 37 MPa范围的储气库固井。图 5表5参 16

    • 张 鹏,杨子腾,王文哲,陈世兰,周成裕,贾振福

      2019,36(1):107-111, DOI: 10.19346/j.cnki.1000-4092.2019.01.020

      Abstract:

      提出一种将类似机械“滑轮”的化学结构引入到水凝胶中充当交联点的方案,以期赋予水凝胶颗粒更优异的形变能力。首先通过三步反应设计构筑出一种具有“滑轮”效应的水溶性聚轮烷交联剂,进而与丙烯酰胺交联共聚制备了凝胶颗粒。通过红外光谱、核磁共振、X射线衍射表征了交联剂的结构,对比研究了由聚轮烷交联剂制备的凝胶颗粒和由传统 N,N'-亚甲基双丙烯酰胺交联剂制备的凝胶颗粒的形变能力。结果表明,已引入双键的α-环糊精与改性聚乙二醇形成了包合结构,成功制备了聚轮烷交联剂。聚轮烷交联剂制备的凝胶颗粒具有更优异的形变能力,溶胀 10 h后,以聚轮烷交联剂合成的凝胶颗粒受力为 286.4 N时仍未发生破碎,且外力撤去后凝胶能够恢复至原始状态,而以传统交联剂制备的凝胶颗粒受到 174.2 N的力时即发生破碎。图 9参 15

    • 葛红江,张宏峰,程 静,杨卫华

      2019,36(1):139-142, DOI: 10.19346/j.cnki.1000-4092.2019.01.026

      Abstract:

      聚合物驱、凝胶驱是我国陆上油田最主要的两种驱油体系,为考察等成本条件下聚合物和凝胶驱的驱油效果,采用三联填砂岩心管,模拟了不同浓度的聚合物驱、凝胶驱及聚合物-凝胶组合驱的采收率增幅,以及聚合物-凝胶交替注入工艺对采收率增幅的影响。研究结果表明:对于较均质油藏,相同药剂成本的低浓度聚合物驱、高浓度聚合物驱、低浓度凝胶驱及聚合物-凝胶组合驱采收率增幅差异不明显,单纯高浓度凝胶驱采收率增幅略小;对于非均质油藏,等成本凝胶驱及凝胶-聚合物驱组合采收率增幅明显大于单纯的聚合物驱或凝胶驱,其中凝胶-聚合物组合驱采收率增幅最大。等成本的凝胶-聚合物组合驱交替注入对采收率增幅有显著影响,其中凝胶-聚合物组合驱 4次交替注入采收率增幅最明显。图 3表 2参10

    • 郐婧文 1,曹伟佳 1,卢祥国 1,徐国瑞 2,李 翔 2,张云宝 1,3,葛 嵩 1

      2019,36(1):83-89, DOI: 10.19346/j.cnki.1000-4092.2019.01.016

      Abstract:

      针对渤海油田开发现状和技术需求,为解决在泡沫调剖过程中泡沫稳定性差的问题,评价筛选出可大幅增强泡沫稳定性的 SiO2纳米颗粒并分析其稳泡机理,研究了起泡剂阴离子型表面活性剂 PO-FASD和 SiO2纳米颗粒加量、气体类型、环境压力对三相纳米泡沫体系起泡性能的影响,考察了三相纳米泡沫体系的封堵效果和液流转向能力。结果表明,SiO2纳米颗粒自身聚集性越好、粒径越小,对表面活性剂降低界面张力性能影响越小。相较于在二氧化碳和空气环境下,在氮气环境中泡沫的起泡性与稳定性最优。在 PO-FASD加量 0.5%、纳米颗粒(比表面积 350~ 410 m2/g)加量 0.3%和氮气条件下,三相纳米泡沫性能最佳。随环境压力升高,泡沫稳定性增强。三相纳米泡沫封堵性和调剖性良好,对均质岩心的封堵率为 99.3%;在非均质岩心中,可有效封堵高渗透层,低渗透层采收率增幅44.17%,整体采收率增幅达 16.06%,调剖堵水效果较好。图 8表 5参 30

    • 祝仰文

      2019,36(1):97-101, DOI: 10.19346/j.cnki.1000-4092.2019.01.018

      Abstract:

      为了研究剪切条件下 B-PPG溶液的黏度及黏弹性变化的机理,通过机械剪切(模拟聚合物从设备到井筒注入过程中所受剪切)和射孔孔眼(炮眼)剪切(模拟聚合物溶液通过射孔孔眼及近井地层所受剪切)方法,研究了B-PPG在不同剪切强度作用下溶液的黏度保留率,并利用原子力显微镜观察 B-PPG溶液的微观结构。结果表明,B-PPG的增黏性较好。70℃下当溶液质量浓度大于 3.5 g/L时,颗粒的支化链相互缠绕形成的网络结构导致溶液黏度迅速增大。B-PPG的抗剪切性较好。B-PPG溶液的表观黏度随剪切速率增加而降低;B-PPG溶液浓度越高,溶液黏度降幅越大。机械剪切后 B-PPG溶液的黏度保留率大于 50%,模拟射孔孔眼剪切后的黏度保留率大于 20%。剪切前后的 B-PPG溶液均以储能模量为主。两种剪切条件下 B-PPG原有的交联网络结构均有不同程度地破坏,分子间连接较弱,不同剪切类型及强度对网络结构的破坏程度不同,射孔孔眼剪切对网络结构的破坏最大。图 13参14

    • 杜 林 ,刘 伟,陈星杙,秦晓渊,任雪霏

      2019,36(2):367-372, DOI: 10.19346/j.cnki.1000-4092.2019.02.034

      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

    • 邹 剑 1,曹哲哲 2,王秋霞 1,张龙力 2,张 华 1,刘 昊 1

      2019,36(1):121-125, DOI: 10.19346/j.cnki.1000-4092.2019.01.023

      Abstract:

      为配合注蒸汽热采技术用于海上稠油的乳化降黏,用自制的水溶性乳化降黏剂 SP(阴-非离子表面活性剂)配制水溶液,将渤海油田海上稠油与表面活性剂水溶液以油水质量比 70∶30混合制得 O/W型乳状液。研究了矿化度、pH值、温度和 SP浓度等因素对乳状液稳定性的影响,以乳化体系在 50℃下静置 60 min的出水率作为体系的稳定性表征参数,出水率越高、稳定性越差。此外,通过测定表面活性剂溶液和稠油间的界面张力,分析了乳状液稳定性机制。结果表明,矿化度、pH值对乳状液稳定性的影响最大,SP加量次之,温度的影响较小。随着矿化度的增加,界面张力和出水率先降低后增加,当矿化度为 55 g/L时,体系的界面张力最小,稳定性最好;钙离子对乳状液界面张力的影响大于钠离子。碱性条件有利于乳状液的稳定。随着 SP加量的减少,界面张力升高,乳状液稳定性降低。SP对海上稠油的最佳乳化温度为 50~ 70℃;SP耐温性良好,经 300℃的高温处理后仍具有良好的活性,可配合注蒸汽热采技术用于海上稠油的乳化降黏。图 9表1参 18

    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

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    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
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