化学堵水调剖剂DX-9研制及应用.pdf

第 卷第 期 年 月应 用 化 工 .收稿日期:修改稿日期:基金项目:国家科技重大专项()陕西省科技攻关项目()陕西省科技统筹创新工程项目()延长石油集团项目()作者简介:马天奇()男内蒙古呼伦贝尔人高级工程师博士主要从事油田化学与环境保护研究 电话:.化学堵水调剖剂 研制及应用马天奇赵春雨左挺(.陕西延长石油(集团)有限责任公司研究院陕西 西安.中国石油长庆油田分公司 第十一采油厂甘肃 庆阳.中国石油集团川庆钻探工程有限公司 长庆井下技术作业公司陕西 咸阳)摘 要:在水平井开采中边水或底水水窜问题严重为穏油控水提高采收率介绍了一种可应用于水平井选择性堵水的化学堵水剂 研究该堵剂体系的性能以及影响因素 结果表明选择性堵水剂 具有固化时间可控、固化强度高且韧性强最高突破压力梯度可达./岩心封堵率可达.能够满足延长油田水平井选择性堵水应用关键词:水平井选择性堵水脲醛树脂中图分类号:文献标识码:文章编号:()(.().):./.:近年来水平井开发已成为陕北油田加快产能建设、提高单井产量重要技术手段 水平井水平段压降和采出程度不匀导致边底水水窜采出液含水上升产量下降 针对水平井井身结构复杂化学堵剂难注入、易冲走、强度低、固化难控以及陕北油田低渗油藏地质特点研发出具有高选择性、价格低廉、成胶时间可控、固化强度较高、使用寿命长等特点的选择性堵水剂 并研究适合低渗油藏特点选择性堵水工艺 通过现场实验该选择性堵水剂适合陕北油田低渗地质特点有效封堵出水层不污染油层 实验部分.材料与仪器 预聚体(以甲醛、环糊精和尿素在水溶液中反应合成了预聚体)过硫酸胺、环糊精均为分析纯甲醛水溶液、氢氧化钠均为化学纯 多功能岩心驱替仪 型水泥凝结测定仪.实验方法封堵性能评价按照堵剂突破压力梯度测试方法进行测试填砂管长度 堵剂注入速度/堵剂注入量.即封堵长度 反向驱替 /结果与讨论.调节剂用量对固化时间的影响 选择性堵水剂能否在现场应用中顺利到达地层中预定位置并保证泵送顺利进行固化时间能否可控是一个关键指标 当温度为 时堵剂预聚体()浓度为、引发剂加量为.通过调整调节剂用量使用水泥凝结测定仪测定堵水剂固化时间结果见表 应用化工第 卷表 调节剂浓度对固化反应的影响 序号调节剂加量/初始固化时间/韧性优秀.优秀.优秀.优秀.优秀.优秀.优秀 由表 可知 选择性堵水剂在温度 时随着调节剂加量的增加堵剂固化时间增长且调节剂的加入不会对堵剂强度、韧性造成影响.温度对 固化时间的影响温度对引发剂即强酸弱碱盐电离 的速度造成影响进而影响 的固化时间 预聚体浓度为、固化剂浓度为.改变固化温度由 结果见表 表 温度与固化时间关系 编号温度/固化时间/强度韧性 优秀优秀优秀优秀优秀优秀优秀 由表 可知 选择性堵水剂在引发剂、调节剂加量一定时随着温度的升高固化时间缩短在不同的温度条件下通过调整引发剂和调节剂的用量可以达到控制固化时间的目的从而满足现场施工需要.岩心模拟实验通过岩心模拟实验考察选择性堵水剂 油水选择性能、突破压力梯度以及注入性能.选择性堵水剂 油水选择性能水平井实现选择性堵水的前提条件是堵剂拥有优良的油水选择性即在降低水相渗透率的同时不影响油相渗透率 室内岩心模拟实验选取渗透率相似的岩心分别饱和模拟原油和地层水将其并联后通入 选择性堵水剂关井 后将岩心取出清理端面分别以模拟原油、地层水反向驱替测定渗透率结果见图、图 由图、图 可知用地层水饱和岩心在封堵前后渗透率变化明显由 降低至.而用模拟原油饱和的岩心在封堵前后渗透率几乎没有变化 这表明选择性堵水剂 具有优秀的油水选择性能在有效封堵出水层位的同时不污染油层图 地层水饱和岩心驱替结果.图 模拟原油饱和岩心驱替结果.选择性堵水剂 的突破压力选择性堵水剂 在地层中承受的压力称为突破压力突破压力是评价堵剂性能的一项关键指标反映了堵剂封堵的强度 通常室内实验采用填砂管模型模拟油藏突破压力梯度能够表征堵剂强度用地层水饱和填砂管控制流量 /反向注入.选择性堵水剂 待 完全固化后保持/流量以地层水正向驱替至出口端流出第 滴液体时进口段压力为选择性堵水剂 的突破压力实验结果见表 表 突破压力梯度实验 填砂管长度/填砂管直径/原始水测渗透率/突破压力梯度/().由表 可知择性堵水剂 的突破压力梯度可达./.选择性堵水剂 的注入性能选择性堵水剂 应用于延长油藏地质条件时必须具备良好的注入性室内实验通过岩心流动实验对堵剂注入性能进行评价 分别选取渗透率为 ()()()的岩心恒定注入流量 /用地层水正向驱替 由注入压力变化可以看出 注入性能结果见图 由图 可知开始注入选择性堵水剂 时压力均会快速上升当达到峰值后注入压力基本第 期马天奇等:化学堵水调剖剂 研制及应用不再 变 化 波 动 幅 度 很 小 如 渗 透 率 为 的岩心 在连续注入.地层水情况下注入压力保持.左右且注入压力小实验结果表明选择性堵水剂 具有优秀的注入性适合延长油田低渗地质特点图 注入压力与注入量关系图.选择性堵水剂 的耐冲刷性能选择性堵水剂 在地层中耐冲刷性能通过室内岩心流动实验评价 首先填砂管饱和模拟原油然后连续用地层水驱替直至填砂管出口无油产生注入.的选择性堵水剂 侯凝待堵剂完全固化继续用地层水驱替实验结果见图 填砂管渗透率为.图 注入压力与注入量关系图.由图 可知 当填砂管渗透率为.时选择性堵水剂 岩心封堵率可达.当连续注入地层水.注入压力不随注入量的增加而波动 因此选择性堵水剂 具有优秀的耐冲刷性能封堵周期长满足水平井堵水经济性要求.现场实验 年 月 月选择性堵水剂 分别在延长油田安塞区块化平 井、靖边区块靖平 井和定边区块南平 井进行现场实验 采取笼统挤住工艺首先挤入 堵剂预堵然后挤入油层保护剂 对油层进行保护同时隔离工作液段塞最后使用 进行封堵 实验前后油井产液量及综合含水率见表 表 选择性堵水剂现场实验结果 井位日产液量/日产油量/综合含水率/施工前 施工后 施工前 施工后 施工前 施工后日增产原油量/日减产水量/化平 井.靖平 井南平 井.由表 可知在 次现场实验中施工后原油日产量均上升明显同时产水量有较大幅度下降表明选择性堵水剂 应用于水平井选择性堵水作业时可对油井出水层位进行有效封堵同时不污染油层即堵水不堵油 因此该选择性堵水剂适合水平井笼统挤住工艺作业实现对出水层位的选择性堵水.固化机理选择性堵剂 由预聚体、引发剂和调节剂组成 甲醛、环糊精和尿素在水溶液中反应生成堵剂预聚体引发剂为强酸弱碱盐如过硫酸铵调节剂为碱主要调节堵剂中的 一般理论认为甲醛、环糊精和尿素在水溶液中首先反应生成的预聚体具有羟基、仲胺基和叔胺基在 的催化作用下能够发生交联反应生成具有三维网络结构的不溶不熔高强度韧性树脂强酸弱碱盐能够随着温度升高加快电离出的速度用作引发剂时能够保证固化反应在常温(地表温度)时反应速度缓慢或不反应保证地面配置和泵送过程安全当堵剂注入地层后随着温度逐渐升高强酸弱碱盐电离出 的速度加快浓度也随之增加促使堵剂固化速度加快 当温度过高浓度增速过快堵剂固化速度过快不能满足施工安全需要时可在堵剂体系中加入一定量碱降低体系中 浓度加入一定量的碱作为调节剂中和体系部分 延缓堵剂固化时间确保施工安全顺利在现场施工中可以将配制好的堵剂溶液以一定的速度注入到井筒中堵剂具有亲水不亲油的特性使得堵剂选择性进入出水层位并在地层温度下通过引发剂和调节剂双向作用发生化学反应固化生成高强度韧性树脂从而封堵出水层位达到堵水的目的 结论以甲醛、环糊精和尿素制备了选择性堵水剂室内实验表明其拥有优秀的油水选择性能且注入性好固化时间可控、最高突破压力梯度可达./岩心封堵率可达.能够有效应用于水平井选择性堵水作业中 次现场实验结果表明选择性堵水剂 应用于水平井选择性堵水作业时可对油井出水层位进行有效封堵同时不污染油层(下转第 页)应用化工第 卷()制备的 石油树脂/复合改性乳化沥青储存稳定性良好乳化沥青颗粒粒径主要集中在 之间 石油树脂与乳化沥青的相容性好呈连续、单一相而 胶乳掺入形成的交联网状结构提高了乳化沥青的服役性能 通过红外光谱分析可知石油树脂和 胶乳对乳化沥青的复合改性机理为物理混溶()石油树脂提高了乳化沥青的黏结力使得复合改性乳化沥青的抗拉强度和抗剪强度均优于 乳化沥青和基质乳化沥青 综合来看石油树脂的掺量应不高于 参考文献:张丰雷凌晨王燚等.水性聚氨酯改性乳化沥青制备及性能研究.功能材料():.何丽红张博马悦帆等.水性环氧乳化沥青桥面防水粘结层材料性能研究.化工新型材料():.周启伟吴雪柳凌天清等.增黏树脂改性乳化沥青性能分析.建筑材料学报():.李永红张变瑞.增黏树脂改性乳化沥青及其冷再生混合料性能的研究.硅酸盐通报():.丛玉凤李茂平徐磊等.石油树脂改性沥青的研制.辽宁石油化工大学学报():.丛玉凤李茂平黄玮.石油树脂改性沥青的研究.辽宁石油化工大学学报():.李美元白金李长波.石油树脂的制备及其在橡胶行业中的应用研究进展.高分子通报():.黄玮.石油树脂改性沥青的研制.当代化工():.李政聂鑫垚姚鸿儒等.石油树脂/复合改性沥青性能研究.建筑材料学报():.丛玉凤唐东黄玮等.新型丁苯橡胶复合改性沥青的制备及性能分析.化工新型材料():.陈静云王维营孙依人等.基于 与 的沥青胶结料低温性能与抗老化能力分析.中外公路():.雷宁静孙增智何锐等.废胶粉复合高黏改性沥青制备与性能研究.应用化工():.梁九凯奥村运明袁卫军.石油树脂对 改性沥青性能的增强效果研究.郑州大学学报(工学版)():.赵品晖范维玉张凌波等.乳化沥青粒度与稳定性的影响因素及其相关性考察.石油炼制与化工():.何丽红温仙仙侯艺桐等.阴离子乳化沥青粒径大小及分布影响因素分析.重庆交通大学学报(自然科学版)():.任海生黄维蓉崔通等./复合改性乳化沥青的制备及性能研究.武汉大学学报(工学版)():.唐东.新型 复合改性沥青的制备及性能分析.抚顺:辽宁石油化工大学.(上接第 页)参考文献:.:.():.():.():.:.():.():.范昊坤毛中源郭锦涛.响应性流体性能研究及其在 驱油过程智能调剖评价.非常规油气():.舒政齐勇王同旺等.驱油聚合物快速溶解方法研究进展.应用化工():.任海晶吴英强王晓晖等.体系缓蚀剂和合成 及 应 用 性 能 .应 用 化 工 ():.唐冬珠李勇王玉功等.高强度油井堵水封口剂 的研究与应用.非常规油气():.李天乐庞少聪赵落等.近十年微纳米堵漏剂研究进展.应用化工():.吴雅丽敖文君张宁等.渤海 油田边水对注水井调剖调驱效果的影响研究.非常规油气():.倪聪王健王丹翎等.改性脲醛树脂用于水平井堵水的实验研究.精细与专用化学品():.汤发明周步荣.选择性堵剂研究实验.吐哈油气():.王小泉季伟.改性脲醛树脂堵剂的制备研究.西安石油学院学报():.曹继虎杜向前李冰岩等.低渗透油田堵水转向压裂新技术研究与应用.石油化工应用():.张亚楠张荣军张超等.新型延迟交联堵水剂体系的制备及性能评价.应用化工():.国家发展和改革委员会.岩心分析方法:/.北京:石油工业出版社.