裂缝型油藏CO2驱多级凝胶封堵体系实验研究

来源 :中国石油大学(华东) | 被引量 : 0次 | 上传用户:fanjie51
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
在低渗油藏CO2驱过程中,CO2倾向于在高渗透率地层、优势通道及水力压裂裂缝中渗流,影响波及体积,降低了CO2的利用率和采收率。采用不同的封堵体系,对高渗地层和大裂缝进行封堵是CO2驱工艺成功的关键。因而提出了利用弱凝胶对高渗层进行封堵及利用预成胶的凝胶颗粒封堵较大裂缝和大孔道的多级封堵体系。聚合物交联弱凝胶和预成胶或固化的凝胶颗粒是抑制气窜的有效方法,在CO2驱条件下,油藏高温及注CO2导致的地层水酸性环境对于堵剂的适应性和应用提出了更高的要求。本文基于长庆油田CO2驱目标区块工况,对油田现有凝胶配方及采用改进的配方,在20MPa和不同温度条件下,进行不同聚合物弱凝胶及凝胶颗粒的性能测试实验,包括静态高温高压老化实验及动态CO2驱替封堵能力实验,分析CO2酸性环境对凝胶的粘弹性性能、凝胶体系稳定性、耐温性及抗老化性能的影响。通过采用渗透率较高的填砂模型模拟高渗孔道及人工裂缝岩心模型模拟大裂缝孔道,测试弱凝胶体系对高渗层的封堵能力和凝胶颗粒体系对压裂裂缝的封堵能力,为耐酸抗温堵剂的研发与应用提供理论基础和技术思路。多种不同弱凝胶和凝胶颗粒配方的静态老化实验和驱替封堵能力实验结果表明,常规聚丙烯酰胺(HPAM)交联体系形成的弱凝胶属于不稳定体系,在CO2驱工况下,其性能受CO2酸性环境、温度和在地层中滞留时间的影响较大,体现为凝胶的交联结构破坏、液化失水、变色(形成新的化合物),失去封堵能力。与弱凝胶不同,预先形成聚合物凝胶颗粒,其结构有一定程度的固化,处于一种相对的热力学稳定状态,能够吸水膨胀,且部分脱水后,能维持一定的冻胶结构,仍然具有一定封堵能力。弱凝胶实验结果表明,在较高温度下(>70℃),常规聚丙烯酰胺Cr交联弱凝胶与醛交联弱凝胶的抗CO2老化性能较差,在老化过程中会发生水解反应,引起聚合物降解和凝胶结构破坏,老化几天甚至更短时间就会出现液化现象,封堵效果明显下降。静态老化实验与动态驱替封堵实验结果具有一致性。采用两种交联剂复合交联形成的HPAM凝胶体系、采用耐酸耐温聚合物和双亲类HPAM配方的弱凝胶,其耐酸性能优于常规HPAM配方,其在85℃和20 MPa CO2环境下,老化20-30天后还具有一定的粘度和弹性强度。常规HPAM凝胶颗粒配方测试实验结果表明,在CO2环境中(85℃),凝胶颗粒液化严重,老化变色,表明CO2与凝胶颗粒的组分可能产生反应,形成新的化合物和络合物,使交联结构失稳,高温下的聚合物的热降解也可导致凝胶颗粒脱水。改进的凝胶颗粒配方实验结果表明,加入蒙脱土的配方,其在CO2和N2环境下不会发生老化变色,弹性模量降低,但液化不明显,具有一定的结构完整性,抗CO2性能良好。粘土的加入使凝胶颗粒弹性增加,体系的抗CO2性能显著增加。同时发现,降低适当降低单体和交联剂量,增加少量蒙脱土和加入少量铵盐,能够有效提高凝胶颗粒的弹性模量和抗CO2性能。凝胶颗粒封堵实验结果表明,改进配方的凝胶颗粒注水及注CO2封堵效果较好,呈现较高的突破压力梯度。虽然静态老化实验表明,颗粒在高温老化过程中都会出现脱水现象,但部分脱水后的颗粒仍保持一定交联结构,且具有一定的流动性,堆积填充了(或堵塞)渗流通道,使其封堵能力增大。部分颗粒在老化环境下(脱水后)韧性增加,在高压驱替下延展性增加,能有效封堵流动通道。
其他文献
随着我国新探明资源劣质化加剧,开发形式日趋复杂,常规油田开发难以保障国家能源安全。以低渗、特低渗为主的砂砾岩油藏,厚度大,储量丰富,逐渐成为中国各油田勘探开发的重点。胜利油田致密砂砾岩储层厚,渗透率低,需压裂投产。为达到储层纵向上的均衡动用,使各含油层都能得到开发,实施了分段压裂改造,初见成效。但多段压裂开发时,裂缝参数如何匹配储层特点,以及如何避免注入水沿压裂段高渗层窜流仍然是开发难点。为此本文
学位
为了应对国际低油气价格,降本增效是未来油公司技术发展的主要方向,直接关系到企业的生存和发展。长庆油田从2010年开始探索工厂化钻井技术,目前已经比较成熟。长庆油田又把目标锁定在工厂化小井眼钻井技术,已进行了初步的探索和试验。探索一套独具特色的工厂化小井眼钻井工艺技术具有重要的研究价值。本文首先提出了井工厂小井眼的钻井理念,然后进行了包括井身结构设计、井组及井场标准化设计、井眼轨道设计和井工厂钻井工
学位
目前,越来越多的室内研究和矿场实践表明,低矿化度水驱可有效提高水驱油藏采收率。但是,一些应用效果不明显的例子以及在提高采收率机理研究上的不同声音都表明,低矿化度水驱提高采收率是一个极其复杂的多因素问题,需要对油水岩体系进行深入剖析。当前针对黏土矿物对低矿化度水驱影响的研究大多集中在所产生的宏观提采效果及机理必备条件等方面,对砂岩中各种黏土单独作用下低矿化度水驱的适应性及微观机制尚不深入,对低矿化度
学位
随着工业发展和生活需求的快速增产,在大中型城市周围建设储气库已成为天然气工业的重要工作内容,其中利用含水层改建地下储气库是一个重要的研究方向。论文主要针对含水层储气库中的气水渗流特征开展研究,落实气水多轮次互驱过程中的渗流参数,为含水层储气库建设及运行提供关键参数。针对含水层储气库建设及运行过程中的气水互驱问题,主要通过室内实验方法对气水互驱过程中的气水相相对渗透率曲线和微观流体分布开展研究,主要
学位
束缚水饱和度是评价多相流和表征储层物性最重要的参数之一,在砂泥岩储层评价中起着关键作用。储层束缚水饱和度计算的准确性直接影响储层油气评价的准确性、储量计算的合理性和产能预测的可靠性。泥质粉砂型油藏有其特殊的微观孔隙结构,油藏中流体有其特殊的渗流规律。本文研究的束缚水饱和度主要是薄膜束缚水饱和度,只有明确了束缚水饱和度才能够为进一步精确评价油气层打下坚实的基础。所获得的数据可以服务于精细评价油气层的
学位
我国煤层气地质资源储量位列世界第三位,且煤层气作为我国非常规油气资源中重要的组成部分,其清洁、地质储量可观等特点,使我国煤层气勘探开发具有巨大的潜力。我国高煤阶煤层气资源占总储量的1/3,目前,针对高煤阶煤层气藏,形成了许多高效的开发技术,其中包括直井压裂技术、煤层气多分支水平井技术及储层压裂改造技术等。但高煤阶煤层气井普遍存在单井产能低、开发效益差等问题,国内虽已成熟开发了沁水盆地樊庄区块,但仍
学位
随着勘探开发程度的不断深入,大港油田开发工作逐渐由常规油气藏向页岩油等非常规油气藏转移。长井段页岩油气储层水平井钻井普遍存在机械钻速低、建井周期长等问题。国内开展了采用冲击器加普通螺杆的复合钻进水平段提速试验,现场试验显示了螺杆驱动与冲击复合钻井技术的良好提速效果。冲击振动为提速提供了一种有效手段,但振动频率和冲击载荷等参数组合对破岩效率的影响机制尚不清楚,受到井下恶劣工作环境影响,工具的稳定性和
学位
低频水力脉动注水技术是一种物理法强化采油技术。依靠注入水压力波动所产生的波动能量,使储层及流体发生压力脉动和位移错动等物理学变化,提高储层岩石渗流能力,改善注水井吸水剖面,提高注入水洗油效率,提高油田整体注水开发效果。本文以渤中X油田中渗砂岩储层为研究对象,构建了低频水力脉动注水室内动态模拟实验装置和方法,运用人工填砂管模型与平面微观可视化模型动态模拟实验,评价了低频脉动注水技术在改善中高渗砂岩储
学位
夏季空调制冷能耗巨大,空调的普及使得空调耗电量剧增,近年来各大中城市纷纷出现不同程度的电力危机,尤其是在夏季,高峰供电缺口越来越大,同时也造成了严重的环境污染。本文研究提出了一种开发地下恒温层冷能,借助北方的集中供热系统进行夏季集中制冷的方法,为新能源开发利用研究领域。在地层的某一深度处温度常年恒定且低于夏季气温,为恒温层,其中的水和岩层藏有大量冷能。通过建立地层温度场模型并用Matlab编程求解
学位
<正>科学是一门实践性较强的科目。重视课堂学习,开展趣味实验,有助于学生从小养成认识自然、热爱自然的良好品德。本文将从在核心素养理念下小学科学趣味实验提升学生素养能力实践的意义出发,进一步论述小学科学趣味实验的设计与实践策略,以发展和提升学生的科学素养。一、小学科学教学现状受到传统教育观念的影响,一直以来科学学科都被边缘化,未得到教师和学校的重视。目前大部分教师在实际授课中都采用固有的教学模式,为
期刊