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适用于苏丹UNITY油田高温堵水剂的研究

作　者: 王为
导　师: 王俊
学　校: 大庆石油学院
专　业: 应用化学
关键词: 低渗透油藏高温堵水磺化栲胶突破真空度粘弹性应力扫描储能模量耗能模量
分类号: TE39
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

苏丹UNITY油田主要以90～120℃高温低渗透多层复杂断块油藏为主,我国的江汉油田及胜利油田等多处油田也存在大量的复杂断块油藏,例如江汉油田马25井区及胜利油田现河等,该高温堵水剂的研究对我国国内的各大油田的高温油藏具有一定的借鉴作用。本论文主要研究新型耐高温性堵水剂的合成,对影响反应过程的各种因素进行了考察,并对耐高温堵水剂的成胶性能进行了系统的评价,测定了不同渗透率下的岩心封堵率。经过阅读大量文献以及实验,我们确定了以磺化栲胶为主剂,多聚甲醛为交联剂,尿素为增粘剂、对苯二酚为稳定剂的堵水体系。从机理上分析了该高温堵水体系成胶的反应过程,并且提出了一种新的堵水体系,即黏-韧-韧三元高温堵水体系。通过一系列正交实验,得出了各组分,以及外部环境对堵水成胶时间及成胶后胶体强度的影响规律。最终得到该堵剂的典型配方为:HPAM500mg/L、磺化栲胶50000mg/L、对苯二酚5000mg/L、尿素4000mg/L、多聚甲醛4000～10000mg/L,成胶时间在3～92h可调。对该高温堵水体系成胶后的强度用突破真空度法进行了定量评价。对于成胶后各组分加量、pH值、矿化度对该高温堵水体系突破真空度的影响,进行了系统的分析,并考察了尿素的加入对体系成胶后突破真空度的影响。该高温堵水体系成胶后突破真空度在80kPa左右,具有良好的堵水强度。该高温堵水剂在NaCl浓度达到40000mg/L时,突破真空度仍能达到31kPa。在CaCl2浓度达到40000mg/L时,突破真空度仍能达到29kPa,具有较好的抗盐性能,因此开发的耐高温堵水体系适用于高矿化度的油藏。实验结果表明开发的耐高温堵水体系具有良好的热稳定性,120℃下放置15d未见严重脱水现象,脱水率在6%以内。用TA-AR2000ex流变仪对该耐高温堵水剂成胶后的体系进行应力扫描,在1Hz下储能模量G’大于50Pa,耗能模量G"小于10Pa,G’>G",说明此凝胶为强凝胶,具有良好的粘弹性和耐剪切能力。该高温堵水剂对不同渗透率岩心的封堵率均在98%以上,初始粘度小于100mPa·s,成胶粘度大于5000mPa·s,泵入性良好,其综合性能充分满足80～120℃高温油藏的堵水作业要求。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-7
创新点摘要  7-10
前言  10-11
第一章文献综述  11-22
  1.1 堵水调剖的重要性  11-12
    1.1.1 堵水调剖的目的  11
    1.1.2 堵水调剖在提高采收率中的意义  11-12
  1.2 调剖堵水技术发展状况  12-13
    1.2.1 国外调剖堵水技术发展状况  12-13
    1.2.2 国内堵水调剖技术发展状况  13
  1.3 堵水剂的分类与作用机理  13-16
    1.3.1 堵水剂的主要分类  13-16
    1.3.2 堵水剂的主要作用机理  16
  1.4 耐高温性堵水剂的研究现状  16-18
    1.4.1 木质素磺酸盐堵水剂  17
    1.4.2 耐温型聚丙烯酰胺凝胶堵水剂  17-18
    1.4.3 腐殖酸高温堵水剂  18
  1.5 栲胶类堵水剂的合成思路  18-22
    1.5.1 栲胶在堵水体系中作用的机理  18-20
    1.5.2 脲醛树脂在堵水中的应用  20
    1.5.3 部分水解聚丙烯酰胺在堵水中的应用  20
    1.5.4 酚醛树脂在堵水剂中的应用  20-21
    1.5.5 适用于苏丹UNITY 油田高温堵水剂目的和意义  21-22
第二章耐高温堵水体系的机理研究  22-26
  2.1 黏-韧-韧三元体系的提出  22
  2.2 黏-韧-韧三元体系的成胶机理分析  22-26
第三章实验各因素对堵水剂成胶影响的研究  26-33
  3.1 实验原料  26
  3.2 实验仪器  26
  3.3 高温堵水剂各组分及模拟地层条件对体系成胶时间的影响  26-29
    3.3.1 栲胶加量对体系成胶时间的影响  27
    3.3.2 多聚甲醛加量对体系成胶时间的影响  27
    3.3.3 尿素加量对体系成胶时间的影响  27
    3.3.4 对苯二酚加量对体系成胶时间的影响  27-28
    3.3.5 模拟地层条件对堵水剂成胶时间的影响  28-29
  3.4 堵水体系评价方法  29-30
    3.4.1 凝胶性能测定方法  29-30
    3.4.2 评价方法的选择  30
  3.5 堵水体系的热稳定性评价  30-31
  3.6 堵水体系的粘弹性评价  31
  3.7 堵水体系封堵率测试  31-33
    3.7.1 堵水剂注入步骤  31
    3.7.2 突破压力读取步骤  31-33
第四章实验结果与讨论  33-45
  4.1 实验各因素对堵水体系成胶时间的影响  33-37
    4.1.1 多聚甲醛的加量对堵水体系成胶时间的影响  33
    4.1.2 磺化栲胶的加量对堵水体系成胶时间的影响  33-34
    4.1.3 对苯二酚的加量对堵水体系成胶时间的影响  34-35
    4.1.4 尿素的加量对堵水体系成胶时间的影响  35
    4.1.5 矿化度对体系成胶时间的影响  35-36
    4.1.6 反应温度对调剖堵水剂性能的影响  36
    4.1.7 pH 值对堵水体系成胶时间的影响  36-37
  4.2 突破真空度法测定配方各组分以及环境因素对冻胶强度的影响  37-41
    4.2.1 pH 值对体系突破真空度的影响  37-38
    4.2.2 矿化度值对体系突破真空度的影响  38-40
    4.2.3 磺化栲胶加入量体系突破真空度的影响  40-41
  4.3 堵水体系热稳定性评价  41
  4.4 堵水体系选择性堵水效果评价  41
  4.5 岩心模拟实验  41-42
    4.5.1 封堵率计算公式  41-42
    4.5.2 实验步骤及实验结果  42
  4.6 应力扫描测试凝胶性能  42-45
    4.6.1 复合模量  42-43
    4.6.2 储能模量及耗能模量  43-44
    4.6.3 堵水体系的耐剪切性能  44-45
结论  45-46
参考文献  46-50
发表文章目录  50-51
致谢  51-52
详细摘要  52-60

适用于苏丹UNITY油田高温堵水剂的研究

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