微乳液增注体系

        酸化解堵是低渗透油藏增注的重要措施，针对油田常用的酸化增注技术无法解决水驱过程中乳化堵塞、残余油饱和度高、水相渗透率低、贾敏效应突出等问题，研究微乳液增注技术、及微乳液-酸的复合增注技术。

微乳液-酸的复合增注体系

实验结果表明：

        1、微乳液-酸复合体系的增注效果明显优于单一微乳液体系和酸体系。
        2、复合增注体系显著降低了单纯酸化时“低注水量恢复期”的时间和程度。有效降低了气液界面张力，使气泡贾敏效应的阻力作用减小，气体更易排出。
        3、方案三具有最优的效果。（先注0.5PV10%微乳液，再注2PV混合体系）

现场案例

        曲104－斜331井2009.9.20日新投S4上层，井段：2092.1-2093.7厚度11.7m/5层。初期注水正常，注水压力逐渐上升。从2014年起，该井注水达不到配注要求。目前该井因配注不达标，现需增注。

        曲104－斜331井措施后,注水压力由23.6MPa下降到10MPa，日注水量由13m³提高到21m³，可完成配注，累计增注8844m³。

1、分子膜固砂剂，砂柱形态稳定
2、当排量为2000mL/h时，液体出液稳定，砂柱稳定
3、当排量达到6000mL/h时，砂柱末端断裂，整个砂柱平移，没有散砂粒。

现场案例

        该井2015年6月18日抽稠泵换70泵探冲砂后一直正常生产，日液139.8方，日油3.9吨，含水97.2，2016年7月1日发现该井量油不出，返出地层砂及小石块约3方，后联泵冲至洗井阀位置，冲出地层砂约0.5方，7月16日使用分子膜固砂剂，开井后恢复生产，产液量稳定。

        防膨缩膨剂聚合物分子链上同时带有阳离子、非离子和阴离子基团。阳离子基团主要起吸附和电荷中和作用； 非离子基团可增强耐温性; 阴离子基团起扩展分子链的作用。

作用机理

  多点吸附控制了黏土及微粒的分散运移。由于产品中共聚物及双季铵盐带有正电，而黏土矿物带有负电，该特性可使聚合物长链同时吸附到多个晶层与微粒上，从而抑制了黏土的分散和运移；
  中和黏土表面负电性。防膨剂分子既可通过吸附、中和黏土表面的负电性，又可在黏土晶层间吸附，减小表面及晶层间的带电性以及黏土表面扩散双电层厚度和Ｚｅｔａ电位，从而减少它们之间的斥力，达到防膨的作用。
  离子交换作用。防膨剂的正电基团可与黏土晶层间以及表面上的低价阳离子等发生阳离子交换吸附，抑制了与水合阳离子的交换吸附，黏土不再因吸附水合阳离子而发生膨胀。
  缩膨作用。对于已膨胀的黏土，高温防膨剂分子能有效地改变黏土的带电性质，使黏土产生收缩。

性能评价

防膨缩膨剂在280℃热处理36h，防膨性能和缩膨性能没有发生降低，说明该防膨缩膨剂具有较好的热稳定性。

现场应用

        2015-2016年共实施缩膨防砂固砂一体化治理5井次，目前均正常生产，其中桩106-P10井治理前一直低产低效，试验后，初期日液40.4吨、日油2.3吨、含水94.1%，液面468米，目前日液68.4吨、日油3.5吨、含水94.8%，动液面630米，改善了供液能力，提高了油井产能。

作用机理

        ① 超低界面张力: 中相微乳液中，微乳相与油相界面张力γmo以及微乳相与水相的界面张力γmw可达10^-3mN/m甚至更低，具有超低界面张力。

        ② 极小纳米颗粒: 微乳液液滴大小一般为10-100nm，胶束大小一般为1-100nm，微乳液粒径介于胶束和宏观乳状液之间。

        ③ 超强增容性和稳定性 一般的溶解作用是指溶质分子在溶剂分子中的均匀分散，增溶作用不同于一般的溶解作用，是溶质集中在胶束内部，因而是稳定的。微乳液本身具有很强的稳定性和很大的增溶能力。

现场案例

        高效微乳助排剂SFC助排性能最好，助排率达到87.51%。

纤维在通道压裂中的作用

纤维规格：

1、单丝直径：15-20μm                 2、长度：6、7、8、9、10、12mm
3、含水率：0.2%                            4、碱含量：< 0.8
5、熔点 > 350 ℃                             6、密度 0.9~1.2g/cm³
7、抗拉强度 > 600MPa                  8、温度300℃时对强度没影响。

纤维优选：

01系列—低密度纤维（密度：0.91-0.98g/cm³）

        编号：SPW01-10-L-N、SPW01-08-L-N、SPW01-06-L-N
        合适：滑溜水、瓜尔胶（低粘）、清洁压裂液

02—中密度纤维（密度：1.05-1.1g/cm³）

        编号：SPW02-10-M-N、SPW02-09-M-N、SPW02-06-M-N
        合适：瓜尔胶（中高粘）、清洁压裂液

03—高强度纤维

        编号：SPW03-10-H-N、SPW03-08-H-N、SPW03-06-H-N
        合适：高温深井、高闭合压力，高强度防支撑将回流

04—可降解纤维

        编号：SPW04-10-L-D、SPW04-08-L-D、SPW04-06-L-D
        降解条件：地层温度>60 ℃,有60℃、80℃、100℃等系列

        将试样 (包括胶结前后的试样)放入岩心夹持器中，用手动柱塞式计量泵打环压，调节环压值在0.14MPa~0.35MPa范围内，测压差和流量使用达西定律计算渗透率。

实验装置

现场案例

         该井自2013年1月1日转注，2013年5月24日，水井调配由50调70方，2013年9月28日，配注由70方调至45方(因SDS48-8含水上升)，2015年5月开始出砂。7月7日洗井后仍出砂，调配注由45方调至20方，2015年10月10日出砂严重停井待修，2016年6月1日使用8吨树脂固砂剂，施工后不出砂，配注量提升至70方。

鲁明稠油低浓度化学驱

原油：夏八块稠油（胜利油田鲁明公司），60℃粘度：1700mPa·s。

技术优势：

        （1）常规油藏温度冻胶可成胶，无需对地层进行预热处理；
        （2）成本低，因此可设计较多的注入量。

适应性：

        适应油层蒸汽吞吐井封汽窜。

  中性解堵剂由中性螯合剂、活性酶、生物活性剂、稳定剂等组成。属于安全环保的纯中性制剂，兼具螯合除垢和活性酶解堵两种特性，呈现非离子特征。其具有螯合分散、温和解堵、提高渗透率、增加产能的功效。

作用机理：

①螯合分散作用
  反应中金属离子以配位键与同一分子中的两个或更多的配位原子（非金属）连结而形成含有金属离子的杂环结构（螯环）。
②温和解堵
  解堵剂中的活性酶、生物活性剂能够有效的解除堵塞物，且对管柱和施工设备腐蚀小。
③深部解堵
  中性解堵剂的缓速性能好，可实现深部解堵；

  压驱注水就是在大于地层破裂压力的情况将水注入地层，将常规注水无法启动的微细储油孔隙中油驱出。

作用机理：

  压驱表面活性剂可降低油水表、界面张力，改变地层润湿性，解除地层水锁，同时具有良好的洗油能力，可大幅提高压驱注水驱油效果。

产品性能：

  140℃下老化24h后，驱油体系的表、界面张力变化较小，表明其耐温能力较好，且溶液呈澄清透明状态，无絮状物和沉淀，不会对储层造成二次伤害。

  压驱表面活性剂于2020年11月10日顺利完成施工，50吨压驱表面活性剂配液11000m3，后期继续注入精细软化过滤水23000m³。

  随着当前压裂施工特点和发展趋势的变化，对压裂液性能提出了更高的要求。压裂液需具备更加优异的携砂性能、更小的摩阻、成本低廉、配置方便等特点，为此我公司研发了新型乳液缔合压裂液。

作用机理：

  多元缔合可逆网络结构：在稀溶液中高分子链间通过范德华力、氢键、离子键等多种弱分子间力，形成空间网状结构，使溶液具有优异的流变性能。
  自交联：无需使用交联剂，仅靠多元网络结构的聚合物分子间特殊作用力（可逆交联）即可形成空间可逆网状结构，保持稀溶液具有优异的减阻和携砂性能；

产品特点：

性能评价：

  乳液缔合压裂液分别在120 ℃、140 ℃耐温耐剪切性能良好。

乳液缔合压裂液的悬砂能力明显优于胍胶压裂液的悬砂能力

现场案例：

  中部某油井的应用情况

        采用特殊的纤维压裂液、独特的泵注程序及非常规的射孔方案，使普通的支撑剂颗粒固结成团，从而可在支撑剂充填层内形成高导流能力通道，比常规裂缝导流能力高出几个数量级。

技术优势：

（1）可获得比传统压裂高10-100倍以上的导流能力，极大的增加了油气产量；
（2）可有效增加压裂的有效期，延长增产时间；
（3）可降低施工过程中砂堵的风险；
（4）可有效缓解压裂液残渣、地层出砂、油井结垢造成的通道堵塞；
（5）适合各类油气藏：低渗透、中高渗、致密砂岩、疏松砂岩等；
（6）本技术可完美实现“提质、降本、增效”。

实验过程——导流能力测试：

在各大油田累计施工1000余井次
（1）成功率：100%
（2）有效率：100%
（3）增产效果：2-60倍，远远高于常规压裂。

  多氢酸酸液体系能有效地解决常规酸化中的问题。由于这种磷酸酯复合物含有多个氢离子，因此被称为多氢酸。

作用机理：

  多氢酸酸化的基本原理是：反应生成HF，HF再与储层岩石反应。实质上与砂岩储层反应的物质仍然是HF。
  当HF与岩石矿物反应消耗掉一部分时，平衡被打破，反应向HF生成的方向进行，溶液中的氢离子浓度降低, 复合物将释放出部分氢离子，一直到溶液重新建立新的平衡。因此只要溶液的浓度足够大，酸液中HF的浓度基本保持恒定，酸液与岩石矿物的反应速度是常数。
  多氢酸还对溶液中多价金属离子具有络合能力，并且可以在很低的浓度下将金属离子“鳌合”于溶液中，从而使一些容易生成沉淀的金属离子保持溶液状态。从而抑制二次沉淀生成，也就避免了二次污染发生。

技术优势：

① 缓速：
  在多氢酸与地层开始反应时，由于化学吸附作用，在粘土表面形成硅酸-磷酸铝膜的隔层。这个隔层的厚度不超过1微米，在弱酸（HF酸/碳酸）和水中溶解度小，在有机酸中溶解其次，但在HCL酸中溶解很快。这个薄层将阻止粘土与酸的反应，减小粘土溶解度，并且防止了地层基质被肢解。
② 水湿和加强石英的反应：
  多氢酸液体系具有极强的吸附能力和水湿的性质，能催化HF酸与石英的反应。而且随时间的推移，石英的溶解度将增加。

现场案例：

  渗吸采油技术是针对低渗透油田开发的提高采收率增产技术，用来解决低渗透油田开采效率低、成本高、增油效果不明显等问题。

作用机理：

  ①改变油藏的润湿性，将油润湿油藏变成弱亲水中性润湿油藏；
  ②降低油水界面张力，将大油滴分散成小油滴，改善储层流体的流动性，使其从低渗孔喉中顺利排出，从而提高低渗透油藏的采收率。
  ③低渗透油藏开发过程中，应用油层毛管力的渗透作用，使水从裂缝进入基质，从而使基质中原油被驱替出来。

产品性能：

现场应用：

  活性高分子稠油冷采降粘剂体系以特殊枝节改性合成的特种表面活性剂为主要原料，配合专用渗透剥离剂、润湿分散剂及其他助剂复合而成。多用在油田注汽、采油、 注水等多个领域。

作用机理：

  活性高分子降粘剂体系具有超低的临界胶束浓度，界面活性远高于传统的表面活性剂分子。活性单体聚合而成的表面活性剂，大幅提高体系活性，降低使用浓度；
  活性高分子降粘剂在溶液中以囊泡形式聚集，最大尺寸可以达到微米，而囊泡结构对原油分子具有很强的增溶作用；
  活性高分子降粘剂中的疏水基为超支化碳链并嵌套苯环，能够插入稠油并利用π-π键吸附，与沥青质紧密结合，形成强力抓手；
  活性高分子降粘剂中的亲水基呈现酰胺、磺酸、醚键空间网状间隔排列，显著提高油水界面稳定性；

技术优势：

① 使用浓度低：
  超低的临界胶束浓度，其界面活性远高于传统表面活性剂分子，活性大幅提高，使用浓度降低。
② 较强的增溶作用：
  活性分子以囊泡形式聚集，而囊泡结构对原油分子具有很强的增溶作用；
③一体化控水降粘：
  配合氮气和二氧化碳气体增能降黏的辅助作用，形成对稠油油藏控水降黏一体化复合作用机理。

现场应用：

CDCCP69井

  从2018年12月开始，由于边底水影响，含水逐步上升，目前含水已达87.4%。2020年5月25日拟采取注活性降粘剂+二氧化碳+氮气复合工艺，施工结束焖井10天后，2020年6月4日开井，6月5日见油，目前液量持平，含水下降23.8%，油量上升3.0吨，初步见效，且持续时间较长，继续跟踪观察。

  自聚防砂体系解决了传统化学防砂固结效果差，作用范围小的问题。该防砂体系通过化学剂之间的协同作用，实现了砂粒自聚，能够将地层砂粒包裹成团，固定在地层的相应位置，明显提高固砂效果，增大作用范围，对细粉砂也能起到良好的固砂效果。

作用机理：

  作用机理
  利用自聚液和自聚助剂两种材料的交联作用，形成三维网络结构将砂粒捕捉，从而实现砂粒的自聚成团效果。

自聚防砂体系施工程序：

现场应用：

  新型凝胶体系是由高分子聚合物-可交联型无机增强剂-交联剂组成，在地层温度及时间控制下发生交联，形成三维网状结构，无机材料填充三维空间结构，形成强度好、粘弹性好的凝胶堵水材料。

作用机理：

①络合反应
  交联型无机增强剂（用“Y”表示）在水中水解生成Y的羟基络合离子，并以此为中间体发生羟基桥连，随着水解程度增加，聚合度不断增大，生成羟基络合物
②水解反应
  水合络离子发生水解，形成羟基络离子。
③桥联反应
  羟基络离子继续发生水解，两个相邻单体羟基络离子的羟基形成架桥，使得单核羟基聚合形成多核羟基聚合态，随着反应的进行，多核羟基聚合物经过复杂多变，一系列反应，最终形成凝胶。

技术优势：

①无机-有机复合凝胶与有机铬冻胶体系性能对比
  铬冻胶体系初始粘度大于3000mpa.s，初始粘度明显高于无机-有机复合凝胶体系。使用质构仪测试该凝胶体系的最大强度为0.67N，强度低于无机-有机复合凝胶。
无机-有机复合凝胶体系封堵效果优于有机铬冻胶体系。②速凝封堵体系
  与常规凝胶相比，成胶时间可控，强度高的特点；
③耐温调堵体系
  该体系在150℃下放置14天后，脱水率低于15%，表明该体系具有良好的耐温性能。

现场应用：

  2019年11月3日进行新型凝胶（总固含量4.5%）堵水施工作业。措施前，日产液55m³，日产油1.4t，含水97%，措施后初期日产液54.7m³，日产油3.6t，含水93%， 截止至2020年3月4日，日产液54.3m³，日产油3.6t，含水93.2%，累产油402.3t，累增油236.7t，措施依然有效。

桩139-P14井况