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《納米粉體復合增注技術(shù)探究及應(yīng)用》由會員上傳分享,免費在線閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在工程資料-天天文庫。
1、納米粉體復合增注技術(shù)探究及應(yīng)用摘要:中原油田S2±4-7油藏屬于低滲透性油藏,注水壓力高,注水困難。油藏水驅(qū)開發(fā)難度大。為提高注水量,降低注水壓力,實施了多次酸化,效果明顯,但是有效期短,增水量有限。結(jié)合納米材料的研究與開發(fā),提出了納米粉體與酸化相結(jié)合的新技術(shù)-納米粉體復合增注技術(shù)?,F(xiàn)場應(yīng)用8井次,累積增水3500多方,對應(yīng)油井累積增油3058.2噸,投入產(chǎn)出比達1:6.1,取得了顯著的經(jīng)濟效益,值得大力推廣和應(yīng)用。關(guān)鍵詞:納米粉體;復合;增注;效益;增油中圖分類號:TE357.6文獻標識碼:A文章編號:1009-
2、8631(2011)02-0049-02油田開發(fā)過程中涉及多學科、多領(lǐng)域的技術(shù),各種問題的解決主要依賴于相關(guān)技術(shù)和材料的突破,納米技術(shù)的興起給油田降壓增注的突破提供了技術(shù)支持,也為攻克低滲油藏注水壓力高的難題提供了有效的方法。納米聚硅復合增注技術(shù)是近幾年發(fā)展起來的一種新型高效增注技術(shù),技術(shù)人員經(jīng)過室內(nèi)篩選和適應(yīng)性研究,對納米聚硅進行了表面修飾、分散體系的改進;通過對施工工藝的進一步完善,使納米粉體復合增注技術(shù)取得了良好的經(jīng)濟效益和效果,施工有效期和有效率大大提咼。一、納米粉體復合增注技術(shù)機理1.納米粉體復合增注機理
3、納米粉體復合增注技術(shù)是利用酸或堿等解堵材料與納米材料復合一起增注。首先注入解堵劑如酸或堿對地層進行預(yù)處理,清除近井地帶孔隙中的油膜及地層中粘土、鐵質(zhì)、鈣質(zhì)、以及鉆井液等機械顆粒和造成的堵塞,以便納米粉體能牢固的吸附在孔隙表面。然后將具有極強憎水親油能力的納米粉劑擠入地層,當納米材料吸附到親水砂巖表面后,使得潤濕反轉(zhuǎn),改善水油兩相流中的水相滲透率,從而大大地降低注入水的流動阻力,同時可以有效地擴大孔徑,以避免水化現(xiàn)象的發(fā)生。2.納米粉體作用機理納米粉體擠入注水層位后,巖石的許多性質(zhì)均發(fā)生改變,大量室內(nèi)實驗證明納米粉體
4、材料在地層中的作用機理主要表現(xiàn)在相對滲透率的變化、潤濕性改變等。其降壓增注機理主要表現(xiàn)在:(1)將吸附在孔隙內(nèi)表面的水膜趕走,從而有效地擴大孔徑;(2)其卓越的憎水性能,大幅度降低注入水在孔隙中的流動阻力,同時避免了水化現(xiàn)象的發(fā)生;(1)阻礙泥土顆粒的膨脹和擴散。由“孔隙空間的憎水化作用”所觀察到的一些效果是由下述的原因造成的:對于地層不排泄段和弱排泄段中松散粘和水,其巖石孔道表面的潤濕性可用拉普拉斯方程來表示:PK=2ocos0/R式中:PK-毛管壓力o-表面張力系數(shù)0-潤濕角R-孔隙半徑由于表面的憎水性,潤濕角
5、變得大于90°,結(jié)果cos0具有負值。也就是說,毛管力的降低使得松散粘合水非常容易地被驅(qū)出來。此外,儲層中粘土顆粒的憎水化降低了水化膜的厚度,從而增加了巖石通道的有效尺寸。二、室內(nèi)試驗1.納米粉體對巖石潤濕性的影響分別取天然巖心、玻璃片各兩個,清洗、烘干,各取其中一塊用納米粉體處理后,測量表面潤濕性的改變,實驗結(jié)果見表1:經(jīng)納米粉體處理后固體表面潤濕性發(fā)生改變,由水潤濕轉(zhuǎn)變?yōu)橛蜐櫇瘛?.納米粉體分散體系的配制研究表明,納米粉體在柴油和乙醇等有機溶劑中的分散效果較理想,而在水中不分散。目前國內(nèi)各大油田均釆用柴油作為分
6、散劑,但是成本過高。考慮到材料費用和油田的實際應(yīng)用,我們通過添加表面活性劑使納米粉體在水中均勻分散。即納米粉體分散體系成份是納米粉體+表面活性劑+水。分散體系各成份最佳濃度確定:2.1分散介質(zhì)濃度確定采用新型表面活性劑作為分散介質(zhì)復配成納米粉體分散體系,分散介質(zhì)分別取0.5%、1%、1.5%、2%、2.5%的濃度,考察納米粉體的分散效果。實驗結(jié)果表明,當分散介質(zhì)濃度為1.5%時,分散效果較好。隨著濃度的繼續(xù)增加,分散性無明顯變化。1.5%是分散介質(zhì)的最佳使用濃度。2.2納米粉體濃度確定配制不同濃度的納米粉體分散體系
7、,進行巖心驅(qū)替實驗,測定驅(qū)替前后巖心滲透率變化,計算滲透率比Ki/KO,據(jù)此確定納米粉體分散體系中納米粉體的最佳濃度。由實驗數(shù)據(jù)看出,納米粉體水基分散液在很大濃度范圍內(nèi)均有改善巖心滲透率的作用,其中0.10%的納米粉體水基分散液改善巖心滲透率的效果最明顯,0.10%是納米粉體是該分散體系的最佳使用濃度。2.納米粉體溶液穩(wěn)定性分別配制水、乙醇、柴油和納米粉體分散體系,在不同的時間內(nèi)觀察體系的分散性和穩(wěn)定性。3.巖心實驗取1#與2#巖心,采用常規(guī)酸液、酸液+納米粉劑兩種方法進行驅(qū)替,觀察巖心滲透率改善情況。1#巖心:正
8、驅(qū)3%氯化鞍一正驅(qū)酸液一正驅(qū)3%氯化鞍2#巖心:正驅(qū)3%氯化鞍一一正驅(qū)酸液一正驅(qū)1%水基納米粉劑一正驅(qū)3%氯化鐵從結(jié)果看出:1#巖心滲透率的改善僅僅是由于酸的作用所造成的;2#巖心在注入酸預(yù)處理的基礎(chǔ)上注入納米粉體,進一步提高了巖心的滲透率。三、現(xiàn)場應(yīng)用及效果2007年對濮城油田S2S4-7油藏的欠注井整體實施納米粉體復合增注技術(shù),共實施8井次,累積注入酸液