论文部分内容阅读
在低压油气藏开发中后期的修井作业中,由于地层压力大幅衰减,常常出现压井液大量漏失的情况,不仅造成了储层污染,更严重制约了生产进度。对于低压碳酸盐岩储层,裂缝/溶洞的复杂关系使得压井液漏失更严重。本文以长庆气田下古生界碳酸盐岩气藏为背景,对适用于碳酸盐岩储层的暂堵体系展开研究。长庆下古生界裂缝发育的碳酸盐岩气藏,地层温度为95℃左右,地层压力系数在0.3~0.8之间,要求暂堵层承压大于20MPa、防漏失性能良好、后期易返排。当前国内外应用于裂缝储层的暂堵体系以凝胶类为主,但近来报道的凝胶类暂堵剂在极短时间内的成胶强度还有待提高,难以满足工区需求,同时也存在黏度大、对地层易产生吸附滞留损害等问题。而通过在聚合物凝胶体系中加入纳米材料,可有效降低体系黏性模量,且体系在短时间内可成胶达高强度。本文采用有机/无机纳米材料复合技术,研发出了一种纳米复合液体胶塞暂堵剂体系,该体系强度高、后期可使用破胶剂破胶降解,本文评价了该体系的抗压缩性能、热稳定性、复合体系内部结构与强度的关系及应用性能,研究得到的主要成果结论如下:(1)研发了高强度可降解型纳米复合液体胶塞暂堵剂体系,确定体系组成为18%单体丙烯酰胺+0.05~0.15%交联剂1+0.20~0.25%引发剂YF+1~5%纳米二氧化硅材料4+0.02%添加剂硫脲,体系母液有良好的流动性及可泵注性,成胶时间0.3~2hr可调。(2)热稳定实验结果表明,纳米复合液体胶塞在75~105℃下12天内未脱水,具有良好热稳定性。差示扫描量热测试及热重测试结果表明,纳米二氧化硅的加入明显提高了体系的热稳定性。红外光谱测试结果表明,纳米二氧化硅表面的羟基基团与水分子间由氢键结合,从而束缚更多的水在体系中,且纳米二氧化硅在液体胶塞溶液中带负电,可吸附水合氢离子,从而增加了体系的含水量,提高了体系的抗温性。(3)通过应力应变测试及黏性模量测试发现,加入纳米二氧化硅,纳米复合液体胶塞暂堵剂的力学性能得到了增强,且黏性降低。电镜扫描结果表明,随着纳米二氧化硅含量的增大,纳米复合液体胶塞暂堵剂体系的微观结构更加致密,因而体系的强度更大,在相同压缩应变50%下,应力由8.7KPa增加到21KPa。此外,随着纳米二氧化硅用量的增加,纳米复合液体胶塞暂堵剂体系的黏性模量逐渐降低。(4)岩心物理模拟实验结果表明,当岩心裂缝宽度由0.170cm、0.205cm、0.292cm、0.398cm逐渐增加时,纳米复合液体胶塞的突破压力呈降低趋势。裂缝宽度为0.170cm、0.398cm时,承压分别达20.5MPa、13MPa,滤失情况为25MPa下滤失量为2.5ml/5min、7.5ml/5min,表明该体系具有良好的承压及防漏失性能。破胶处理后反向突破压力均小于1MPa,渗透率恢复率可达83%以上。本论文的研究成果为长庆气田下古生界碳酸盐岩气藏的暂堵压井作业提供了技术支持。