Investigación sobre el desempeño del gel térmico para sellado de canales en recuperación térmica de petróleo pesado
(Instituto de Investigación para la Exploración y el Desarrollo del Petróleo de China, Beijing 100083)
La prevención de la canalización en la recuperación térmica de petróleo pesado siempre ha sido una de las Dificultades en el desarrollo de campos petroleros. Es muy difícil utilizar agentes de obturación ordinarios. Es difícil resolver el problema del bloqueo de canales en la parte profunda de los pozos de recuperación térmica. Se estudió el rendimiento de bloqueo del sistema de gel termosensible de fabricación propia y se investigaron los efectos de sus propiedades de viscosidad-temperatura, propiedades de viscosidad-concentración y concentración sobre las propiedades del gel. Los resultados experimentales muestran que el sistema termosensible cambia de una solución a un gel de alta resistencia a una temperatura específica, después del enfriamiento, el sistema restaura automáticamente su fluidez. Todo el proceso es reversible. Resistencia, buena estabilidad, tiene las ventajas de una alta tasa de obstrucción y es especialmente adecuado para el tratamiento profundo de obstrucción de canales en pozos de recuperación térmica de petróleo pesado.
Recuperación térmica de petróleo pesado; sellado profundo de gel termosensible
Experimento sobre el rendimiento del moldeo de gel térmico
Taponamiento de pozos de recuperación térmica de petróleo pesado
Zhang Suobing, Zhao Mengyun, Su Changming, Zhang Danian
(Instituto de Investigación de Exploración y Producción Sinopec,
Beijing 100083, China)
Pesado La prevención de la canalización de petróleo siempre ha sido una de las dificultades en el desarrollo de campos petroleros. La aplicación de agentes anticanalización no puede resolver eficazmente el problema de la canalización profunda en pozos de recuperación térmica de petróleo pesado. Se estudiaron las propiedades del gel termosensible desarrollado por los autores. Y se estudiaron sus propiedades viscosidad-temperatura, concentración de viscosidad y propiedades gelificantes de concentración. Los resultados muestran que el sistema puede transformarse de una solución a un sistema de gel de alta resistencia a una temperatura sensible al calor y luego recuperar la fluidez después del enfriamiento. Todo el proceso es reversible y se puede repetir cualquier número de veces. Este sistema tiene las características de temperatura ajustable sensible al calor y resistencia del gel, buen rendimiento de inyección, resistencia a la temperatura estable y alta eficiencia de obturación. Es especialmente adecuado para la obstrucción de canales profundos de pozos de vapor.
Palabras clave petróleo pesado; producción térmica; gel térmico; obstrucción de canales profundos
La contradicción entre la enorme demanda de recursos petroleros del país y la dificultad en la producción y el suministro internos ha hecho que el anterior no se utilice. , los recursos no convencionales y difíciles de explotar se convertirán en el foco principal en el futuro. Entre ellos, China es rica en recursos de petróleo pesado, alrededor de 2,5×1010t, lo que representa el 28% de los recursos totales de petróleo y gas [1 ~ 3]. La mejor manera de explotar los recursos de petróleo pesado es la recuperación térmica (incluida la estimulación y la inundación con vapor). Sin embargo, debido a las diferencias de movilidad y la superposición de gravedad, en la producción real, es probable que se produzcan digitaciones y canalizaciones de vapor en la capa de alta permeabilidad, lo que reduce el coeficiente de barrido de vapor y reduce seriamente el efecto de desarrollo de la recuperación térmica [4, 5]. La canalización de vapor se ha convertido en uno de los problemas más difíciles en el desarrollo del petróleo pesado y una de las dificultades que es necesario resolver con urgencia.
El uso de agentes químicos para sellar los canales en pozos de recuperación térmica de petróleo pesado a altas temperaturas ha sido ampliamente utilizado por los trabajadores petroleros chinos [6 ~ 8]. Baños de agua a temperatura natural; ampollas y botellas, etc.
Fármacos: gel termosensible KDM-12 (doméstico); agua mineralizada simulada I (casera, salinidad total 5727 mg/L, Ca2 y Mg2 total 108 mg/L); agua mineralizada simulada II (casera, salinidad total 19334 mg); /L, Ca2 y Mg2 totales 1028mg/L).
2.2 Método experimental
2.2.1 Determinación de la temperatura del gel
Añadir el sistema de gel termosensible preparado de una determinada concentración al frasco de la ampolla y purgarlo con nitrógeno. Finalmente, selle la ampolla con una tapa de aluminio y luego coloque la ampolla en un baño de agua a temperatura constante durante un cierto período de tiempo para observar si el líquido no fluye, la temperatura del gel es la temperatura del gel si todavía está. Líquido, continúe aumentando la temperatura del baño de agua, colóquelo después de una muestra a temperatura constante y repita los pasos anteriores hasta que se determine la temperatura del gel.
Determinación de la fuerza del gel
El método del grado de vacío se utiliza para caracterizar la fuerza del gel de sistemas de gel termosensibles. Pasos de medición: se inserta un extremo del tubo de vidrio en el sistema de gel termosensible que forma el gel y el otro extremo se evacua con una bomba de vacío. La resistencia del gel se caracteriza por la lectura en un manómetro a medida que el aire penetra en el gel [11].
2.2.3 Evaluación de la resistencia a la temperatura
Sellar el sistema de gel en una ampolla, luego colocarlo en un horno de alta temperatura para observar la deshidratación de la muestra después de diferentes tiempos a alta temperatura. temperatura para determinar la resistencia a la temperatura del sistema de gel.
Evaluación del rendimiento de bloqueo
El rendimiento de bloqueo del gel termosensible se evaluó utilizando un modelo de tubo único.
El proceso de prueba específico es el siguiente: (1) Use agua mineralizada simulada para saturar la tubería llena de arena y mida la permeabilidad kw0 de la tubería llena de arena antes de que se bloquee a una temperatura determinada (2) Use una bomba de advección; Para bombear la tubería llena de arena a un caudal de 1 ml/min, inyecte líquido pregelatinizado de 1,0 Vp (volumen de poros) en la tubería, caliéntelo por encima de la temperatura de gelificación (90 °C) y manténgalo durante 3 horas. luego mida la permeabilidad al agua kw 1 de la tubería llena de arena después de taparla (3) Calcule la tasa de obstrucción e. El diagrama de flujo de la prueba se muestra en la Figura 2;
Fig. 2 Diagrama de flujo del modelo de tubería única
Teoría de acumulación de petróleo y gas y tecnología de exploración y desarrollo (5)
En la fórmula: e es el tasa de taponamiento de agua; Kw0 es la permeabilidad antes del taponamiento, μm 2; Kw1 es la permeabilidad después del taponamiento, μm2;
3 Resultados y Discusión
3.1 Rendimiento de la Inyección
A una temperatura constante de 30°C, use un reómetro para medir la viscosidad de las soluciones de KDM-12 con diferentes fracciones de masa. Los resultados se muestran en la Figura 3.
Viscosidades de soluciones de KDM-12 con diferentes fracciones másicas.
Como se puede observar en la Figura 3, a medida que aumenta la fracción de masa de la solución KDM-12, aumenta la viscosidad de la solución. Para garantizar que la solución se pueda inyectar fácilmente en la formación, la fracción de masa de la solución KDM-12 no debe ser superior a 3.
3.2 Determinación de la temperatura del gel y la relación viscosidad-temperatura
Mida la viscosidad de la solución del sistema de 2 geles y mida la temperatura del gel correspondiente utilizando el método de inversión del tubo de ensayo, ver Tabla 1 .
Tabla 1 Viscosidad y temperatura de gelificación del sistema de gel 2
Mida la relación entre la viscosidad y la temperatura de la solución KDM-12 con una fracción de masa de 2. Se muestran los resultados de la prueba. en la Figura 4.
Como se puede observar en la Figura 4, a medida que aumenta la temperatura, la viscosidad de la solución primero disminuye y luego aumenta. Cuando la temperatura es inferior a la temperatura de gelificación, la viscosidad de la solución disminuye linealmente al aumentar la temperatura. Luego, a medida que aumenta la temperatura, la viscosidad aumenta bruscamente y finalmente se forma un gel. Cuando la temperatura es inferior a la temperatura de gelificación, debido a los enlaces de hidrógeno, las moléculas de agua forman una "estructura de jaula" ordenada alrededor de los grupos hidrofóbicos, lo que hace que el sistema sea soluble en agua a medida que aumenta la temperatura, el movimiento molecular se intensifica y la estructura se vuelve soluble en agua; desordenados y destruidos. Los grupos metoxi hidrofóbicos se entrelazan entre sí para formar una estructura de red tridimensional.
3.3 Resistencia al corte
Prepare 2 soluciones KDM-12, agréguelas a un mezclador Waring, corte a 1 en diferentes tiempos y luego mida la viscosidad y la fuerza del gel del sistema. Como se muestra en la Tabla 2.
Figura 4 Viscosidad de la solución KDM-12 a diferentes temperaturas.
Tabla 2 Efecto del corte en el sistema de gel termosensible
Como se puede ver en la Tabla 2, la viscosidad de la solución KDM-12 disminuye con la extensión del tiempo de dilución. Debido al cizallamiento, los segmentos moleculares se rompen y la viscosidad de la solución disminuye, pero todavía quedan grupos hidrófobos en los segmentos hidrófilos. A medida que aumenta la temperatura, los grupos hidrofóbicos se asocian para formar una estructura de red continua y formar un gel. Sin embargo, la capacidad de controlar el agua debido a la rotura de la cadena molecular disminuye, lo que resulta en una disminución de la resistencia del gel.
3.4 Capacidad antimineralización
Utilice agua mineralizada simulada para preparar soluciones de KDM-12 con diferentes fracciones de masa, tome un cierto volumen de la solución y colóquela en una ampolla, purguela con nitrógeno y séllelo, examine la temperatura del gel y la fuerza del gel. Luego, la ampolla formada en gel se colocó en un horno a 100°C y se examinó su deshidratación después de 3 días, como se muestra en la Tabla 3.
Tabla 3 La tolerancia de KDM-12 al agua simulada con diferentes niveles de salinidad
Como se puede observar en la Tabla 3, la resistencia del sistema de gel termosensible KDM-12 a diferentes concentraciones de agua mineralizada El rendimiento tiene poco impacto y muestra buena tolerancia.
3.5 Rendimiento de estabilidad térmica
La solución de KDM-12 con una fracción de masa de 2 se selló en una ampolla y se envejeció en hornos a diferentes temperaturas (100°C y 120°C) Estudiar las propiedades de coagulación. La relación entre la deshidratación del gel y el tiempo. Los resultados se muestran en la Tabla 4.
Tabla 4 La relación entre la deshidratación del gel y el tiempo de envejecimiento a diferentes temperaturas
La Tabla 4 muestra que bajo el mismo tiempo de envejecimiento, a medida que aumenta la temperatura, aumenta la cantidad de deshidratación del gel. , pero el aumento no fue mucho, lo que indica que el sistema KDM-12 tiene buena resistencia a la temperatura.
3.6 Rendimiento de taponamiento
En referencia al método de evaluación del rendimiento de taponamiento, utilizando un modelo de tubería única rellena de arena (diámetro 2,5 cm, longitud 50 cm), KDM con fracciones de masa de 1,5 y 2. Se evaluó el rendimiento de bloqueo de la solución -12. Los resultados de la prueba se muestran en la Tabla 5.
Tabla 5 Rendimiento de bloqueo de soluciones de KDM-112 con diferentes fracciones de masa a 00°C
Como se puede observar en la Tabla 5, con el aumento de la fracción de masa de KDM-12 solución, la tasa de bloqueo aumenta y es superior a 97, lo que indica que el sistema de gel termosensible tiene un buen rendimiento de bloqueo.
4 Conclusiones
1) Los resultados de la evaluación estática muestran que la solución de gel termosensible casera tiene una viscosidad inicial baja, buen rendimiento de bombeo, alta resistencia al gel y buena resistencia al corte; buena tolerancia al agua con alta salinidad, y todavía tiene una alta fuerza de gel cuando la salinidad total es de 19334 mg/L y la cantidad total de Ca2 y Mg2 es de 1028 mg/L. Tiene buena estabilidad térmica, a 120 ℃ solo había una pequeña cantidad; de deshidratación después de 30 días en un ambiente de alta temperatura.
2) Los resultados de la evaluación dinámica muestran que el gel termosensible tiene una alta tasa de bloqueo.
Referencia
[1] Lian Dongdong. Estado actual y perspectivas de la tecnología de distribución y producción de recursos de petróleo pesado en el mundo [J]. Special Oil and Gas Reservoirs, 2001, 8 (2): 98 ~ 103.
Niu Jiayu. Desarrollo geológico y utilización de recursos de petróleo pesado [M]. Beijing: Science Press, 2002: 10 ~ 13.
Zhang Qingru. Potencial de recursos y distribución de petróleo pesado en tierra de China [J]. Información científica y tecnológica china y extranjera, 2007, (1): 2 ~ 3.
Wang Lingkui. Investigación sobre la heterogeneidad de los yacimientos de petróleo pesado [J]. Logging Technology, 2000, 24 (2): 96 ~ 101.
[5]Wu Qi et al. Actas internacionales sobre tecnología minera de petróleo pesado [M], Beijing: Petroleum Industry Press, 2002, 4: 13 ~ 17.
, Liao,. Investigación en interiores de Chen Dajun sobre el agente taponador de fugas de resina de urea-formaldehído modificado de baja toxicidad [J], Natural Gas Exploration and Development 2007, 30 (2): 53 ~ 56.
Wu Wengang, Wu Chuanhong, Chen Dajun, et al. Estudio experimental sobre obstrucción de agua en gel y control de perfil en yacimientos de alta temperatura y alto contenido de sal [J]. , 24 (5): 559 ~ 562.
Yao Kai, Sun, et al. Investigación y aplicación de tecnología de espuma compuesta autogenerada en la recuperación térmica de petróleo pesado en el fondo de pozo [J]. ~ 64.
Yu, Xie Gang, Nan Qingyi, et al. Rendimiento y aplicación del agente de obturación de resina fenólica modificada [J].
[10] Xu Chunbi, Wang Mingjian, Wu Wengang, et al. Investigación en interiores sobre un agente taponador compuesto de gel de espuma autogenerado [J]. , 31(4): 138 ~ 1465438.
Dai, Wang, Leng Qiang, et al. Investigación sobre el agente de desplazamiento y ajuste profundo del tiempo de congelación [J]. 26