纳米颗粒在压裂工艺中封堵裂缝性水层的研究

发布时间：2020-10-13 15:33

　　 我国低渗透裂缝性储层天然裂缝发育,部分裂缝可能与水层沟通。在对该类储层进行压裂时,压开后的裂缝可能沟通裂缝性水层,导致含水率急剧上升,生产层无法得到有效动用,甚至停产。为了防止这一现象的发生,在压裂时可加入选择性堵剂,封堵水流裂缝而不封堵油流裂缝。由于低渗透裂缝性储层微裂缝尺寸较小,而常规堵水剂尺寸较大,只能在近井地带形成封堵,无法进入地层深部对微裂缝进行有效堵水,因此我们将目标锁定在小尺寸的纳米堵剂上。近年来纳米堵剂用于调剖调驱对孔隙进行封堵的研究较多,但很少有人将其用于压裂工艺中对裂缝性水层进行封堵的研究。因此通过调研优选出体膨型纳米颗粒作为堵剂,将其用于裂缝封堵性能研究。分析了纳米颗粒的基本性能、封堵机理、封堵性能,推荐了现场施工方案一套。在静态实验研究的基础上,开展了纳米颗粒基本性能评价,包括纳米颗粒尺寸大小及形态、分散性、配伍性、膨胀性以及抗盐性。评价结果显示,纳米颗粒初始尺寸小,远远小于微裂缝宽度,满足堵剂“进得去”的要求。与标准盐水及油均有良好的分散性及配伍性,抗盐性能较强。在纯水中具有良好的吸水膨胀性,在油相饱和度为60%以上的主力产层,纳米颗粒膨胀性能差。在对常规堵剂封堵机理分析的基础上,系统分析了纳米颗粒的封堵机理。基于颗粒架桥封堵机理,研究了纳米颗粒膨胀后的颗粒尺寸与微裂缝的匹配关系。研究结果表明,纳米颗粒对水流裂缝的封堵机理为电级吸附机理、吸水膨胀机理和极性吸附机理。根据颗粒架桥封堵机理,在裂缝中形成堵塞的堵剂粒径要求大于1/7倍以上裂缝尺寸,初始尺寸为100-150nm的颗粒需膨胀20倍以上才能在微裂缝中形成封堵。利用室内岩心流动实验,分析了纳米颗粒的选择性封堵性、注入性能以及耐冲刷性。发现纳米颗粒可选择性地封堵水流裂缝而不封堵油流裂缝,具有良好的选择性封堵性能。纳米颗粒粘度及注入压力低,与标准盐水相当,注入性能良好。在水流裂缝中膨胀4d后的耐冲刷性能良好。针对工艺现场,推荐了纳米颗粒用于压裂工艺中封堵裂缝性水层的施工方案一套。本文研究成果有助于填补纳米颗粒封堵出水裂缝的空白,并为纳米颗粒在压裂工艺中封堵裂缝性水层的研究提供理论支撑以及为现场施工提供借鉴意义。
【学位单位】：成都理工大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TB383.1;TE39
【部分图文】：

颗粒尺寸大小及形态采用的纳米颗粒外观呈乳白色均相溶液，如图 2-1。常温条.03g/mL。本节旨在了解纳米颗粒的初始尺寸大小及形态。实验过程准盐水（模拟地层水）配制浓度为 3%的纳米颗粒溶液。在，使其均匀分散开。盖上盖玻片，将载玻片置于显微镜的载000 倍，观察其尺寸及形态。实验结果 2-2 可以清楚的看到水化前纳米颗粒基本形态为球形。吸水0nm 之间。从尺寸和形态来看，纳米颗粒直径小于低渗储层的满足堵剂“进得去”的要求。

颗粒尺寸大小及形态采用的纳米颗粒外观呈乳白色均相溶液，如图 2-1。常温条.03g/mL。本节旨在了解纳米颗粒的初始尺寸大小及形态。实验过程准盐水（模拟地层水）配制浓度为 3%的纳米颗粒溶液。在，使其均匀分散开。盖上盖玻片，将载玻片置于显微镜的载000 倍，观察其尺寸及形态。实验结果 2-2 可以清楚的看到水化前纳米颗粒基本形态为球形。吸水0nm 之间。从尺寸和形态来看，纳米颗粒直径小于低渗储层的满足堵剂“进得去”的要求。

纳米颗粒能在模拟地层水中均匀存在，分散性良好，如图2-3 所示。纳米颗粒的直径很小，具有庞大的数量特征，如此众多的颗粒在注入地层之后会广泛分布在岩石微裂缝中。纳米颗粒只溶涨，不溶解，其中水是连续相，纳米颗粒是分散相。在水中有很好的分散性，纳米颗粒的加入基本不增加水的粘度，在实际施工现场可用模拟地层水注入，对地层污染小，且节约成本。图 2-3 纳米颗粒具有良好的分散性2.3 纳米颗粒的配伍性2.3.1 纳米颗粒与标准盐水的配伍性（1）实验过程取五个烧杯加入 500mL 的标准盐水（模拟地层水），分别加入 5mL、10mL、
【参考文献】

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4 吕媛媛;;低渗透油藏Q1块整体防膨注水设计与试验[J];石油地质与工程;2012年05期

5 郑力会;张明伟;;封堵技术基础理论回顾与展望[J];石油钻采工艺;2012年05期

6 傅波;陆祥;雷琛;陈超灵;李积先;彭长江;;高强度可解堵纳米堵水技术在五里湾油田的应用[J];石油化工应用;2012年06期

7 曹毅;邹希光;杨舒然;王小培;岳湘安;;JYC-1聚合物微球乳液膨胀性能及调驱适应性研究[J];油田化学;2011年04期

8 鲁光亮;王健;鲁道素;范伟;康博;刘长龙;;孔喉尺度调堵剂微球在高温高盐条件下的性能[J];新疆石油地质;2009年06期

9 李春晓;;浅析聚合物微球粒径的影响[J];化学工程与装备;2009年08期

10 王香增;江绍静;余华贵;王成俊;;延长油区低渗透油藏提高采收率技术对策[J];应用化工;2009年06期

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2 王亚;新型绿色纳微米调堵、调驱体系研究[D];西安石油大学;2013年

3 曹坤;堵水调剖方法及封堵效果评价研究[D];中国石油大学;2010年

4 王煜;体膨型堵水剂的合成研究[D];大庆石油学院;2007年

本文编号：2839356