長效納米地層解堵驅(qū)油技術(shù)研究與應(yīng)用第一頁，共56頁。三次采油技術(shù)現(xiàn)已成為油田穩(wěn)產(chǎn)增產(chǎn)的重要措施化學(xué)驅(qū)技術(shù)是三次采油的重要手段第二頁，共56頁?，F(xiàn)有常用驅(qū)油劑三種驅(qū)替劑：

1.無機(jī)堿，如NaOH、Na2CO3和NaSiO32.表面活性劑一般為烷基苯磺酸鈉鹽和石油磺酸鹽

3.聚合物主要為水解的聚丙烯酰胺

第三頁，共56頁。使用后副作用

(1)垢沉淀堵塞油層(2)油層的堵塞和傷害(4)設(shè)備的腐蝕(3)采油和集輸管道結(jié)垢堵塞第四頁，共56頁。

如何提高三次采油技術(shù)水平，增加現(xiàn)有油藏的采收率（油層長效解堵）

如何減少采油、輸油、存油設(shè)備的腐蝕課題第五頁，共56頁。公司介紹日本新能源開發(fā)機(jī)構(gòu)青島科技大學(xué)科技發(fā)展集團(tuán)青島華研潤通能源科技有限公司第六頁，共56頁。

·降低油水界面張力

·擴(kuò)大油層宏觀和微觀波及體積

·增加并保持油層砂石土的通透

性

·對設(shè)備無腐蝕性、不易結(jié)垢

技術(shù)攻關(guān)要求第七頁，共56頁。地層堵塞過程

隨著原油開采不同來源的地層水+地層水與地面注入水→混合→采出過程中的降溫→油水分離過程中的加熱→為了提高采收率向地層注CO2或注堿水溶液→提高地層的滲透率進(jìn)行酸化作業(yè)→從水中析出固體物質(zhì)→堵塞第八頁，共56頁。

驅(qū)油劑使用時產(chǎn)生鹽類原因地層堵塞是油田生產(chǎn)中不可避免而要面對的主要問題實施復(fù)合驅(qū)油，水pH值的改變以及堿與油層巖石之間產(chǎn)生的不利化學(xué)反應(yīng)結(jié)垢沉淀主要是無機(jī)鹽第九頁，共56頁。地層水中加入復(fù)合體系后，溶液中含量大幅度上升的離子是OH-、CO32-、和SiO32-，OH-由復(fù)合體系引入CO32-增加的主要來源是HCO3-；SiO32-主要來源于堿與巖石礦物反應(yīng)的產(chǎn)物第十頁，共56頁。碳酸鹽：Ca2++CO32-═CaCO3↓Mg2++CO32-═MgCO3↓氫氧化物：Ca2++2OH-═Ca(OH)2↓Mg2++2OH-═Mg(OH)2↓產(chǎn)生沉淀堵塞的物質(zhì)

第十一頁，共56頁。硅酸鹽：Ca2++SiO32-═CaSiO3↓Mg2++SiO32-═MgSiO3↓硫酸鹽：Ca2++SO42-═CaSO4↓Mg2++SO42-═MgSO4↓第十二頁，共56頁。硅酸垢：SiO32-+2H+═H2SiO3↓SiO44-+4H+═H4SiO4↓

第十三頁，共56頁。結(jié)垢能力的大小順序為：

氫氧化鎂垢＞碳酸鈣垢＞碳酸鎂垢＞硅酸鎂垢＞氫氧化鈣垢經(jīng)分析結(jié)垢成分為：碳酸鹽垢為60%左右硅酸鹽垢為30%左右其余為瀝青質(zhì)、氧化鐵和其它化合物第十四頁，共56頁。堿/表面活性劑/聚合物的平衡界面張力能達(dá)到10數(shù)量級

必須加入大量的堿·

三元復(fù)合體系含0.8％～1.5％的高濃度堿·

pH值在10～13·

堿劑的加入，對油層巖石骨架和膠結(jié)物有嚴(yán)重的傷害·

對油層造成傷害，造成油層滲透率增大，注入壓力下降·

造成油層坍塌，近井地帶油層的坍塌·

造成地層的堵塞現(xiàn)有驅(qū)油劑對油層的傷害和堵塞第十五頁，共56頁。堿/表面活性劑/聚合物三元復(fù)合驅(qū)提高采收率技術(shù)

廣泛使用的表面活性劑來源廣、性能穩(wěn)定的石油磺酸鹽,價格相對較低非離子型、陽離子型等由于價格昂貴、降低油水界面張力以及抗溫、抗鹽的能力低表面活性劑在地層水中的沉淀和堵塞第十六頁，共56頁。地層水中本身固含的以及陽離子交換作用產(chǎn)生而得到的大量多價陽離子Ca2+和Mg2+注入的石油磺酸鹽（鈉）與地層水中的這些多價陽離子發(fā)生反應(yīng)生成二價石油磺酸鹽（鈣、鎂）

表面活性劑產(chǎn)生的結(jié)垢離子第十七頁，共56頁。地層水中含有一定濃度的Ca2+和Mg2+時，就會發(fā)生二價石油磺酸鹽沉淀二價石油磺酸鹽在一定溫度條件下，在水中的溶解度有限繼續(xù)增加石油磺酸鹽濃度，沉淀物逐漸溶解繼續(xù)增加石油磺酸鹽濃度，又出現(xiàn)沉淀表面活性劑濃度增加→溶液中出現(xiàn)沉淀→溶解→再沉淀→堵塞研究結(jié)果表明

第十八頁，共56頁。驅(qū)油用過程中產(chǎn)生二價石油磺酸鹽沉淀

(1)嚴(yán)重堵塞油層

(2)加快表面活性劑的消耗速度

(3)驅(qū)油作用過早失效

第十九頁，共56頁。聚丙烯酰胺產(chǎn)生聚合物物料堵塞

聚合物：提高驅(qū)油體系的粘度、改善流度比

聚合物的吸附和滯留作用→導(dǎo)致濃度降低→表面張力上升→溶液粘度下降→小孔隙濾于小孔隙端口→注入井附近聚合物積聚→井眼和地層堵塞→驅(qū)油效果下降第二十頁，共56頁。注入水和地層水不配伍

→產(chǎn)生井筒和地層堵塞

→地層儲層存在微粒運移

→成為結(jié)構(gòu)的晶核

→加劇了堵塞的程度結(jié)垢土黃色、質(zhì)地松軟、加酸有氣泡產(chǎn)生3目前驅(qū)油劑的發(fā)展與現(xiàn)狀第二十一頁，共56頁。三元體系中含有懸浮雜質(zhì)鈣鎂離子及碳酸根離子污水中的懸浮雜質(zhì)為晶核反應(yīng)產(chǎn)生難溶的碳酸鈣、碳酸鎂和硅酸鈣等物質(zhì)垢質(zhì)疏松難溶與常規(guī)結(jié)垢不同地層堵塞的原因

第二十二頁，共56頁。腐蝕產(chǎn)物垢（乳硫化亞鐵、三氧化二鐵）碳酸鈣垢和注入水中懸浮物（如粘土）溶解地層巖石、擴(kuò)大孔隙介質(zhì)中喉道、提高地層滲透率溶解地層滲濾面上的堵塞物

第二十三頁，共56頁。酸化：依靠酸液的化學(xué)溶蝕作用地層中擠酸時的水力作用提高近井地帶地層的滲透率改善油氣水流動狀況增加產(chǎn)量或注入量的工藝措施適應(yīng)于后期近井地帶污染堵塞井

3.1酸化解堵劑第二十四頁，共56頁。酸化液：土酸酸化（鹽酸+氫氟酸）土酸能侵入地層的粘土土酸基本上沿經(jīng)向滲入地層與粘土反應(yīng)速度很快酸質(zhì)只進(jìn)入井筒周圍表面幾英寸酸化后油井初期見效快隨注入量的增加吸水能力逐漸又呈下降趨勢第二次酸化效果較差

酸化解堵

第二十五頁，共56頁。3.1.1酸液不僅對堵塞物產(chǎn)生溶解作用

·會破壞地層的膠結(jié)物質(zhì)

·地層膠結(jié)疏松停井

·易出砂井不宜實施酸化

影響酸化效果的因素主要是以下幾個問題

第二十六頁，共56頁。

酸液劑量影響酸化效果過少，酸化效果差，有效距離短過多，破壞地層膠結(jié)物第二十七頁，共56頁。

酸化腐蝕高

·殘液必須返排回收處理

·工藝繁瑣

·酸化殘液排不干凈會對集輸造成事故第二十八頁，共56頁。廢酸液的腐蝕性

·排放到土壤中會使土壤酸化

·酸液與硫化物產(chǎn)生有毒氣體

·容易引起環(huán)境污染問題

第二十九頁，共56頁。選擇本著高效、環(huán)保的原則主要作用是溶解堵塞物中的瀝青質(zhì)溶解速率高溶解能力強(qiáng)環(huán)境污染低選擇性強(qiáng)成本高高碳有機(jī)溶劑、高分子表面活性劑型解堵劑第三十頁，共56頁。優(yōu)點：對瀝青質(zhì)沉淀物具有較好的處理能力有效地溶解瀝青質(zhì)和化學(xué)油泥質(zhì)缺點：對于碳酸鹽類、硅酸鹽類、硫酸鹽類和無機(jī)物堵塞物，基本無作用使用局限性很大

第三十一頁，共56頁。采油井附近的油泥中分離出100余種細(xì)菌挑選三種細(xì)菌（簡單節(jié)桿菌、假單孢菌和桿草芽孢桿菌）利用現(xiàn)代生物技術(shù)進(jìn)行誘導(dǎo)突變、篩選和優(yōu)化獲得高生物驅(qū)油解堵劑產(chǎn)量的菌株利用發(fā)酵工程進(jìn)行生物驅(qū)油解堵劑的生產(chǎn)

微生物驅(qū)油劑第三十二頁，共56頁。對油田油井采到的菌種進(jìn)行誘導(dǎo)、篩選和優(yōu)化技術(shù)難度大，要求高井狀差異性大，采集細(xì)菌標(biāo)本有偏差油田的各區(qū)塊解堵效果不一缺點

第三十三頁，共56頁。機(jī)理：

長效納米地層驅(qū)油技術(shù)

從孔隙結(jié)構(gòu)角度考慮→依據(jù)絡(luò)合原理→納米絡(luò)合劑溶解垢→反應(yīng)較平緩→擴(kuò)大孔隙喉道→降低砂石表面阻力提高儲層滲透性→避免產(chǎn)生沉淀顆?！鸁o傷害解堵→孔隙結(jié)構(gòu)相對好→負(fù)面效應(yīng)相對很小→解堵安全系數(shù)高→成功率高

第三十四頁，共56頁。以恢復(fù)儲層滲透性為目的將儲層中的碳酸鹽類、硅酸鹽類、金屬氧化物等酸溶性非泥質(zhì)堵塞物質(zhì)清除不傷及儲層骨架，絡(luò)合溶解潛在的沉淀物也較易控制解堵疏通孔隙喉道使用本納米驅(qū)油劑的目的

第三十五頁，共56頁。利用納米滲透、增溶和化學(xué)轉(zhuǎn)化方法堵塞部分發(fā)生化學(xué)轉(zhuǎn)化為水溶性鹽使鈣、鋇、鎂的硫酸鹽垢和碳酸鹽垢在水中溶解鉀、鈉、胺的絡(luò)合物鹽→將硫酸鹽垢轉(zhuǎn)化為水溶性的化合物解堵后的廢液可自然降解無腐蝕性，對設(shè)備有保護(hù)作用解堵后即可開泵采油驅(qū)油劑機(jī)理

第三十六頁，共56頁。硫化物垢與多元羧酸胺鹽反應(yīng)，生成可溶性鈣鎂鹽釩催化劑作用下溶解硫化物垢瀝青垢、聚合物垢與-OH、-ONa等基團(tuán)發(fā)生協(xié)同效應(yīng)反應(yīng)斷鏈生成易溶于水的小分子聚合物產(chǎn)品中的生物酶的作用下自生化處理徹底清除高聚物和瀝青垢的目的第三十七頁，共56頁。成分：多種絡(luò)合劑、滲透劑、潤濕劑、氧化劑、降解劑、生物酶和多種表面活性劑復(fù)配而成

滲透、增溶、氧化、斷鏈、轉(zhuǎn)化第三十八頁，共56頁。配方組分無腐蝕性，不破壞地層不會對金屬材料產(chǎn)生腐蝕組分有良好的配伍性、互溶性、防腐性、潤濕性、穩(wěn)定性和協(xié)同性不含H+、Cl-、S2-、SO42-等易產(chǎn)生腐蝕介質(zhì)的離子材料均為無毒、無味、無腐蝕或偏堿性物質(zhì)解堵液易在地層中降解、不污染環(huán)境產(chǎn)品特性第三十九頁，共56頁。

油田地層中的瀝青質(zhì)和其他聚合物與-OH、-ONa等基團(tuán)發(fā)生協(xié)同效應(yīng)，反應(yīng)斷鏈生成易溶于水的水分子聚合物本劑中不含H+和Cl-，對采油井設(shè)備和采油桿及井不產(chǎn)生腐蝕，地層中不產(chǎn)生沉淀，不會產(chǎn)生清洗物沉淀的二次堵井現(xiàn)象

產(chǎn)品特性第四十頁，共56頁。安全無腐蝕化學(xué)解堵，比傳統(tǒng)的酸洗解堵、生物解堵和溶劑解堵安全可靠徹底消除了用酸解堵時緩蝕劑失效造成的腐蝕問題規(guī)避了溶劑易燃、易爆、有毒和生物技術(shù)難以掌控的風(fēng)險，對于保證安全生產(chǎn)，長周期采油有著重要意義產(chǎn)品特性第四十一頁，共56頁。

施工同時采用N80掛片對藥劑進(jìn)行同步腐蝕率測試，腐蝕率僅為0.0063mm/a長效納米驅(qū)油劑腐蝕試驗數(shù)據(jù)表井號清洗前質(zhì)量(g)清洗后質(zhì)量(g)質(zhì)量差(g)試片表面積(m2)檢測時間(h)腐蝕率[mm/a]3410.494210.49370.00050.00136720.00573910.504510.50390.00060.00136720.0068有毒有害氣體現(xiàn)場檢測pH值現(xiàn)場檢測腐蝕性測試第四十二頁，共56頁。使用中性解堵劑，對碳酸鈣、碳酸鎂、硅酸鈣、硅酸鎂和硫酸鈣，具有很好的絡(luò)合溶解作用反應(yīng)速率比鹽酸和氫氟酸要慢，能有效地控制反應(yīng)速率具有很好的滲透性和増溶性，能滲入到地層的深部，解堵面積大反應(yīng)殘留物成糊狀，不產(chǎn)生殘渣及二次沉淀物儲層免遭酸性損害，對毛細(xì)管有擴(kuò)孔的作用保護(hù)地層的膠結(jié)構(gòu)

長效納米驅(qū)油劑結(jié)論

第四十三頁，共56頁。本品解決了鹽酸和氫氟酸反應(yīng)速度過快、溶洞大而短、不易深入地層、有效距離太短和耗酸量大等問題而中性解堵劑有效地克服了此弊端。為油層流體的采出形成良好的通道，減小附加毛細(xì)管壓力，提高油的相對滲透率，減少酸化易造成所謂的“水堵”事故酸化解堵時酸濃度只有在較高酸濃度時，才具有溶垢作用，低于1%濃度時就無溶垢能力，解堵面積小并不徹底第四十四頁，共56頁。工程應(yīng)用現(xiàn)場施工工況第四十五頁，共56頁。第四十六頁，共56頁。第四十七頁，共56頁。N5-31-P34井施工前后生產(chǎn)數(shù)據(jù)2012-6-8電流開始波動3148洗井2012-6-27洗井無效果2012-7-7338天2013-6-1250.6電流：9.5A關(guān)井36h產(chǎn)量：18t/d轉(zhuǎn)數(shù)調(diào)整泵型：KGLB500-2090→70r/min第四十八頁，共56頁。探索出三元復(fù)合驅(qū)后的油井解堵新途徑對采出井和井下解堵提供了可靠新技術(shù)中性解堵后單井日增液10.8t/d對螺桿泵定子橡膠性能無影響提高了螺桿泵的泵效解堵后未發(fā)生井偷?，F(xiàn)象

N5-31-P34井檢泵情況：檢泵周期416天，平穩(wěn)運行338天第四十九頁，共56頁。1、投入使用：6萬元/口井×2口井＝12萬元

2、效益計算：①作業(yè)費：作業(yè)費用2次、每次3萬元/井次、材料3.75萬元/井次，作業(yè)費用及管道費合計：27萬元②增產(chǎn)效益：單井日增產(chǎn)13.3t、增油0.7t、油0.3萬/噸，時間以90天計，總經(jīng)濟(jì)效益37.8萬元6.4解堵經(jīng)濟(jì)效益分析第五十頁，共56頁。6.5經(jīng)濟(jì)效益

經(jīng)濟(jì)效益＝產(chǎn)出效益－投入費用＝37.8萬元＋27萬元－6萬元