В зависимости от химического состава, механизма действия и различных сценариев применения, глинистые стабилизаторы для нефтяных месторождений можно разделить на четыре основные категории, различные продукты с точки зрения производительности, стоимости, применимых условий, обеспечивают разнообразный выбор для разработки различных типов нефтегазовых месторождений.

i) Неорганические соли, неорганические щелочные глинистые стабилизаторы

Это был первый глинистый стабилизатор, который был применен на нефтяных месторождениях и в основном включал хлорид калия (KCl), хлорид натрия (NaCl), хлорид аммония (NHCl), хлорид кальция (CaClneneneed) и гидроксид натрия (NaOH).

Основные характеристики

Преимущества: широкий спектр источников сырья, низкая цена (тонна цена обычно 1000 - 3000 юаней), простой процесс строительства, может быть растворен непосредственно в воде после впрыска в коллектор; Краткосрочный антиколяционный эффект на расширяющуюся глину, такую как монтит, очевиден, при добавлении концентрации от 2% до 5% коэффициент антиколяции может достигать 80% - 90%; Хорошо совместим с другими химическими веществами и не подвержен неблагоприятным реакциям.

Ограничение: плохая устойчивость, легко размывается разбавлением пластовой воды, короткий срок действия (обычно 1 - 3 месяца), требует периодического дополнительного впрыска; Может подавлять расширение только нейтрализацией заряда, имеет плохой эффект подавления переноса частиц глины; Высокие концентрации при использовании увеличивают минерализацию пласта, что может привести к осаждению соляной накипи и вторичному повреждению.

Сфера применения

Применяется к обычным нефтегазовым залежам с высоким просачиванием в неглубоких слоях и низким содержанием глины (< 5%), особенно для предварительной обработки буровых растворов, заканчивающих скважины, а также для временных антикоррозионных потребностей в краткосрочных операциях по увеличению добычи (например, подкисление, растрескивание). Например, на одном из неглубоких песчаниковых месторождений в ходе бурения в буровой раствор добавляется 3% хлорида калия, что эффективно подавляет расширение глины, а коэффициент повреждения проницаемости коллектора при бурении без добавления снижается до 65% до 20%.

ii) Стабилизаторы глины неорганических полимеров

Эти стабилизаторы представлены полимерным хлоридом алюминия (PAC), полимерным хлоридом железа (PFC), полимерным сульфатом алюминия (PAS) и т.д., и гидролиз приводит к образованию многоядерных гидроксильных соединений.

Основные характеристики

Преимущества: умеренная цена (тонна 3000 - 8000 юаней), устойчивый антиинфляционный эффект, срок действия до 6 - 12 месяцев; В сочетании с нейтрализацией заряда и адсорбцией фиксированного двойного действия, как для подавления расширения глины, так и для эффективного предотвращения перемещения частиц глины; Температурная стойкость лучше и может быть использована в пластах со средней температурой ниже 120°C.

Ограничения: применение более узкого диапазона значений pH, стабильное присутствие только в кислых или слабокислых условиях pH 3 - 6, подверженное гидролитическому осаждению в нейтральных или щелочных пластах, что приводит к вторичному повреждению коллектора; Это не относится к карбонатным пластам, поскольку кислотные вещества, образующиеся в результате их гидролиза, вступают в реакцию с карбонатными породами, образуя углекислые и солевые осадки; Некоторые продукты имеют коррозионную стойкость и должны быть повторно использованы с ингибиторами коррозии.

Сфера применения

Применяется в песчаниковых коллекторах, кислых или слабокислых пластах, а также в низкопроницаемых нефтегазовых залежах со средним содержанием глины (5% - 15%), особенно для долгосрочных потребностей в борьбе с инфляцией на месторождениях, где осуществляется нагнетание воды. Например, на одном из месторождений среднепроницаемого песчаника в систему впрыска воды добавляется стабилизатор полимерной глинистой глины хлорида алюминия на 0,5%, значительно снижается перенос глины на дне скважины, коэффициент проницаемости коллектора увеличивается с 70% до 85%, а суточная добыча нефти в скважине стабилизируется на уровне 8 - 10 т.

iii) Катионные поверхностно - активные вещества

Молекулярная структура таких стабилизаторов содержит катионные группы (например, четвертичное аммониевое соляное основание, пиридиновое основание) и длинноцепные алкилы, представляющие собой продукты, в том числе гексаалкилтрибромид аммония (CTAB), декаалкилдиметилбензилхлорид аммония (1227), гексаалкилхлорид аммония и т.д.

Основные характеристики

Преимущество: сильная адсорбционная способность, может быть прочно прикреплена к поверхности частиц глины посредством электростатической адсорбции и гидрофобии, не легко смывается водой, срок действия до 12 - 24 месяцев; Антиинфляционный и антимиграционный эффекты, уровень инфляции может достигать более 90%; Солестойкость лучше, сохраняя стабильный эффект в слоях с минерализацией 20×10 ⁴ мг / л.

Ограничения: это приведет к тому, что поверхность породы коллектора перейдет от влажной воды к влажной нефти, снизит проницаемость нефтегазовой фазы, что приведет к увеличению сопротивления потоку сырой нефти, а на некоторых скважинах может произойти кратковременное снижение добычи; Более высокая стоимость (8000 - 15000 юаней за тонну); Плохая биоразлагаемость, ограниченное применение в экологически чувствительных районах; Плохая совместимость с некоторыми анионными химическими агентами (например, анионодеэмульгаторами, диспергирующими агентами), подверженными реакции флокуляции.

Сфера применения

Подходит для залежей нефти и газа средней глубины с высоким содержанием глины (10% - 20%), требующих долгосрочной стабильности, особенно для блоков с достаточной энергией залежи и меньшим влиянием проницаемости нефтегазовой фазы на производительность. Например, на одном из глубоких песчаниковых месторождений используется глинистый стабилизатор, сочетающий гексаалкилтрибромид аммония с хлоридом калия, с добавлением концентрации 1%, устойчивостью к набуханию после обработки коллектора 92%, эффективным торможением переноса глины и продлением стабильного производственного цикла скважины на 2 - 3 года.

iv) Стабилизаторы глины на основе органических катионных полимеров

Это наиболее широко используемый в настоящее время класс глинистых стабилизаторов с оптимальной общей производительностью, молекулярная цепь содержит большое количество катионных групп (например, четвертичные аммониевые соли, аминовые радикалы), представляющие продукты, включая поличетвертичные аммониевые соли - 6, поличетвертичные аммониевые соли - 7, катионные полиакриламиды (CPAM), полиаминовые полимеры и так далее.

Основные характеристики

Преимущества: широкий диапазон применения, может использоваться для песчаника, сланца и других типов коллекторов, а также кислотных, нейтральных, слабощелочных и других различных pH пластов; Эффект защиты от инфляции и переноса превосходен, скорость защиты от набухания может достигать более 95%, и глинистые частицы могут быть прочно закреплены через намотку молекулярной цепи, водостойкость, маслостойкость, кислотоустойчивость щелочной промывки, срок действия до 24 - 36 месяцев; Влияние на смачиваемость коллектора невелико и не значительно снижает проницаемость нефтегазовой фазы; Хорошая совместимость с другими химическими веществами, может быть использована в сочетании с кислой жидкостью, разрывной жидкостью, ингибитором коррозии и другими.

Ограничение: относительно высокая стоимость (цена тонны 10 000 - 20 000 юаней); Некоторые продукты в условиях высокой температуры (> 150°C) молекулярная цепь легко ломается, что приводит к снижению производительности; Процесс подготовки сложный, качество и стабильность некоторых продуктов необходимо улучшить.

Сфера применения

Подходит для всех видов нефтегазовых залежей, особенно для глубоких высокотемпературных и высоковольтных, низкопроницаемых, особо малопроницаемых нефтегазовых залежей, а также для нетрадиционных нефтегазовых залежей с высоким содержанием глины (15% - 30%) и большим риском повреждения (например, сланцевый газ, пластовый газ). Например, на одном из месторождений сланцевого газа в Сычуаньском бассейне Китая в операции по расщеплению добавляется 1,5% глинистого стабилизатора полисезонной аммонийной соли, что эффективно сдерживает расширение и перемещение монтированного камня в сланцах, скорость возврата разрывной жидкости увеличивается с 60% до 85%, ежедневная добыча газа в сланцевых газовых скважинах достигает 150 000 м³, а стабильная производственная неделя продлевается на 3 - 5 лет.

v) Новые специальные глиняные стабилизаторы

По мере того, как разработка нефти и газа расширяется до более сложных пластов, появляются новые специальные стабилизаторы глины, в том числе стабилизаторы глины на биологической основе, стабилизаторы глины на основе наноматериалов, интеллектуальные адаптивные стабилизаторы глины и т. Д. Для решения проблемы повреждения глины в экстремальных условиях предлагаются новые решения.

Стабилизаторы глины на биологической основе: природные растительные экстракты (например, панцирный полисахар, производные крахмала) или продукты микробной ферментации в качестве сырья, характеризующиеся высокой степенью биоразложения (≥90%), низкой токсичностью и экологичностью, применимы к разработке нефтяных и газовых месторождений в экологически чувствительных районах. Например, глинистые стабилизаторы из глинистых солей типа панцирного полисахарида аммония, скорость набухания 90%, скорость биоразложения более 95%, были успешно применены на нефтяных месторождениях в экологическом заповеднике бассейна Желтой реки.

Стабилизаторы глины на основе наноматериалов: Используя наночастицы (такие как нанодиоксид кремния, наноксид алюминия) с малыми размерами и высокой удельной поверхностной площадью, адсорбируются на поверхности частиц глины и заполняют межслойные пустоты, подавляют расширение и перемещение, обладают отличной термостойкостью к солям и могут использоваться в экстремальных условиях выше 200°C и минерализации 30×10 ⁴ мг / л.

Интеллектуальный отзывчивый глинистый стабилизатор: может автоматически регулировать режим действия в соответствии с изменениями пластовой среды (например, температуры, pH, минерализации жидкости), например, термореактивный стабилизатор поддерживает текучесть при нормальных температурах, после входа в высокотемпературный пласт происходит затвердевание, образуя прочный и стабильный защитный слой, подходящий для высокотемпературной глубокой нефтегазовой залежи.