周志亮,呂　行,李　靖

(長(zhǎng)江大學(xué)石油工程學(xué)院，武漢 430100)

隨著射孔技術(shù)的發(fā)展，射孔液對(duì)儲(chǔ)層的傷害受到廣泛的關(guān)注，在國(guó)內(nèi)油田多采用2%～3%KCl水溶液作射孔液。為了減小射孔液對(duì)儲(chǔ)層的傷害，一般射孔液采用鹽類作加重劑，常用甲酸鹽、無(wú)機(jī)鹽、復(fù)合鹽等，而采用溴化鋅作加重劑，國(guó)內(nèi)外很少見(jiàn)，這已成為目前深井射孔液研究的重點(diǎn)課題[1-5]。讓字井區(qū)塊、伊通區(qū)塊、德惠區(qū)塊、王府區(qū)塊為吉林油田重點(diǎn)勘探目標(biāo)區(qū)塊，這些區(qū)塊均屬于低滲、低孔的油層，射孔液侵入地層會(huì)帶來(lái)的污染傷害，因此研發(fā)的射孔液要有良好的儲(chǔ)存保護(hù)效果。筆者室內(nèi)研制了以溴化鋅為加重劑的高密度低傷害的射孔液配方，并對(duì)其作了評(píng)價(jià)。

1　試驗(yàn)部分

1.1　原料及儀器

磺化酚醛樹(shù)脂(SMP-Ⅱ)、羧甲基纖維素(HEC)、氯化鉀(KCl)、抗氧劑Na2SO3，四川正蓉實(shí)業(yè)有限公司；超細(xì)碳酸鈣粉(JQYZ)、緩蝕劑(JCI)，荊州嘉華科技有限公司；氟碳類表面活性劑(FC-3B),江漢采油院；溴化鋅(ZnBr2)，國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司。

GKC水浴鍋、JA2103N電子天平，上海錦屏儀表有限公司；GJS-B12K變速攪拌器，上海通達(dá)儀專用器廠；NB-1泥漿密度儀，上海路達(dá)實(shí)驗(yàn)儀器有限公司；ZNN-D6六速旋轉(zhuǎn)黏度計(jì)，青島海通達(dá)專用儀器有限公司；常溫中壓失水儀，青島海通達(dá)專用儀器有限公司；FANN加熱滾子加熱爐，青島海通達(dá)專用儀器有限公司；HKY巖心流動(dòng)裝置，海安石油科研儀器有限公司。

1.2　射孔液的配制

針對(duì)吉林油田的復(fù)雜的儲(chǔ)層特征，室內(nèi)研發(fā)出了密度在1.60～2.35 g/cm3射孔液。其配制過(guò)程為：用鉆井液杯量取定量的水，放在GJS-B12K變速攪拌器上，依次用天平稱量SMP-Ⅱ,HEC,KCl,Na2SO3,JQYZ,FC-3B,JCI,ZnBr2對(duì)應(yīng)水的加量，設(shè)定GJS-B12K變速攪拌器一定轉(zhuǎn)速，藥品按順序加入鉆井液杯中，直到前一藥品完全溶解后，再加入下一藥品，當(dāng)所有藥品完全溶解于水中后，得均一的射孔液。

2　射孔液性能評(píng)價(jià)

2.1　防腐性能評(píng)價(jià)

溴化物鹽的腐蝕性很強(qiáng)，同種高密度的溴化鋅溶液的腐蝕性是甲酸銫溶液腐蝕性的8倍，通過(guò)加入緩蝕劑能很好的控制腐蝕速率[5-6]。選用N-80鋼掛片放置在80 ℃條件下進(jìn)行腐蝕性能評(píng)價(jià)， 考察48 h后1.8 g/cm3射孔液對(duì)N-80鋼掛片腐蝕程度，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表1。

表1　射孔液對(duì)N-80鋼掛片腐蝕實(shí)驗(yàn)

從表1可以看出，加入緩蝕劑的射孔液對(duì)N-80的腐蝕速率明顯降低，當(dāng)緩蝕劑JCI加量為4%時(shí)，配制的射孔液防腐性能更好，其腐蝕速率下降明顯，且小于標(biāo)準(zhǔn)腐蝕速率0.076 mm/a，能滿足射孔套管的施工要求。

2.2　抗溫性能評(píng)價(jià)

射孔液的抗溫評(píng)價(jià)是通過(guò)FANN加熱滾子爐進(jìn)行，將配好的射孔液放入滾子爐里熱滾16 h后，分別設(shè)定溫度155和165 ℃，取出冷卻后用ZNN-D6六速旋轉(zhuǎn)黏度計(jì)和常溫中壓失水儀分別測(cè)其流變性和30 min API濾失量，其結(jié)果見(jiàn)表2。

表2　射孔液抗溫實(shí)驗(yàn)

從表2可以看出，該射孔液可抗溫度為155 ℃，不能抗溫165 ℃，在165 ℃熱滾后，其流變性和濾失量都大大地降低。吉林油田的油藏溫度普遍低于120 ℃，因此該射孔液可以滿足吉林油田的抗溫能力。

2.3　抑制性評(píng)價(jià)

射孔液配方中加入抑制劑有利于抑制地層中黏土膨脹，減少對(duì)地層的傷害。稱取50 g的6～10目露頭土巖屑(露頭土巖屑為地層與地表泥土之間的巖屑與泥土結(jié)合物，一般選取超過(guò)80%的巖屑的露頭土巖屑)，將分別加入不同KCl量的射孔液放入FANN加熱滾子爐中，設(shè)定溫度為85 ℃，滾動(dòng)16 h后，用40目篩子進(jìn)行濕篩，烘干后稱其濕重，并計(jì)算滾動(dòng)回收率，結(jié)果見(jiàn)表3。

表3　抑制性評(píng)價(jià)結(jié)果

從表3可以看出，加入3%的KCl后，射孔液的滾動(dòng)回收率有了很大的提高，而當(dāng)KCl加量從3%增加到5%時(shí)，射孔液的滾動(dòng)回收率提高不是很大，因此綜合經(jīng)濟(jì)和效果來(lái)看， KCl最佳加量為3%，以此加量配制的射孔液有較強(qiáng)的抑制性，適應(yīng)強(qiáng)水敏的吉林區(qū)塊。

2.4　表面張力測(cè)定

在基礎(chǔ)配方確定的情況下，選擇氟碳表面活性劑作體系的表面活性劑，氟碳表面活性劑具有表面活性好、抗溫性能強(qiáng)、抗鹽能力強(qiáng)等特點(diǎn)?？疾觳煌恿縁C-3B的射孔液，用QBZY-1全自動(dòng)表面張力儀測(cè)其表面張力，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表4。

表4　不同加量表面活性劑的表面張力

從表4中可以看出，在配方中，加入該表面活性劑FC-3B可顯著降低射孔液的表面張力，加量為0.05%即可達(dá)到最佳效果。

2.5　射孔液對(duì)巖心滲透率傷害評(píng)價(jià)

采用HKY巖心流動(dòng)裝置按照評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)吉林不同區(qū)塊的巖心注入射孔液進(jìn)行傷害評(píng)價(jià)，其評(píng)價(jià)結(jié)果見(jiàn)表5。

表5　射孔液對(duì)巖心滲透率傷害評(píng)價(jià)

從表5可以看出，射孔液對(duì)巖心的傷害率都不大，傷害率最大為4.55%，說(shuō)明該射孔液對(duì)吉林各區(qū)塊具有良好的保護(hù)效果。

3　結(jié)論

1)通過(guò)實(shí)驗(yàn)得到射孔液的配方為：2%磺酸酚醛樹(shù)脂SMP-Ⅱ+1%羧甲基纖維素HEC+3%抑制劑KCl+2%抗氧劑Na2SO3+1%超細(xì)碳酸鈣粉JQYZ+0.05%表面活性劑FC-3B+4%緩蝕劑JCI+加重劑ZnBr2(密度可調(diào))

2)該射孔液具有腐蝕性低，耐高溫155 ℃，強(qiáng)抑制性，低表面張力，有良好的儲(chǔ)層保護(hù)效果等特點(diǎn)，適合吉林油田4大區(qū)塊。

3)該射孔液采用溴化鋅為加重劑，并有效地控制了腐蝕問(wèn)題，對(duì)高密度鹽類射孔液具有一定的推廣價(jià)值。

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