王志明，王建華，許 濤，宋 奇，楊 蕾

（江蘇油田工程院，江蘇揚(yáng)州 225200）

粘土膨脹和運(yùn)移是引起水敏性油藏儲層滲透率下降的主要因素，防止發(fā)生傷害的常用方法是使用粘土穩(wěn)定劑[1-2]。目前常見的粘土穩(wěn)定劑[3]包含無機(jī)鹽、無機(jī)多核羥基聚合物和有機(jī)粘土穩(wěn)定劑三大類，不同類型粘土穩(wěn)定劑的適用范圍不同。

隨著油田開發(fā)深入，越來越多的難動(dòng)用儲量投入開發(fā)，該類油藏往往存在深層、高溫、低滲、敏感性強(qiáng)特點(diǎn)，常用的粘土穩(wěn)定劑往往難以適應(yīng)該類型油藏開發(fā)儲層保護(hù)的需要。本院與南化集團(tuán)研究院聯(lián)合開發(fā)了一種小分子聚胺類粘土穩(wěn)定劑NH-2，相對分子質(zhì)量分布范圍在200～500，通過多種實(shí)驗(yàn)手段對其性能進(jìn)行綜合評價(jià)，并在多個(gè)區(qū)塊開展現(xiàn)場應(yīng)用試驗(yàn)，取得了良好的應(yīng)用效果。

1 實(shí)驗(yàn)部分

采用OFITE動(dòng)態(tài)線性頁巖膨脹儀，評價(jià)了常溫和高溫處理后的粘土穩(wěn)定劑對膨潤土的防膨效果；通過剛玉人造巖心和天然巖心的流動(dòng)實(shí)驗(yàn)評價(jià)了粘土穩(wěn)定劑的注入性能和綜合防膨效果。通過溶液混合觀察法評價(jià)了NH-2與油田常用采油化學(xué)劑的配伍性能。

1.1 儀器和藥品

主要儀器：壓樣機(jī)、OFITE動(dòng)態(tài)線性頁巖膨脹儀、馬弗爐、流動(dòng)實(shí)驗(yàn)裝置。

主要藥品：（1）小分子聚胺類粘土穩(wěn)定劑NH-2及其它油田常用粘土穩(wěn)定劑（見表1）。

表1 實(shí)驗(yàn)評價(jià)所用的粘土穩(wěn)定劑

（2）其它油田常用采油化學(xué)劑：緩蝕劑、阻垢劑、殺菌劑、互溶劑、鐵穩(wěn)劑，藥劑型號（見表5）。

1.2 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和方法

1.2.1 膨潤土常溫防膨性能評價(jià) 常溫下，采用頁巖膨脹儀法評價(jià)粘土穩(wěn)定劑對膨潤土的防膨性能。實(shí)驗(yàn)方法參照《SY-T 5971-94注水用粘土穩(wěn)定劑性能評價(jià)方法》。因壓制的膨潤土巖心片存在厚度差，故對防膨率計(jì)算公式進(jìn)行了修正，根據(jù)下述公式計(jì)算粘土穩(wěn)定劑的防膨率：

其中：F-粘土穩(wěn)定劑相對于蒸餾水的防膨率，%；H0，W-巖心薄片在蒸餾水試樣中的初始高度，mm；PO-巖心薄片在煤油試樣中的最終膨脹率，%；H0，O-巖心薄片在煤油試樣中的初始高度，mm；PW-巖心薄片在蒸餾水試樣中的最終膨脹率，%；H0，X-巖心薄片在粘土穩(wěn)定劑試樣中的初始高度，mm；PX-巖心薄片在粘土穩(wěn)定劑試樣中的最終膨脹率，%。

1.2.2 注入性能評價(jià) 采用中低滲透率的非水敏性剛玉人造巖心，排除水化膨脹作用影響，通過巖心流動(dòng)實(shí)驗(yàn)考察粘土穩(wěn)定劑溶液驅(qū)替前后注入壓力（或水相滲透率）的變化情況，評價(jià)藥劑注入性能。

1.2.3 耐高溫性能評價(jià) 采用馬弗爐對粘土穩(wěn)定劑和緩蝕劑溶液進(jìn)行150℃高溫?zé)崽幚? h，再用頁巖膨脹儀法考察熱處理后粘土穩(wěn)定劑對膨潤土的防膨性能。

1.2.4 與常用采油助劑的配伍性能評價(jià) 采用溶液混合觀察法評價(jià)粘土穩(wěn)定劑與本油田常用的其它采油化學(xué)劑的配伍性。將緩蝕劑等采油化學(xué)劑加入到2%防膨劑溶液中，加入量為1%（質(zhì)量百分?jǐn)?shù)），觀察溶液有無渾濁、沉淀、分層等現(xiàn)象。

1.2.5 天然巖心防膨效果評價(jià) 采用天然巖心，通過巖心流動(dòng)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證評價(jià)粘土穩(wěn)定劑防膨效果和持久性。先通3%NH4Cl溶液測定巖心基礎(chǔ)滲透率，然后注入5～10 PV粘土穩(wěn)定劑溶液，再通清水，考察清水驅(qū)替后注入壓力（或水相滲透率）的變化情況。

2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論

2.1 常溫膨潤土防膨性能評價(jià)及結(jié)果

利用頁巖膨脹儀法測得不同粘土穩(wěn)定劑對膨潤土的防膨效果（見表2）。結(jié)果表明，常溫下，NH-2具有較好的膨潤土防膨性能，能夠顯著降低膨潤土膨脹率，防膨率達(dá)40.94%。與油田常用粘土穩(wěn)定劑相比，常溫膨潤土防膨性能處于中上水平。

表2 粘土穩(wěn)定劑的常溫防膨性能評價(jià)結(jié)果

2.2 注入性能評價(jià)及結(jié)果

注入性能實(shí)驗(yàn)結(jié)果（見表3）。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：NH-2注入前后，壓力未發(fā)生明顯變化，說明NH-2具有較好的注入性能；TDC-15注入過程中壓力略有升高，但仍能夠順利注入，說明高分子聚合物類型防膨劑注入性能相對較差。

表3 防膨劑注入性能評價(jià)

2.3 耐高溫性能評價(jià)及結(jié)果

耐高溫性能評價(jià)結(jié)果（見表4）。因高溫條件下粘土穩(wěn)定劑溶液對實(shí)驗(yàn)用鋼制容器存在腐蝕，故在溶液中加入1%KD-26緩蝕劑。從表4的實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以看到，熱處理后1%KD-26緩蝕劑的蒸餾水溶液中膨潤土的最終膨脹率為158.4%，與常溫蒸餾水中的膨潤土膨脹率156.7%相當(dāng)，說明緩蝕劑的加入不影響膨潤土的水化膨脹性能。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明NH-2具有良好的耐溫性能，并與緩蝕劑KD-26存在較好的協(xié)同作用，高溫處理后，對膨潤土的防膨效果有所提高；TDC-15高溫處理后，對膨潤土的防膨效果略有下降，耐溫性能較好；RD-02、KD-17和KCl高溫處理后，對膨潤土的防膨效果出現(xiàn)大幅度下降，耐溫性能較差。

2.4 與常規(guī)采油助劑的配伍性性能評價(jià)及結(jié)果

NH-2與油田常用的采油化學(xué)劑配伍性評價(jià)結(jié)果（見表5）。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明NH-2與目前江蘇油田常用的各種采用化學(xué)劑的配伍性良好。

2.5 天然巖心防膨效果評價(jià)及結(jié)果

采用WLZ油田T95斷塊天然巖心開展清水傷害評價(jià)和防膨效果評價(jià)巖心流動(dòng)實(shí)驗(yàn)。T95斷塊E1f4砂巖孔隙度主要分布范圍14.7%～18.7%，平均17.5%；空氣滲透率主要在（2.19～151）×10-3μm2，平均 38×10-3μm2，屬于中孔、低滲儲層。根據(jù)儲層敏感性分析資料，本區(qū)E1f4儲層敏感性表現(xiàn)為強(qiáng)酸敏、強(qiáng)水敏、強(qiáng)鹽敏，無速敏-弱速敏。

因本區(qū)儲層存在強(qiáng)酸敏特征，故不考慮投加酸性粘土穩(wěn)定劑RD-02。防膨性能評價(jià)巖心流動(dòng)實(shí)驗(yàn)考查了TDC-15、NH-2兩種類型防膨劑的防膨效果。實(shí)驗(yàn)結(jié)果（見圖1）。I是清水傷害曲線，通入清水200 PV時(shí)，巖心傷害達(dá)26.4%，表明儲層巖石水敏性較強(qiáng)；II是2%TDC-15防膨曲線，通入2%TDC-15溶液時(shí)，初始傷害最高達(dá)到39.3%，后續(xù)清水驅(qū)替時(shí)，巖心傷害率逐漸降低，最終穩(wěn)定在3.8%左右；III是2%NH-2防膨曲線，通入2%NH-2粘土穩(wěn)定劑溶液時(shí)，巖心無明顯傷害現(xiàn)象，后續(xù)清水驅(qū)替時(shí)，巖心保持長時(shí)間零傷害。

表4 粘土穩(wěn)定劑的耐高溫性能評價(jià)結(jié)果（150℃）

表5 NH-2與常規(guī)采油化學(xué)劑的配伍性評價(jià)結(jié)果

圖1 T95斷塊防膨效果評價(jià)流動(dòng)實(shí)驗(yàn)

3 現(xiàn)場應(yīng)用及效果

在江蘇油田三個(gè)油藏區(qū)塊注水井中開展了新型粘土穩(wěn)定劑NH-2的現(xiàn)場應(yīng)用實(shí)驗(yàn)?，F(xiàn)場實(shí)驗(yàn)區(qū)塊油藏特征（見表6），注水井防膨預(yù)處理應(yīng)用效果（見表7）。

現(xiàn)場實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，NH-2防膨劑具有較好的儲層條件適應(yīng)性能，能夠滿足低孔特低滲到中孔中滲多種地層條件儲層的防膨需要。

4 結(jié)論與建議

（1）粘土穩(wěn)定劑對中低滲透油藏的儲層保護(hù)具有選擇性，高分子聚合物類粘土穩(wěn)定劑因其大分子構(gòu)型和較強(qiáng)的絮凝作用，注入性能略差，藥劑注入過程往往引起明顯的堵塞傷害。

（2）新開發(fā)的小分子聚胺類粘土穩(wěn)定劑NH-2具有較好的防膨性能、耐溫性能、注入性能，以及和其它采油化學(xué)劑的配伍性能，可適用于高溫、低滲透、強(qiáng)敏感性特征油藏的注水開發(fā)。

（3）現(xiàn)場應(yīng)用實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，NH-2能夠滿足從低滲到中滲多種油藏類型儲層的防膨需要。

表6 NH-2現(xiàn)場實(shí)驗(yàn)區(qū)塊油藏特征表

表7 NH-2現(xiàn)場實(shí)驗(yàn)防膨效果統(tǒng)計(jì)表

[1]王志華，趙勝波，楊世海.低滲透層注水長效防膨技術(shù)室內(nèi)實(shí)驗(yàn)研究[J］.內(nèi)蒙古石油化工，2008，（9）：112-114.

[2]靳保軍，馬興芹，等.低滲透油田注水預(yù)處理用粘穩(wěn)劑的優(yōu)選[J］.特種油氣藏，2003，10（6）：75-78.

[3]曹方起，尹先清.粘土穩(wěn)定劑的研究進(jìn)展[J］.內(nèi)蒙古石油化工，2009，（18）：125-128.