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        油井熱洗暫堵劑研究

        2016-09-15 16:02:26羅江濤王志明王建華
        復(fù)雜油氣藏 2016年4期
        關(guān)鍵詞:油溶性巖心油井

        楊 蕾,宋 奇,羅江濤,王志明,王建華

        (中國石化江蘇油田分公司石油工程技術(shù)研究院,江蘇 揚州 225009)

        油井熱洗暫堵劑研究

        楊 蕾,宋 奇,羅江濤,王志明,王建華

        (中國石化江蘇油田分公司石油工程技術(shù)研究院,江蘇 揚州 225009)

        針對油井洗井等常規(guī)作業(yè)中入井液漏失地層,造成地層發(fā)生油水乳化、粘土膨脹、水鎖等儲層污染,油井投產(chǎn)后長時間才能恢復(fù)油井產(chǎn)能的問題,篩選出了一種油溶性暫堵劑JA-1,在室內(nèi)與常規(guī)藥劑、區(qū)塊水樣進行了配伍實驗,且對暫堵劑封堵解堵效果進行了研究。實驗結(jié)果表明,該暫堵劑與油田常規(guī)防膨劑、區(qū)塊水樣等配伍性好,封堵強度高,封堵率可達95%以上,同時也易快速解堵,解堵率達95%以上。

        暫堵劑 熱洗 洗井傷害 封堵 解堵

        在油井洗井等常規(guī)作業(yè)中經(jīng)常發(fā)生洗井液大量漏失,導(dǎo)致儲層發(fā)生油水乳化、粘土水化膨脹、微粒運移、水鎖等問題,使得油井投產(chǎn)后,需要較長時間才能恢復(fù)產(chǎn)能。以W15-26井為例,2015年4月19日油井洗井后,日產(chǎn)油從2.4 t降至1.5 t,且208 d產(chǎn)油量未恢復(fù),影響油井產(chǎn)量累積達180 t。雖然近幾年油田采用了其他的洗井工藝措施,如屏蔽暫堵、防污染管柱等,但均存在堵劑強度不夠,雜質(zhì)多污染地層,解堵性能差,管柱結(jié)構(gòu)復(fù)雜,成本高等問題。為此,本文研制了一種油溶性暫堵劑JA-1,在室內(nèi)與常規(guī)藥劑、區(qū)塊水樣等進行了配伍性試驗,并通過巖心流動實驗對其封堵、解堵效果進行了研究。研究結(jié)果表明,該暫堵劑與油田常規(guī)防膨劑、區(qū)塊水樣等配伍性好,封堵強度高,封堵率可達95%以上,同時易快速解堵,解堵率可達95%以上。

        1 JA-1熱洗暫堵劑的研制思路

        針對油井洗井液漏失的問題,暫堵劑研究的目的是為了封堵和解堵,即利用油溶性暫堵顆粒在地層壓力、溫度作用下變軟、變形,堵塞巖石孔隙和炮眼,快速形成致密暫堵層[1],有效減少洗井液入侵油層,大幅度降低地層水敏、原油乳化、水鎖和顆粒運移堵塞等因素對油層造成的傷害。當(dāng)作業(yè)完成后,油井正常生產(chǎn)時,暫堵層又能夠快速完全溶解于原油,在地層壓力的作用下,隨原油一同采出,使地層滲透率得以迅速恢復(fù)。其機理見圖1所示。

        圖1 暫堵劑顆粒封堵機理示意

        2 JA-1熱洗暫堵劑配方體系

        2.1 暫堵顆粒的合成

        許多化學(xué)微粒都可被用作暫堵劑顆粒,常用的化學(xué)微粒有巖鹽、油溶性樹脂、苯甲酸薄片、苯甲酸顆粒等,都有其不同的性能和適用條件,本文選用油溶性暫堵顆粒JA-1和油溶性樹脂JW-13A固化劑顆粒。JW-13A固化劑顆粒是一種軟性可變形粒子,遇水膨脹,但對二價陽離子敏感,地層水中的二價陽離子會在一定程度上破壞固化水顆粒的結(jié)構(gòu)。因此選用油溶性JA-1為暫堵顆粒,該顆粒是以天然樹脂工業(yè)產(chǎn)品和多元醇為原料,在溫度220~300 ℃條件下,反應(yīng)6~12 h得到的產(chǎn)物,反應(yīng)式如下:

        nRCOOH+R(OH)n→RCOO-R(OH)n-1+(RCOO)2-R(OH)n-2+…+(RCOO)n-R+H2O

        將合成的塊狀樣品經(jīng)過搗碎機在變速情況下?lián)v碎一定時間,然后過標(biāo)準(zhǔn)篩,得到不同粒徑的淡黃色細(xì)顆粒樣品,如圖2所示。該堵劑顆粒在常溫、90 ℃下,分別在煤油中浸泡1 h,均可完全溶解;常溫下,在自來水、鹽水中浸泡1 h,基本不溶解。

        圖2 油溶性暫堵顆粒JA-1

        2.2 分散劑的優(yōu)選

        由于暫堵顆?;静蝗苡谒?,因此可以用水作為攜帶液,將堵劑帶入目的層段。而要使顆粒不堵塞地層孔隙及吼道,必須使顆粒均勻分散在水溶液中,因此需添加一定量的表面活性劑和分散劑,將其親油表面轉(zhuǎn)變?yōu)橛H水表面,從而使堵劑顆粒懸浮,形成均勻的懸浮液。對分散劑的要求是:1)與各種鹽水和地層水配伍性好;2)在地層溫度下不產(chǎn)生沉淀,且濁點高于地層溫度;3)在有效添加量下,與原油不發(fā)生乳化作用[2]。為此,選用了常用的表面活性劑十二烷基苯磺酸鈉和分散互溶劑JA-19。在暫堵劑顆粒中加入一定量的十二烷基苯磺酸鈉和分散互溶劑JA-19,加入清水,配成濃度50%溶液,靜置12 h后,暫堵顆粒能均勻分布。

        2.3 JA-1熱洗暫堵劑配方體系

        確定油井熱洗暫堵劑配方為:淡水+15%~20%JA-1顆粒+0.2%~0.5%十二烷基苯磺酸鈉+0.1%~0.2%JA-19+其他輔助添加劑。在水溶液中分別加入一定量的表面活性劑(十二烷基苯磺酸鈉),分散互溶劑(JA-19),暫堵劑JA-1顆粒,并攪拌均勻,得到淡黃色懸浮液體,見圖3所示。

        圖3 油溶性暫堵劑JA-1體系

        3 JA-1熱洗暫堵劑與地層水和注入 水配伍性

        由于現(xiàn)場作業(yè)用水與實驗室用水在水質(zhì)上有很大的區(qū)別,因此需要將暫堵劑與現(xiàn)場水樣進行配伍性試驗。將W2-2地層水、WZ水源井水樣過濾,過濾后與暫堵劑JA-1溶液按1∶1比例混合,分別置于室溫和90 ℃下靜止2 h,觀察其是否出現(xiàn)分層或發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。結(jié)果見表1。

        表1 JA-1溶液與地層水和注入水配伍性試驗結(jié)果

        從表1可以看出,JA-1顆粒在溶液中無明顯分層現(xiàn)象,均能均勻分布,與江蘇W2-2地層水和WZ水源井水配伍性好。因此在現(xiàn)場作業(yè)時,可直接采用作業(yè)區(qū)塊水源井水進行配液。

        4 JA-1熱洗暫堵劑與防膨劑配伍性

        4.1 堵劑對防膨劑防膨效果的影響

        在施工現(xiàn)場,注入水中常會加入防膨劑,防止粘土膨脹、微粒運移等[3],下面列舉了油田常用的幾種防膨劑(見表2),對堵劑和防膨劑的相互影響進行研究。

        表2 油田常用的防膨劑

        分別在蒸餾水和50%的JA-1溶液中加入一定量的防膨劑,用膨脹儀測定膨潤土膨脹率,計算防膨劑防膨率,評價堵劑對防膨劑防膨效果的影響,結(jié)果見表3。

        表3 堵劑對防膨劑防膨率的影響

        從表3可知,在防膨劑溶液中,加入暫堵劑溶液,對防膨劑防膨率變化基本不大,這說明暫堵劑JA-1體系對防膨劑防膨率的影響較小,因此在現(xiàn)場施工時,防膨劑和暫堵劑可以同時注入。

        4.2 防膨劑對堵劑封堵解堵效果的影響

        分別選取滲透率相近的人造巖心,在90 ℃實驗條件下,正注堵劑6 PV,反驅(qū)煤油50 PV,評價防膨劑對巖心暫堵率和解堵率的影響,結(jié)果見表4。

        從表4可知,在相同實驗條件下,防膨劑對巖芯的封堵率幾乎無影響;但加入防膨劑后,巖心的滲透率恢復(fù)率變大。這可能是由于堵劑中加入了防膨劑,反驅(qū)煤油時,巖心受到防膨劑的保護,減少了粘土膨脹、微粒運移等對巖心滲透率的傷害,因而解堵后滲透率恢復(fù)值更高。

        表4 防膨劑對堵劑封堵率和解堵率的影響

        5 JA-1熱洗暫堵劑封堵與解堵效果

        在天然巖心上,以3%氯化銨溶液和煤油作為實驗流動介質(zhì),通過巖心流動實驗研究JA-1暫堵劑封堵與解堵效果[4]。

        5.1 JA-1堵劑封堵效果

        在直徑2.5 cm,長2.8~3.5 cm天然巖心上進行巖心流動實驗[5-6]。實驗步驟如下:1)用3%氯化銨溶液飽和巖心,在實驗溫度90 ℃下,正向注入3%氯化銨溶液,測定巖心滲透率KW;2)注入濃度50%暫堵劑溶液6 PV,測巖心滲透率KW1,計算封堵率X1=(KW-KW1)/KW×100%;3)注入3%氯化銨溶液,測定巖心滲透率KW2,測定過氯化銨溶液的封堵率X2=(KW-KW2)/KW×100%;4)保持圍壓不變,候凝2 h;5)以恒定的驅(qū)替壓力注入3%氯化銨溶液,當(dāng)出口段流量急劇增大時,記錄此時的壓力p和時間t,計算封堵強度(MPa/m)=p/t。其結(jié)果見圖4(a、b、c、d)和表5。

        從圖4(a、b、c、d)可以看出,隨著暫堵劑的注入,巖心滲透率開始降低很快,后降低得慢,說明堵劑在快速封堵射孔炮眼和巖石孔隙后注入3%氯化銨溶液后,滲透率有所上升,主要是由于有些中、低滲層孔隙未被堵死,巖心在候凝2 h后水驅(qū),水會向這些區(qū)域推進,這樣在出口端仍然有流量,所以滲透率有所上升,這也是注入3%氯化銨所測封堵率低于注暫堵劑溶液封堵率的原因。而4號巖心注入3%氯化銨溶液后,滲透率基本不變,主要是因為4號巖心滲透率高,堵劑基本完全封堵了射孔炮眼和巖石孔隙。同時也說明對于非均質(zhì)巖心,堵劑會優(yōu)先進入高滲透層,并在注入方向上承受一定的壓力,隨注入壓力的升高,才會有少量堵劑進入中滲透層。

        表5 JA-1堵劑封堵效果

        從表5可以看出,注入濃度為50%的JA-1暫堵劑溶液,對巖心的封堵率均能達到95%以上,然后注入3%氯化銨溶液后,封堵率也能達到90%以上,這說明暫堵劑對巖心的封堵率較高,不僅能實現(xiàn)對射孔炮眼的有效堵塞,也能對巖心中的大孔隙進行封堵。同時從表5可知,巖心滲透率越高,其封堵強度越低,說明堵劑的封堵強度與巖心的滲透率有一定的關(guān)系,一般情況下巖心滲透率越高,則越容易被突破。

        5.2 JA-1堵劑解堵效果

        以煤油為解堵介質(zhì),在實驗溫度90 ℃下,在已被堵劑封堵好的巖心上反向注入煤油直至壓力穩(wěn)定,計算注入煤油后巖心的解堵率Y。其結(jié)果見圖5(a、b、c、d)和表6。

        從圖5可以看出,隨著煤油的注入,巖心的滲透率開始恢復(fù)很快,后來恢復(fù)逐漸減慢直至趨于穩(wěn)定。從表6可以看出,在1 h內(nèi),4塊巖心滲透率基本都能快速恢復(fù),且滲透率恢復(fù)率可達95%以上,可見JA-1暫堵劑顆?;灸芡耆芙庥谟袡C溶劑中,且滲透率恢復(fù)較快,不會影響油井正常生產(chǎn)。

        表6 煤油對巖心解堵率測試

        7 結(jié)論

        (1)確定了JA-1油井熱洗暫堵劑配方:淡水+15%~20%JA-1顆粒+0.2%~0.5%十二烷基苯磺酸鈉+0.1%~0.2%JA-19+其他輔助添加劑。該暫堵劑能在煤油中完全溶解,在水中基本不溶。

        (2)JA-1熱洗暫堵劑與區(qū)塊水樣配伍性好,可直接用區(qū)塊水源水配液,操作簡單、方便;同時與常規(guī)防膨劑相互影響程度較小,可一起注入地層。

        (3)封堵解堵實驗表明,該暫堵劑對井眼射孔炮眼和巖石大孔隙封堵效果好,封堵率可達95%以上,解堵也徹底,解堵率可達95%以上。

        [1] 林永學(xué),閆循彪.TB-O型低傷害修井液的研制與應(yīng)用[J].石油鉆采工藝,2001,23(2):30-32.

        [2] 羅向東,羅平亞.屏蔽式暫堵技術(shù)在儲層保護中的應(yīng)用.鉆井液與完井液,1992,9(2):12-15.

        [3] 王小月,李洪俊,蘇秀純,等.DGZ油溶性暫堵劑的研究與應(yīng)用[J].鉆井液與完井液,2004,21(1):27-29.

        [4] 薛新生,潘鳳桐,岳書申,等.油溶性暫堵劑OSR-1的研究[J].石油鉆采工藝,1999,21(1):82-84.

        [5] 任占春,張光焰,韓文峰,等.HT-10高溫屏蔽暫堵劑研制與應(yīng)用[J].油田化學(xué),2002,19(2):109-111.

        [6] 熊英,劉文輝,魏玉蓮,等.油溶性樹脂暫堵劑室內(nèi)評價研究[J].石油鉆采工藝,2000,22(4):78-80.

        (編輯 謝 葵)

        《復(fù)雜油氣藏》2016年總目次

        油氣勘探

        高郵凹陷沙-花-瓦地區(qū)阜一段異常高壓成因機理及分布特征

        鄭元財,吳 燕(1-1)

        遼河盆地東部凹陷火成巖儲層特征及成藏模式

        庚 琪(1-6)

        中拐凸起石炭系火山巖噴發(fā)模式及其分布規(guī)律

        仲偉軍,姚衛(wèi)江,賈春明,關(guān) 鍵,余海濤(1-12)

        斷陷盆地構(gòu)造轉(zhuǎn)換帶對砂體分布影響研究

        劉子漩,吳 冬(1-17)

        錦99塊扇三角洲河口壩層次界面分析

        張瑞香,楊少春,王 杰,朱學(xué)娟,劉 鳳(1-22)

        一種高精度時頻分析技術(shù)在碳酸鹽巖烴類檢測中的應(yīng)用

        陳 猛,高蓮花,黨青寧,羅莉莉,宋文杰,李勇軍(1-26)

        譜藍化技術(shù)在大王莊油田儲層預(yù)測中的應(yīng)用

        劉建偉,高秋菊,師 濤(1-31)

        聯(lián)邵地區(qū)戴南組砂體展布特征及成藏研究

        仇永峰(2-1)

        基于計算思維的定量分層方法研究——以子北油田長6段為例

        趙 妮(2-6)

        曲線重構(gòu)技術(shù)在富安次凹阜三段儲層預(yù)測中的運用

        張 星,錢詩友,裴 然(2-12)

        洛倫茲曲線在微觀非均質(zhì)性研究中的應(yīng)用

        林 伶,景海權(quán)(2-15)

        NNW油田長3儲層沉積微相研究

        佘 剛,張狄杰(2-19)

        VTI介質(zhì)各向異性疊前時間偏移技術(shù)及應(yīng)用

        史鴻祥,宋文杰,孫海軍(2-25)

        川東山地復(fù)雜表層條件下檢波器耦合技術(shù)

        潘家智,許孝坤,劉麗娟(2-29)

        XW表層火成巖發(fā)育區(qū)激發(fā)巖性優(yōu)選及靜校正技術(shù)研究

        馬永樂,朱 峰,謝純?nèi)A,石一青,晉為真,張寒松(2-35)

        SHW地區(qū)阜三段砂巖儲層變參數(shù)巖電研究

        張 菲,李秋政,陳同飛,蔣阿明(3-5)

        西湖凹陷漸新統(tǒng)花港組體系域分析及地層對比意義

        陳琳琳,李 昆,肖劍南(3-5)

        泥質(zhì)烴源巖有機碳含量預(yù)測方法研究

        王 寧,張艷妮,吝路軍,熊 志,馬佳虹(3-10)

        鹽城凹陷阜二段頁巖油形成條件及富集規(guī)律研究

        王紅偉,段宏亮(3-14)

        核磁共振T2譜構(gòu)建頁巖儲層孔隙結(jié)構(gòu)研究——以張家界柑子坪地區(qū)下寒武統(tǒng)牛蹄塘組的頁巖為例

        曹淑慧,汪益寧,黃小娟,倪 軍,展轉(zhuǎn)盈,歐陽靜蕓,王 暉(3-19)

        薄砂體儲層定量預(yù)測技術(shù)應(yīng)用研究——以WZ工區(qū)為例

        陳 軍,駱 璞(3-25)

        疊前反褶積分域方法在扶楊油層高分辨處理中的應(yīng)用

        陳 斌(3-30)

        大基距組合井激發(fā)理論分析及應(yīng)用

        馮曉強,石一青,朱 峰(3-35)

        邁陳凹陷構(gòu)造、沉積特征及對油氣成藏控制作用

        胡愛玉(4-1)

        阜陽探區(qū)石炭-二疊系烴源巖資源潛力評價

        徐 行(4-7)

        基于地質(zhì)統(tǒng)計學(xué)反演的薄互砂巖儲層預(yù)測——以高郵凹陷劉五舍次凹為例

        侯 斌,陳 波,薄永德,仇永峰,李儲華(4-12)

        分頻相干技術(shù)在復(fù)雜斷裂解釋中的應(yīng)用

        韓 磊,張 宏,王勁松,朱建峰,王 瑞(4-16)

        基于地震屬性的小尺度末期河道識別

        馬佳國,侯東梅,蔣志恒,史 浩,趙志平,王 騰,周 卿(4-22)

        逆時偏移技術(shù)在ZL地區(qū)復(fù)雜斷裂帶的應(yīng)用

        張海洋,湯國松,郭廷超,王智杰,秦艷艷(4-26)

        隨鉆測井技術(shù)在塔里木油田的應(yīng)用

        王 謙,信 毅,蘇 波,李 震,廖茂杰,姚亞彬,虞 兵(4-30)

        油氣開發(fā)

        基于測井地化錄井技術(shù)結(jié)合下的水淹層評價方法研究

        劉曉璐,趙 毅,王善強,趙笑蕾,富 力(1-35)

        中高含水期油藏剩余油潛力定量化評價新方法及其應(yīng)用

        丁帥偉,姜漢橋,周代余,趙 冀,曠曦域,王 倩,王 平(1-41)

        層內(nèi)自生CO2吞吐機理數(shù)值模擬研究

        何吉波,湯 勇,楊付林,蘇正遠(1-46)

        基于可拓理論的深水油田儲量分級評價方法研究

        陳民鋒,時建虎,喬聰穎,吳 麗,李晨辰(1-50)

        XW地區(qū)油藏相態(tài)特征實驗研究

        劉桂玲,徐建軍,張 進,馬 宏(1-55)

        巨厚變質(zhì)巖潛山油藏立體開發(fā)開發(fā)階段劃分

        許 寧,邱 林(1-59)

        PL油田調(diào)整井合理生產(chǎn)厚度預(yù)測新方法

        趙靖康,康 凱,張 俊,李媛婷(2-42)

        基于水驅(qū)特征曲線的注采比優(yōu)化研究

        張志軍,王宏申,王錦林,魏 俊,李 芳(2-45)

        臺興油田CO2驅(qū)細(xì)分開發(fā)提高采收率技術(shù)研究

        趙梓平,張寧波,朱宏綬,汪金如(2-48)

        CB地區(qū)密閉取心井水淹層飽和度校正方法研究

        張 菲,孫培安,王善強(2-54)

        馬家嘴油田馬3斷塊戴南組儲層非均質(zhì)性研究

        孫秀會(2-59)

        裂縫性頁巖氣藏滲流特征與壓力動態(tài)分析

        彭 濤,黃時禎,仝可佳,汪 鵬,張國良(2-63)

        金湖凹陷閔橋油田低阻油層成因與識別

        羅洪飛,丁 圣,周 備(3-40)

        深層稠油油藏天然氣氣水交替注入?yún)?shù)優(yōu)化

        王鳴川,朱維耀,石成方,武 男(3-45)

        變形洛倫茲曲線在識別優(yōu)勢滲流通道方面的應(yīng)用

        王公昌,劉英憲,賈曉飛,司少華(3-50)

        高凝油油藏氣水交替驅(qū)提高采收率參數(shù)優(yōu)化

        王 璐,楊勝來,孟 展,陳彥昭,韓 偉,李 瀅(3-55)

        低滲透彈塑性油藏壓力分布特征及極限半徑研究

        陳民鋒,王兆琪,張琪琛,葛小瞳(3-61)

        三角洲前緣水下分流河道及河口壩儲層構(gòu)型研究——以J油田東二下段為例

        韓雪芳,顏冠山,劉宗賓,宋洪亮(4-37)

        高郵凹陷韋莊地區(qū)構(gòu)造模式研究及其應(yīng)用

        熊家林,喻永生(4-42)

        G6斷塊滲流優(yōu)勢通道模糊識別研究

        林式微(4-46)

        利用生產(chǎn)動態(tài)資料計算啟動壓力方法研究

        張順康,萬茂雯(4-50)

        高含水油藏注氣驅(qū)提高采收率技術(shù)研究

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        Development of temporary blocking agent for oil well hot washing

        Yang Lei,Song Qi,Luo Jiangtao,Wang Zhiming,Wang Jianhua

        (PetroleumEngineeringTechnologyResearchInstituteofJiangsuOilfieldCompany,SINOPEC,Yangzhou225009,China)

        The working fluid leaking into the formation in the conventional workover jobs such as oil well hot washing can cause the formation damage of oil-water emulsification,clay swelling,water blocking,etc.So the well production is recovered for long time after putting into production.Aiming at this problem,a kind of oil soluble temporary blocking agent,JA-1 was developed.In lab,it was carried out the compatibility of JA-1 with the conventional agents and water samples from target blocks.And then it was evaluated the effect of blocking and plug removal of JA-1.Experimental results indicated that JA-1 has a good compatibility with the conventional anti-swelling agents and water samples from target blocks.The blocking strength is high with a blocking rate of more than 95%.Meanwhile the blockage can be easily removed with a plug removal rate of more than 95%.

        temporary blocking agent;hot washing;washing damage;blocking;plug removal

        2016-05-13;改回日期:2016-07-07。

        楊蕾(1986—),助理工程師,現(xiàn)主要從事注水開發(fā)工作。電話:15861374603,E-mail:yang_lei2.jsyt@sinopec.com。

        10.16181/j.cnki.fzyqc.2016.04.018

        TE39

        A

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