韓芳

中國石油大港油田分公司石油工程研究院 （天津 300280）

尼日爾Agadem油田位于尼日爾東南部，構(gòu)造位于西非裂谷系北支。隨著油田不斷開發(fā)建設(shè)，日常修井作業(yè)工作量逐漸增加，修井液的污染問題不容忽視。通過對(duì)尼日爾Agedam油田目標(biāo)區(qū)塊的巖石特性、流體性質(zhì)等綜合分析和巖心敏感性評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)主力油組E5高孔、中高滲，縱向非均質(zhì)性強(qiáng)、強(qiáng)速敏，易出砂；E3、E4油組潛在有酸敏損害；地層水屬易結(jié)垢水型；根據(jù)試油數(shù)據(jù)，Agadem油田油層溫度部分超過120℃，這接近甚至超過了現(xiàn)有屏蔽暫堵[1-3]防漏失油層保護(hù)技術(shù)應(yīng)用的溫度上限（≤120℃），在使用過程中容易發(fā)生軟化結(jié)團(tuán)的井筒復(fù)雜，以及防漏能力下降導(dǎo)致的污染油層等問題。針對(duì)潛在污染問題，需要開展專門的修井液技術(shù)研究，使其具備抗高溫、防漏、防速敏、易返排等性能，主要解決尼日爾Agadem油田高溫油井的洗井、沖砂、檢泵作業(yè)、增產(chǎn)措施、補(bǔ)孔補(bǔ)層等過程中漏失問題。

1 抗高溫防漏失修井液技術(shù)研究

針對(duì)Agadem油田修井作業(yè)污染問題，研制了低濾失油層保護(hù)液體系，該體系具有與地層配伍性好、密度易調(diào)節(jié)、低濾失、抗溫性較好（＜120℃）、返排能力強(qiáng)、損害低等優(yōu)點(diǎn)，能夠滿足一般漏失井的防污染需求。但是，難以解決高溫及高滲儲(chǔ)層的嚴(yán)重漏失問題。在研制過程中，針對(duì)高溫≥120℃和嚴(yán)重漏失問題，以低濾失油層保護(hù)液為基液，在兼顧修井液與地層配伍性、返排性能的前提下，進(jìn)行抗高溫防漏性能的優(yōu)化研究，其中的技術(shù)關(guān)鍵是抗高溫暫堵劑的優(yōu)選。

1.1 高溫暫堵劑的研究

漏失通道一般為孔隙性通道，孔隙性漏失采用屏蔽暫堵技術(shù)是提高壓井液防漏性能的主要手段之一。暫堵劑[4-6]根據(jù)其溶解性分為油溶性、水溶性、酸溶性暫堵劑3類?？紤]到尼日爾作業(yè)過程中保護(hù)油層的需要，在低濾失體系的基礎(chǔ)上添加油溶性暫堵劑及其他助劑組成，從而具有防漏能力強(qiáng)的特點(diǎn)。油溶性暫堵劑[7]作為防漏型油層保護(hù)添加劑，其主要特性是具有理想的油溶率，實(shí)現(xiàn)作業(yè)后暫堵劑可有效溶解，快速返排，從而最大限度地降低對(duì)儲(chǔ)層滲透率的傷害，體現(xiàn)油層保護(hù)性能。另外，為了防止修井液在作業(yè)過程中發(fā)生漏失，保證施工的正常進(jìn)行，該產(chǎn)品還要兼有堵劑的暫時(shí)封堵效果，即在作業(yè)過程中能有效封堵生產(chǎn)層。

室內(nèi)研究了5種油溶性暫堵劑，分別是GC-1、GC-2、GC-3、GC-4、GC-5油溶性暫堵劑，主要性能見表1。

通過對(duì)5種油溶性暫堵劑的性能評(píng)價(jià)，從產(chǎn)品的油溶率、粒度、軟化點(diǎn)等方面考慮，幾種暫堵劑軟化點(diǎn)基本都能滿足需求.其中GC-4的油溶率偏低，無法滿足現(xiàn)場需求。同時(shí)，考慮到尼日爾地區(qū)地表溫度高，酷熱，暫堵劑在運(yùn)輸、儲(chǔ)存過程中可能會(huì)產(chǎn)生結(jié)塊現(xiàn)象，造成暫堵劑無法正常使用[7]。因此，以GC-5作為研究對(duì)象，在室內(nèi)對(duì)其進(jìn)行了配方優(yōu)化。

1.2 配方研究

研究主要目標(biāo)是防漏失修井液體系抗高溫120℃，因此，實(shí)驗(yàn)借鑒前期工作中現(xiàn)用防漏失體系基液配方比例進(jìn)行性能評(píng)價(jià)，驗(yàn)證抗溫能力。根據(jù)正交試驗(yàn)[8]結(jié)果（表2），利用Mintab軟件[9-10]對(duì)正交試驗(yàn)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理,并進(jìn)行均值分析（表3）。

以增稠劑A為例，當(dāng)這一因素對(duì)濾失量(值越小越好)沒有影響時(shí)kA1=kA2=kA3,如果三者不等，說明A因素的變動(dòng)對(duì)試驗(yàn)結(jié)果有影響，根據(jù)kA1、kA2、kA3的大小可以判斷A1、A2、A3對(duì)試驗(yàn)指標(biāo)的影響大小。kA1＞kA2＞kA3，可以判定對(duì)濾失量的影響，A3為A因素的最優(yōu)水平。按照同樣的理論判定：B2為B因素的最優(yōu)水平、C2為C因素的最優(yōu)水平。

表1 油溶性暫堵劑性能表

表2 配方正交試驗(yàn)數(shù)據(jù)表

根據(jù)極差大小可以判斷各因素對(duì)試驗(yàn)指標(biāo)的影響主次。從表3可以看出，對(duì)于濾失量，增稠劑的影響最大，GC-5次之，BST影響最弱。根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，結(jié)合實(shí)際情況，得出防漏失油層保護(hù)液配方為：2%鹽水+0.5%～0.6%增稠劑+1%～2%GC-5+1%～1.5%BST+0.3%～0.5%D1+0.2%殺菌劑+0.4%穩(wěn)定劑。

1.3 性能評(píng)價(jià)

1.3.1 流變性評(píng)價(jià)

GC-5配方新型防漏液在140℃熱滾后，黏度保持達(dá)到82%，中壓失水16.2 mL，黏度保持達(dá)到82%，說明該體系抗溫能力較好，能夠抗140℃高溫甚至更高。

1.3.2 抗剪切性能評(píng)價(jià)

室內(nèi)采用NDJ-4旋轉(zhuǎn)黏度計(jì)進(jìn)行抗剪切性能評(píng)價(jià)，將防漏失保護(hù)液分別在511 s-1、170 s-1剪切速率下攪拌2 h，攪拌前后黏度值進(jìn)行對(duì)比（表4）。

表3 均值分析結(jié)果數(shù)據(jù)表

從表4中可以看出，剪切攪拌2 h后，黏度下降較小，新型防漏失油層保護(hù)液具有良好的抗剪切能力。

表4 抗剪切能力數(shù)據(jù)表

1.3.3 砂床漏失評(píng)價(jià)

為了檢驗(yàn)該體系的防漏能力，室內(nèi)采用FA型無滲透鉆井液濾失儀開展砂床堵漏能力評(píng)價(jià)。根據(jù)儲(chǔ)層含有細(xì)砂巖層，選用砂子粒徑380～830μm。砂床承壓0.7 MPa。防漏型油層保護(hù)液能起到封堵儲(chǔ)層的功效，不僅能防止漏失發(fā)生，而且濾液侵入不深，堵漏能力強(qiáng)、抗溫性能好、油層保護(hù)效果好。

1.3.4 修井液油層保護(hù)性能評(píng)價(jià)

通過開展巖心流動(dòng)實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)修井液體系的油層保護(hù)性能。由于體系含有固相顆粒且黏稠，實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有條件無法進(jìn)行巖心實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)，因此實(shí)驗(yàn)采用修井液體系濾液作為評(píng)價(jià)對(duì)象開展實(shí)驗(yàn)。通過修井液巖心傷害評(píng)價(jià)試驗(yàn)，室溫條件下，巖心被防漏失修井液濾液污染前后滲透率恢復(fù)率為91.5%～96.9%，平均恢復(fù)率94.28%，油氣層保護(hù)效果好。

2 結(jié)論

針對(duì)尼日爾Agadem油田高溫漏失井，研發(fā)了抗高溫防漏型油層保護(hù)技術(shù)，性能穩(wěn)定、抗剪切能力強(qiáng)、堵漏能力好，其抗高溫突破120℃，最高可達(dá)160℃；巖心滲透率恢復(fù)率達(dá)95%，突破了現(xiàn)階段防漏修井液抗溫能力不強(qiáng)的瓶頸。