甄建兵，谷勝群 (中石油華北油田分公司第三采油廠工程技術(shù)研究所， 河北 滄州 062450)

王尤富 (湖北省油氣鉆采工程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(長(zhǎng)江大學(xué))，湖北 武漢 430100)

范秀芹，石廣遠(yuǎn)

魏紅曼，朱治國(guó) (中石油華北油田分公司第三采油廠工程技術(shù)研究所， 河北 滄州 062450)

油井生產(chǎn)過程中，井筒中原油的溫度由下向上逐漸降低，原油中的石蠟、瀝青膠質(zhì)等將不斷地附著于油管和抽油桿的表壁而逐漸形成有機(jī)垢，影響油井的正常生產(chǎn)。油井洗井的直接目的就是清除油管和抽油桿表壁等處的有機(jī)垢，確保油井的正常生產(chǎn)；對(duì)于一些需要實(shí)施堵水或增加射孔等措施的油井洗井時(shí)，需要從油井中取出油管和抽油桿，取到地面的油管和抽油桿不污染地面井場(chǎng)是油井洗井需要考慮的又一問題；油井洗井過程中，洗井液不可避免地將進(jìn)入油層，造成水敏性傷害和水鎖傷害等，從而減小洗井后油井的產(chǎn)油量，因此要求洗井液不僅有好的清除油垢的能力，還要對(duì)油層傷害小；洗井現(xiàn)場(chǎng)配制洗井液時(shí)，采油工程師們不可避免地與洗井液接觸，因此洗井液中應(yīng)選用無毒、對(duì)人體不造成傷害的藥劑。根據(jù)油井洗井的目的以及洗井過程中面臨的上述問題，華北油田第三采油廠近期開發(fā)了一種新型的清潔環(huán)保洗井液。該洗井液的推廣應(yīng)用，對(duì)提高洗井效果、防止洗井過程中的油層傷害、保護(hù)洗井過程中人體的健康和井場(chǎng)地面清潔等諸多方面具有重要的意義。

1 清潔環(huán)保洗井液

該新型清潔環(huán)保洗井液的化學(xué)藥劑包括：主化學(xué)藥劑——除油清洗劑(由表面活性劑、分散劑等組成，乳白色粉狀固體)；黏土穩(wěn)定劑A；助排劑B?；瘜W(xué)藥劑均無毒性，對(duì)人體健康無傷害。新型清潔環(huán)保洗井液由上述化學(xué)藥劑和華北油田第三采油廠聯(lián)合站處理水配制而成。

2 洗井液性能評(píng)價(jià)

2.1 洗井液的表面張力

洗井液的表面張力是影響洗井效果的重要因素。洗井液中加入表面活性劑后，表面活性劑通過對(duì)原油的乳化分散作用，使黏附在油管壁或抽油桿表面的油垢乳化分散、變形剝離出來，并將其溶于洗井液中攜帶出井筒，達(dá)到清洗油管、抽油桿等目的。文獻(xiàn)介紹了測(cè)定洗井液表面張力的方法[1～5]。試驗(yàn)采用懸滴法和最大氣泡法測(cè)定了不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)的除油清洗劑配制的洗井液的表面張力，試驗(yàn)結(jié)果見表1。由表1可以看出，當(dāng)除油清洗劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于0.45%時(shí)，相同溫度下的清洗劑的表面張力隨著除油清洗劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加而下降，當(dāng)除油清洗劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于0.45%時(shí)，清洗劑的表面張力隨除油清洗劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加而增大，除油清洗劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.45%的洗井液具有最低的表面張力，這是由于除油清洗劑中的表面活性劑在洗井液中的吸附達(dá)到飽和所致[6]；在相同清洗劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)下，洗井液表面張力隨溫度的增加而降低，這是由于溫度的增加，增大了表面活性劑在洗井液中的吸附量所致。試驗(yàn)結(jié)果分析表明，洗井液中合理的除油清洗劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)是0.45%。

表1 不同除油清洗劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)的洗井液的表面張力的測(cè)定結(jié)果

表2 洗井液防膨性的評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)結(jié)果

注：除油清洗劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.45%的洗井液；3g巖心粉在地層水中體積為1.85cm3。

2.2 洗井液的防膨性

試驗(yàn)的目的是評(píng)價(jià)洗井液進(jìn)入油層后是否引起油層巖石的黏土膨脹而造成對(duì)油層的水敏性傷害。試驗(yàn)方法主要步驟是：將油層巖心粉洗油烘干后，過100目篩，稱取3g巖心粉放入10mL具塞量筒中，記下干樣體積，然后向具有相同巖心粉的量筒中分別加入地層水和含黏土穩(wěn)定劑A(質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.01%、0.03%、0.05%、0.07%、0.1%)的洗井液(0.45%除油清洗劑)至10mL，充分搖勻恒溫50℃靜放24h后，置離心機(jī)中在轉(zhuǎn)速1500r/min下離心分離15min，讀出巖心粉在地層水和洗井液中的體積V1、V2。若V2>V1，則表明洗井液引起巖石黏土膨脹；若V2≤V1，則表明洗井液不引起巖石黏土膨脹。

表2是洗井液對(duì)油層巖石防膨性的評(píng)價(jià)試驗(yàn)結(jié)果。由表2可知，未加入黏土穩(wěn)定劑A的洗井液，3g巖心粉在洗井液中的體積大于在地層水中的體積，說明未加入黏土穩(wěn)定劑A的洗井液進(jìn)入油層后將引起巖石黏土膨脹，降低油層巖石的滲透率，洗井后油井產(chǎn)量下降；加入黏土穩(wěn)定劑A(質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于0.01%)的洗井液，3g巖心粉在洗井液中的體積均小于在地層水中的體積，說明加入黏土穩(wěn)定劑A(質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于0.01%)的洗井液，均不引起油層巖石黏土膨脹和巖石滲透率的降低，黏土穩(wěn)定劑A具有壓縮巖石中黏土的作用。由表2還可以看出，加入黏土穩(wěn)定劑A(質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于0.05%)的洗井液，相同質(zhì)量的巖心粉在洗井液中的體積達(dá)到最小，說明0.05%質(zhì)量分?jǐn)?shù)的黏土穩(wěn)定劑A壓縮巖石中黏土的作用達(dá)到最大。試驗(yàn)結(jié)果分析表明，洗井液中合理的黏土穩(wěn)定劑A的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是0.05%。

2.3 洗井液的水鎖傷害

油井洗井完成后，滯留在油層孔隙中的洗井液產(chǎn)生毛細(xì)管阻力，當(dāng)洗井液流至油層中狹小的孔喉時(shí)，形成水鎖效應(yīng)，對(duì)原油流入井底產(chǎn)生附加阻力，造成對(duì)油層的傷害，降低油井的產(chǎn)量。因此，油井作業(yè)過程中，在防止洗井液水敏性傷害的同時(shí)，還要防止洗井液的水鎖損害。

按照文獻(xiàn)[7]介紹的水鎖傷害評(píng)價(jià)試驗(yàn)方法,試驗(yàn)測(cè)定了不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)助排劑B的洗井液(0.45%除油清洗劑、0.05%黏土穩(wěn)定劑A)水鎖傷害，試驗(yàn)結(jié)果見表3。由表3可以看出，當(dāng)助排劑B的質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于0.06%時(shí)，洗井液的水鎖傷害隨助排劑B質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加而下降;當(dāng)助排劑B的質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于0.06%時(shí)，洗井液的水鎖傷害隨助排劑B質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加而增大。助排劑B質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.06%的洗井液具有最小的水鎖傷害，這是由于助排劑B質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.06%的洗井液具有最低的表面張力所致。試驗(yàn)結(jié)果分析表明，洗井液中合理的助排劑B的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是0.06%。

表3 洗井液水鎖傷害評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)結(jié)果

3 現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用

2018年，華北油田第三采油廠利用以上介紹的清潔環(huán)保洗井液進(jìn)行了300口油井的洗井?，F(xiàn)場(chǎng)油井洗井結(jié)果表明，新型清潔環(huán)保洗井液洗井效果好，能清除油管、抽油桿壁面的油垢，油管內(nèi)、外壁面清潔?，F(xiàn)場(chǎng)洗井效果統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明，洗井合格率達(dá)99%，98%的油井洗井后能恢復(fù)油井洗井前的產(chǎn)量。

4 結(jié)論與認(rèn)識(shí)

1)除油清洗劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)影響洗井液的表面張力，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.45%除油清洗劑的洗井液具有最低的表面張力，新型清潔環(huán)保洗井液中合理的除油清洗劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)是0.45%。

2)加入0.05%質(zhì)量分?jǐn)?shù)的黏土穩(wěn)定劑A的洗井液，不引起油層巖石的黏土膨脹，有較好的壓縮巖石中黏土的作用，進(jìn)入油層的洗井液不造成油層的水敏傷害。

3)助排劑B能有效降低洗井液的水鎖傷害，新型清潔環(huán)保洗井液中合理的助排劑B質(zhì)量分?jǐn)?shù)是0.06%。

4)現(xiàn)場(chǎng)油井洗井結(jié)果表明，新型清潔環(huán)保洗井液洗井效果好，能清除油管、抽油桿壁面的油垢，油井洗井后能恢復(fù)油井洗井前的產(chǎn)量。