防膨劑的優(yōu)化及現(xiàn)場應(yīng)用

王 蕾

新疆準東石油技術(shù)股份有限公司油田實驗室，新疆 阜康 831511

0 引言

由于該區(qū)儲層具有較強的水敏特性，將致使注水開發(fā)中注水壓力上升，滲透率降低，決定了對于該區(qū)塊儲層注水開發(fā)工作中防膨工作的重要性。本次實驗研究目的就是開展防膨?qū)嶒炑芯?，加強適合該儲層的粘土穩(wěn)定劑的篩選和最佳防膨方式的研究，以求選出適合該井區(qū)儲層防膨的粘土穩(wěn)定劑。

1 粘土穩(wěn)定劑室內(nèi)評價與篩選

滴12井區(qū)侏羅系八道灣組儲層所表現(xiàn)出的敏感特性，首先利用離心法對選取四個粘土穩(wěn)定劑進行初步篩選，選定適合該儲層的粘土穩(wěn)定劑，然后分別進行穩(wěn)定劑溶液對管材的腐蝕損害程度評價、穩(wěn)定劑溶液的懸浮物含量評價。采用巖心進行粘土穩(wěn)定劑的防膨效果評價，最終篩選出適合該儲層的粘土穩(wěn)定劑。對篩選出的粘土穩(wěn)定劑開展不同注入方式下的防膨效果評價，獲得不同注入方式下的防膨效果，為油田現(xiàn)場注水優(yōu)選施工方案的確定。

1.1 粘土穩(wěn)定劑防膨效果初步篩選

按照SY/T 5971-94的要求，利用離心法對四種粘土穩(wěn)定劑進行篩選評價，參加評價的4種粘土穩(wěn)定劑均為固體，均能與滴12注入水有較好的相溶性。

1）粘土穩(wěn)定劑防膨率室內(nèi)靜態(tài)評價

對研磨、過篩的優(yōu)質(zhì)膨潤土烘干恒重后，進行粘土穩(wěn)定劑防膨率的測定。采用蒸餾水以及滴12井區(qū)注入水做溶劑調(diào)整4種粘土穩(wěn)定劑，測定不同濃度的防膨率室內(nèi)評價，蒸餾水以及注入水做溶劑的粘土穩(wěn)定劑新-1和新-3效果相對較好?？梢哉J為這兩種配方的穩(wěn)定劑對膨脹性、分散運移性粘土礦物具有較好的抑制作用。

2）粘土穩(wěn)定劑溶液腐蝕速率評價

實驗結(jié)果表明低濃度的粘土穩(wěn)定劑溶液的腐蝕速率一般低于高濃度的粘土穩(wěn)定劑溶液，加入粘土穩(wěn)定劑的注入水會在一定程度上對油田工藝管材產(chǎn)生腐蝕。

1.2 粘土穩(wěn)定劑及其混合液不溶物含量分析評價

兩種粘土穩(wěn)定劑及其與模擬地層水的混合液中，直徑大于0.45μm的懸浮物含量較低。因此，粘土穩(wěn)定劑及其與地層水的混合液中所含微量懸浮物，對孔喉堵塞的可能性很小，不會對儲層滲流能力造成影響。

1.3 粘土穩(wěn)定劑溶液防膨效果流動實驗篩選評價

1）滴12井區(qū)儲層穩(wěn)定劑流動試驗結(jié)果

滴12井區(qū)儲層巖樣具有一定程度的體積敏感性，在注入驅(qū)替液3-5PV后滲透率即開始下降，滲透率損失率隨注入孔隙體積倍數(shù)增加而加大。實驗表明這二種粘土穩(wěn)定劑對該儲層都具有一定的防膨能力，但新-1防膨性能較防膨劑新-3要差。由此選定防膨劑新-3為滴12井區(qū)儲層防膨優(yōu)選粘土穩(wěn)定劑。

1.4 粘土穩(wěn)定劑的注入方式優(yōu)選評價

1）連續(xù)降（粘土穩(wěn)定劑）濃度注入方式防膨效果評價

其試驗過程中各種注入液注入體積倍數(shù)均控制在20PV左右，穩(wěn)定劑溶液注入體積倍數(shù)控制在15 PV左右。采用此注入方式防膨具有一定的防膨效果，但此防膨方式由于最終滲透率損失率較大而不推薦采用；在選擇新-3粘土穩(wěn)定劑配制防膨液時，最佳配制濃度應(yīng)不小于0.3%，濃度低于0.3% 則會使防膨效果受到較大的影響。

2）連續(xù)恒濃度注入方式防膨效果評價

在進行連續(xù)降濃度注入方式防膨試驗確定了穩(wěn)定劑最佳注入濃度為0.3%，由此確定連續(xù)恒濃度注入方式防膨試驗的穩(wěn)定劑配制濃度。對連續(xù)防膨而言，此防膨劑對該儲層的防膨效果較好的防膨作用。

3）段塞注入式防膨效果評價

在流動試驗評價中向儲層巖心輪換注入的防膨液和注入水累計超過100PV。主要評價新-3粘土穩(wěn)定劑溶液在此注入方式下對儲層的防膨能力。從注入過程來看，該巖心有一定的體積敏感性，因此可以判定在較大量注水（大于100PV）的情況下段塞式防膨中滲透率平均損失大部分是體敏造成的，由此可見：采用恒濃度間歇注入防膨段塞方式防膨具有較好的防膨效果。

2 粘土穩(wěn)定劑特點

1）與地層水、注入水配伍性良好；2）對地層滲透率改善良好；3）性能穩(wěn)定，使用濃度低，現(xiàn)場使用方面簡單；4）不溶含量低，不燃，易溶于水。

3 現(xiàn)場應(yīng)用效果分析

措施后有些注水井的注水壓力持平措施前注水壓力，甚至比措施前注水壓力低，表明防膨措施對地層粘土膨脹有抑制作用。

4 結(jié)論

1）滴12井區(qū)八道灣組儲層樣品在整個流動實驗過程中表現(xiàn)出較強烈的顆粒分散、運移的特點，這是造成注水過程中滲透率持續(xù)下降的主要原因。從綜合分析來看：新-3粘土穩(wěn)定劑對該儲層中粘土礦物具有較好的防膨效果，能夠抑制粘土礦物膨脹、分散和運移；

2）經(jīng)一系列靜態(tài)分析試驗表明：在參與篩選評價的三種粘土穩(wěn)定劑中，新-3粘土穩(wěn)定劑以其較好的防膨性能、較低的腐蝕率以及適合滴12井區(qū)防膨等特點在此次篩選評價中被優(yōu)選中的，采用新-3粘土穩(wěn)定劑進行滴12井區(qū)八道灣組儲層防膨工作，最佳使用濃度為0.3% ，低于該值將較大程度上影響防膨效果，為此推薦在滴12井區(qū)防膨工作中可采用；

3）從動態(tài)結(jié)果來看：采用0.3%濃度的該粘土穩(wěn)定劑進行防膨工作，在連續(xù)恒濃度方式防膨、連續(xù)降濃度方式防膨、段塞式注入方式防膨3種防膨方式中，防膨效果最好的是連續(xù)恒濃度方式防膨，其次是段塞式注入方式防膨，連續(xù)降濃度方式防膨效果較為一般。

4）從現(xiàn)場使用井的注水壓力來看，措施后有些注水井的注水壓力持平措施前注水壓力，甚至比措施前注水壓力低，表明防膨措施對地層粘土膨脹有抑制作用。

5）從吸水指數(shù)觀察兩口井在2009年防膨后吸水指數(shù)明顯增大了，說明地層的吸水性能變好了。

[1]注水用粘土穩(wěn)定劑性能評價方法.中國石油天然氣總公司發(fā)布.

[2]水腐蝕性測試方法.中國石油天然氣總公司發(fā)布.

[3]水腐蝕性測試方法.石油工業(yè)標準.

[4]采油技術(shù)手冊.石油技術(shù)出版社出版.

[5]砂巖儲層敏感性評價試驗方法.中國石油天然氣總公司發(fā)布.

[6]粘土穩(wěn)定劑防膨效果評價實驗方法.新疆油田公司采收率所.