吸水膨脹型聚合物暫堵劑儲(chǔ)層保護(hù)效果研究

王正良，牛東巖 （長(zhǎng)江大學(xué)化學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院，湖北荊州434023）

楊宇堯 （新疆油田公司風(fēng)城作業(yè)區(qū)，新疆克拉瑪依834000）

吸水膨脹型聚合物暫堵劑儲(chǔ)層保護(hù)效果研究

王正良，牛東巖 （長(zhǎng)江大學(xué)化學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院，湖北荊州434023）

楊宇堯 （新疆油田公司風(fēng)城作業(yè)區(qū)，新疆克拉瑪依834000）

探討了吸水膨脹型聚合物暫堵劑對(duì)油層及水層或高含水儲(chǔ)層保護(hù)效果。結(jié)果表明：JBD吸水膨脹型聚合物暫堵劑對(duì)不同滲透率的巖心均具有良好的封堵效果；對(duì)油層具有良好的儲(chǔ)層保護(hù)效果，JBD暫堵劑體系封堵巖心后，用煤油驅(qū)替測(cè)得巖心油相滲透率均大于85%；JBD吸水膨脹型聚合物暫堵劑對(duì)水層或高含水儲(chǔ)層將造成較大的傷害，必須配合使用JPC破膠劑進(jìn)行破膠解堵，此時(shí)巖心滲透率恢復(fù)值可大于90%，從而取得理想的儲(chǔ)層保護(hù)效果，滿足了注水井或高含水油井暫堵作業(yè)的需要。

暫堵劑；破膠劑；儲(chǔ)層保護(hù)；吸水膨脹型聚合物；滲透率恢復(fù)值

油氣田開發(fā)中，修井作業(yè)時(shí)往往需使用暫堵劑對(duì)漏層進(jìn)行暫時(shí)性封堵，待修井作業(yè)完成后，暫堵劑能夠及時(shí)返排、自行溶解或降解，使儲(chǔ)層滲透率很快得以恢復(fù)，達(dá)到保護(hù)儲(chǔ)層的目的，因此對(duì)暫堵劑的基本要求是“堵得住、解得開”。目前，油田常用的暫堵劑有：油溶性暫堵劑［1，2］、酸溶性暫堵劑［3］、水溶性暫堵劑［4］、吸水膨脹型聚合物暫堵劑［5］等。吸水膨脹型聚合物暫堵劑對(duì)一些高滲透、大孔道的地層具有良好的封堵效果，對(duì)水相具有很好的封堵作用，對(duì)油相封堵作用較弱，對(duì)油層具有良好的暫堵保護(hù)效果，用于油井修井作業(yè)取得了良好的應(yīng)用效果［5］。對(duì)于注水井及高含水油井修井作業(yè)的儲(chǔ)層保護(hù)效果有待于進(jìn)一步研究。為此，筆者比較系統(tǒng)地探討了吸水膨脹型聚合物暫堵劑對(duì)油層及水層或高含水儲(chǔ)層的保護(hù)效果，對(duì)吸水膨脹型聚合物暫堵劑的應(yīng)用具有很好的指導(dǎo)意義。

1 試驗(yàn)部分

1．1 主要原料

JBD吸水膨脹型聚合物暫堵劑（自行研制）；聚丙烯酰胺PAM（分子量1900萬，廣州南中）；氯化鈉（分析純）；氯化鈣（分析純）；氯化鎂（分析純）；JPC破膠劑（荊州嘉華科技開發(fā)有限公司）；不同滲透率人造巖心。

1．2 主要儀器

JA2103N型電子天平（上海民橋精密科學(xué)儀器有限公司）；JJ－1型增力電動(dòng)攪拌器（江蘇金壇市城西曉陽電子儀器廠）；2PB00C型平流泵（北京衛(wèi)星制造廠）；多功能修井液評(píng)價(jià)儀（塔林機(jī)電設(shè)備制造有限公司）；TY－2C型巖心夾持器（江蘇海安石油科研儀器有限公司）；SG91－1型恒溫箱（江蘇海安石油科研儀器有限公司）；STY－2型氣體滲透率測(cè)定儀（江蘇海安石油科研儀器有限公司）。

1．3 試驗(yàn)方法

1．3．1 標(biāo)準(zhǔn)鹽水的配制

用去離子水，分別加入7%NaCl、0．6%CaCl2、0．4%MgCl2·6H2O（質(zhì)量比）配制成標(biāo)準(zhǔn)鹽水，再用去離子水稀釋成1／3標(biāo)準(zhǔn)鹽水，然后用G4玻璃砂芯濾斗過濾除去微粒物質(zhì)后靜置，備用。

1．3．2 JBD暫堵劑體系的配制

用去離子水配制0．1%PAM溶液，再準(zhǔn)確稱取定量的JBD吸水膨脹型聚合物暫堵劑，配制成0．5%JBD吸水膨脹型聚合物暫堵劑溶液，充分?jǐn)嚢枋蛊浞稚⒕鶆?，備用?/p>

1．3．3 儲(chǔ)層保護(hù)效果評(píng)價(jià)方法

1）巖心的準(zhǔn)備 選取滲透率不同的低、中、高人造巖心各2塊，稱重后用游標(biāo)卡尺測(cè)量其長(zhǎng)度和直徑，然后在100℃烘箱烘8h，取出后置于干燥器中。冷卻至常溫后，將巖心抽真空用1／3標(biāo)準(zhǔn)鹽水飽和，浸泡4h以上，稱重，計(jì)算巖心的孔隙體積。

2）暫堵劑體系對(duì)油層保護(hù)效果評(píng)價(jià) 取上述準(zhǔn)備的人造巖心，將其置于巖心流動(dòng)裝置上，在80℃恒溫下，用脫色煤油正向驅(qū)替，測(cè)巖心煤油滲透率K1；然后將巖心取出置于多功能修井液評(píng)價(jià)儀上，用配好的暫堵劑體系在80℃下反向污染巖心，污染壓力3．5MPa，污染時(shí)間120min，記下巖心漏失液體體積V，并關(guān)緊巖心進(jìn)出口端，放置8h，使暫堵劑體系充分與巖心發(fā)生作用。然后將巖心取出，置于巖心流動(dòng)裝置上正向測(cè)量被污染后巖心的煤油滲透率K2，計(jì)算巖心滲透率恢復(fù)值Kr＝K2／K1。

3）暫堵劑體系對(duì)水層或高含水儲(chǔ)層保護(hù)效果評(píng)價(jià) 將不同滲透率的人造巖心置于巖心流動(dòng)裝置上，將恒溫箱恒溫至80℃，用1／3標(biāo)準(zhǔn)鹽水正向驅(qū)替測(cè)巖心水相滲透率K1；按上述同樣方法用暫堵劑體系在80℃下反向污染巖心，用1／3標(biāo)準(zhǔn)鹽水正向測(cè)量80℃下被污染后巖心的水相滲透率K2，計(jì)算巖心滲透率恢復(fù)值Kr＝K2／K1。

4）破膠解堵試驗(yàn)評(píng)價(jià) 將滲透率恢復(fù)值較低的巖心取出置于巖心流動(dòng)裝置上，用3%的JPC破膠劑反向驅(qū)替巖心，流出2倍孔隙體積破膠液后，取出置于裝有破膠液的容器中，在80℃恒溫下養(yǎng)護(hù)；養(yǎng)護(hù)4h后，正向驅(qū)替測(cè)巖心破膠后滲透率K3，并計(jì)算滲透率恢復(fù)值Kr＝K3／K1。

2 試驗(yàn)結(jié)果與討論

2．1 JBD暫堵劑體系對(duì)油層儲(chǔ)層的保護(hù)效果

按SY／T6540－2002《鉆井液完井液損害油層室內(nèi)評(píng)價(jià)方法》，評(píng)價(jià)JBD暫堵劑體系對(duì)不同滲透率巖心的油層保護(hù)效果，結(jié)果見表1。

表1 JBD暫堵劑體系對(duì)油層保護(hù)效果

由表1可知，JBD暫堵劑體系對(duì)不同滲透率人造巖心均具有良好的封堵效果，承壓能力高，漏失量小。在壓力3．5MPa下，經(jīng)過120min污染，巖心漏失量均較??；同時(shí)，JBD暫堵劑體系封堵巖心后，用煤油驅(qū)替測(cè)得巖心滲透率恢復(fù)值均大于85%，巖心的滲透率越高，其滲透率恢復(fù)值也越高。這是由于JBD暫堵劑在一定溫度下遇油后會(huì)逐步脫水收縮并隨油流排出，達(dá)到自動(dòng)解堵的目的。因此，JBD暫堵劑體系對(duì)油層傷害很小，對(duì)油層具有良好的暫堵保護(hù)效果。

2．2 JBD暫堵劑體系對(duì)水層或高含水儲(chǔ)層的保護(hù)效果

室內(nèi)進(jìn)一步評(píng)價(jià)了JBD暫堵劑體系對(duì)不同滲透率巖心的水層或高含水儲(chǔ)層的保護(hù)效果。當(dāng)巖心的滲透率恢復(fù)值較低時(shí)，考慮采用JPC破膠劑進(jìn)行破膠解堵，再測(cè)量巖心的滲透率恢復(fù)值。試驗(yàn)結(jié)果見表2。

表2 JBD吸水膨脹型聚合物暫堵劑體系高含水儲(chǔ)層保護(hù)效果評(píng)價(jià)

表2結(jié)果表明，JBD暫堵劑體系對(duì)巖心封堵效果好；但直接用1／3標(biāo)準(zhǔn)鹽水測(cè)水相滲透率恢復(fù)值均較小，2塊巖心的滲透率恢復(fù)值分別只有25．50%和41．72%，說明JBD暫堵劑體系對(duì)水層或高含水油層將造成較大的傷害。這是由于有部分JBD聚合物膠粒在高壓下變形進(jìn)入了巖心孔隙，用水直接測(cè)滲透率難于解堵，因此會(huì)造成儲(chǔ)層較大傷害。通過后續(xù)擠入一定量的3%JPC破膠劑溶液，在一定溫度下恒溫反應(yīng)后，2塊巖心滲透率恢復(fù)值均大于90%，說明JPC破膠劑能降解侵入巖心孔隙的JBD暫堵劑膠粒，從而取得理想的儲(chǔ)層保護(hù)效果，可以滿足注水井或高含水油井暫堵作業(yè)的需要。

3 結(jié)論

1）JBD吸水膨脹型聚合物暫堵劑對(duì)不同滲透率的巖心均具有良好的封堵效果，承壓能力高，漏失量小。

2）JBD吸水膨脹型聚合物暫堵劑對(duì)油層具有良好的儲(chǔ)層保護(hù)效果，JBD暫堵劑體系封堵巖心后，用煤油驅(qū)替測(cè)得巖心油相滲透率均大于85%。

3）JBD吸水膨脹型聚合物暫堵劑對(duì)水層或高含水儲(chǔ)層將造成較大的傷害，必須配合使用JPC破膠劑進(jìn)行破膠解堵，巖心滲透率恢復(fù)值可達(dá)90%以上，從而取得理想的儲(chǔ)層保護(hù)效果，滿足了注水井或高含水油井暫堵作業(yè)的需要。

［1］薛新生，潘鳳桐，岳書申．油溶性暫堵劑OSR－1的研究［J］．石油鉆采工藝，1999，21（1）：82～88．

［2］喻高明，蔡木平．JFM暫堵劑性能評(píng)價(jià)與應(yīng)用［J］．鉆采工藝，1999，22（1）：55～57．

［3］周風(fēng)山，蘇標(biāo)謹(jǐn)．一種新型酸溶性高失水暫堵劑的研制與評(píng)價(jià)［J］．西安石油學(xué)院學(xué)報(bào)，1998，13（5）：40～43．

［4］李克華，王任芳，鄭延成，等．新型水溶性暫堵劑SZD的研究與應(yīng)用［J］．石油天然氣學(xué)報(bào)，2008，30（3）：147～149．

［5］周玲革，王正良．JBD吸水膨脹型聚合物暫堵劑的研究［J］．鉆采工藝，2004，27（5）：80～81．

［編輯］ 蕭 雨

TE358．3

A

1000－9752（2012）05－0143－03

2011－10－13

王正良（1964－），男，1987年大學(xué)畢業(yè)，碩士，研究員，現(xiàn)主要從事油田應(yīng)用化學(xué)、提高石油采收率方面的教學(xué)與科研