樹脂型壓井液研究及應用①

房炎偉 楊嘉偉 馬玉梁 緲慶林

(中國石油西部鉆探工程有限公司)

進入開發(fā)中后期的油氣田，儲層能量可能嚴重不足，在油氣井的檢泵、轉(zhuǎn)抽、修井等各種增產(chǎn)措施作業(yè)施工中，就可能引起嚴重漏失的情況，特別在衰竭地層的修井過程中，濾液的深侵入、惡性漏失現(xiàn)象普遍[1]；而在某些存在多壓力層系的地區(qū)將會出現(xiàn)窄安全密度窗口或無安全密度窗口的情況，施工中表現(xiàn)為高壓層壓不住，低壓層漏失嚴重[2]。漏失的壓井液或使用清水壓井時會引起儲層水敏、水鎖等傷害[1]，導致儲層滲流能力下降，油氣井產(chǎn)液、產(chǎn)油氣能力下降及含水上升。某些井即使產(chǎn)量恢復也需要一個較長周期，造成油氣井減產(chǎn)。針對目前低壓、多壓力層系壓井修井難題，研制了樹脂型壓井液。樹脂型壓井液體系呈顆粒狀凍膠狀態(tài)，凍膠粒徑大，有一定強度，在壓差作用下，凍膠顆粒變形貼服于井壁，不會進入儲層，可以起到隔離的效果[3-4]。由于凍膠顆粒與井壁的親和力小，作業(yè)結束后樹脂型壓井液可以很好地返排，解除凍膠顆粒對儲層孔隙的堵塞，恢復產(chǎn)能。

1 室內(nèi)研究

(1) 常規(guī)性能。經(jīng)過試驗，確定出樹脂型壓井液體系配方為：水+1.0%(w)KE-CA+0.5% (w)膠體保護劑+0.2%(w)其他處理劑樹脂型壓井液由清水和聚合物類高分子處理劑組成，體系中不含任何固相。高吸水性樹脂吸水后呈凍膠狀，凍膠顆粒粒徑達到毫米級[3-4]，凍膠顆粒之間有少量水存在，顆粒之間的摩擦阻力小，流動性好。從壓井液的常規(guī)性能(表1)可以看出：壓井液密度低，具有較高的黏度和屈服值，懸浮能力強，濾失量低。在80 ℃、4.2 MPa下的高溫高壓濾失僅有29 mL，適合于修井作業(yè)。

表1 樹脂型壓井液常規(guī)性能表

(2) 抗溫性能評價。在輥子加熱爐中，將壓井液熱滾16 h，溫度100 ℃，熱滾后壓井液的性能實驗結果見表2。

表2 抗溫性評價結果

熱滾后，壓井液流變性變化不大，只是失水量略有上升，說明該壓井液可以抗100 ℃的高溫。

(3) 巖心傷害評價。巖心傷害評價通過返排解堵、污染深度和暫堵層強度來評價對儲層的傷害情況。采用巖心滲透率實驗儀測定巖心滲透率。試驗條件：3.5 MPa，80 ℃，3 h，實驗結果見表3。

表3 巖心滲透率實驗結果

用壓井液污染巖心后，在污染端切去一定長度后再測其滲透率K3，與污染前滲透率K1進行對比，滲透率恢復值達95%以上時，其切去長度視為污染深度。試驗條件：3.5 MPa，80 ℃，3 h，實驗結果見表4。

表4 巖心滲透率實驗結果

樹脂型壓井液的凍膠顆粒粒徑在毫米級別，遠遠大于巖石的孔隙直徑，當壓井液注入井筒后，凍膠顆粒在壓力作用下擠向井壁，并發(fā)生形變，在儲層表面能夠形成暫堵層[4]，可對儲層形成有效封堵。

從實驗結果可以看出：用壓井液污染巖心后，巖心滲透率恢復值均大于80%。在污染端切去不到2 cm，巖心滲透率恢復值為96.7%～98.7%，均大于95%。說明壓井液的污染深度淺，對巖心的傷害小。

(4) 承壓能力評價。把用壓井液污染后的巖心取出，刮下巖心表面的濾餅，重新裝入巖心加持器中，加圍壓，用巖心滲透率實驗儀測其承壓能力，即用平流泵將航空煤油逐漸加壓，直至接受杯中有液滴流出時的平流泵壓力即為巖心承壓能力，實驗結果見表5。

表5 承壓能力實驗結果

從表5可以看出，壓井液暫堵層一旦形成，可承受12 MPa的壓差而不破裂，暫堵效果良好。

(5) 抗原油污染評價。壓井液在井筒中與原油接觸可能改變性能而影響到修井效果。室內(nèi)將壓井液與原油按1∶1的體積比加入到試管中，振蕩5 min后在常溫下放置7天，觀察壓井液與原油分層明顯，沒有乳化現(xiàn)象，說明壓井液有良好的抗原油污染能力。

2 現(xiàn)場應用

樹脂型壓井液在吐哈油田應用10口井，壓井過程中未出現(xiàn)漏失，壓井液返排正常，施工成功率100%，壓井作業(yè)效果見表6。

表6 壓井作業(yè)效果統(tǒng)計表

現(xiàn)場施工情況以HN9-21井轉(zhuǎn)抽作業(yè)為例，HN9-21井位于紅南區(qū)塊，自噴投產(chǎn)，轉(zhuǎn)抽壓井前停噴，地層壓力系數(shù)：0.9 MPa/100 m。

施工之前在配液站配制壓井液，循環(huán)均勻后測定壓井液性能——漏斗黏度：120 s，密度：1.01g/c m3。壓井施工采用反循環(huán)方式，待井口返出壓井液與進口性能基本一致后停泵，停泵時壓井液密度0.98 g/cm3。壓井成功后開始下完井管柱，一天后完井，返排。壓井液返排方式為抽排，返排5 h后見油，原油質(zhì)量分數(shù)為2%，16 h后返排壓井液16.67 m3，進入生產(chǎn)流程，日產(chǎn)液量較壓井前提高48%。使用清水壓井返排時間一般在7天左右。

3 結 論

(1) 樹脂型壓井液巖心滲透率恢復值大于85%，污染深度小于2 cm，暫堵層承壓能力大于12 MPa，可以達到良好的儲層保護效果。

(2) 樹脂型壓井液施工過程安全，施工過程中未發(fā)生漏失且性能穩(wěn)定，返排時間短，施工后產(chǎn)液量有較大程度增加，達到了良好的儲層保護效果。

參考文獻

[1] 楊琪，王利敏，翁霞，等．壓井液和洗井液配方試驗[J]．油氣田地面工程，2012，31(3)：21-22.

[2] 劉暢，黃志宇，全紅平，等．保護儲層的新型中高密度壓井液配方室內(nèi)研究[J]．內(nèi)蒙古石油化工，2007，(5)：215-216.

[3] 龔吉安，李倩，趙彥生．高吸水性樹脂的發(fā)展及研究現(xiàn)狀[J]．應用化工，2012，41(5)：895-897.

[4] 鐘志英，鄔國棟，張國紅．高吸水樹脂用作油田固化劑的耐鹽性評價[J]．新疆石油科技，2009,19(4)：31-32.