低滲油藏防膨劑配方研究與應(yīng)用探究

宋淑娟

摘要：針對低滲油藏儲層特征，從防膨率、腐蝕率、破碎率和配伍性實(shí)驗(yàn)優(yōu)化篩選防膨劑，現(xiàn)場應(yīng)用結(jié)果可滿足油田需要。本文通過對影響低滲透油藏注水開發(fā)效果的各因素的分析，在室內(nèi)實(shí)驗(yàn)以及借鑒相似區(qū)塊注水工藝的基礎(chǔ)上，重點(diǎn)開展了對低滲透油藏注水開發(fā)的防膨工藝研究。低滲透油藏具有儲層低滲、孔喉小、注水啟動壓力高，儲層敏感性強(qiáng)等特點(diǎn)，導(dǎo)致注水壓力高、注入水不配伍、水敏，注水開發(fā)效果差，通過開展低滲透油藏防膨技術(shù)研究，并成功在區(qū)塊應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了低滲透油藏有效注水。

關(guān)鍵詞：低滲透油藏；注水開發(fā)；防膨劑；室內(nèi)實(shí)驗(yàn)

1低滲透油藏注水影響因素分析

（1）儲層低滲、孔喉小，注水啟動壓力高

如：A塊儲層滲透率為6.63×10-3um2，孔隙度11.8%（地科院本次測定數(shù)據(jù)），B塊儲層滲透率11.98×10-3um2，孔隙度15.8%，均屬低孔低滲儲層。

（2）儲層敏感性影響

A、B塊儲層粘土礦物含量較高，其中A塊粘土含量在5～12%，綠泥石含量24～50%，伊蒙混層含量14～31%；高890塊粘土含量為9.4%，其中伊利石含量21.2～23%，高嶺石含量19～27%，伊蒙混層含量5～25.4%。由于儲層粘土礦物含量較高，在注水開發(fā)中會存在速敏以及水敏影響。

（3）儲層潤濕性影響

利用油藏巖石潤濕性（自吸法）試驗(yàn)對AB塊巖心潤濕性進(jìn)行評價(jià)，結(jié)果表明C井巖心吸水62.88%，屬強(qiáng)親水；D井2#樣品吸水73.10%，10#樣品吸水38.37，均屬強(qiáng)親水。同時(shí)，在注水開發(fā)過程中，由于注入水前端的油水界面張力過大，油滴不易分散，受毛管阻力影響，會導(dǎo)致驅(qū)替壓力升高。

（4）注入水與地層水及儲層不配伍影響

對AB地層水進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，地層水呈酸性，PH值在4.5-5.5，利用等離子發(fā)射光譜檢測到地層水中均含有一定量的鐵離子及Ca、Mg、Ba、Sr等成垢離子。

2低滲透油藏注水防膨工藝研究

2.1減少儲層敏感性影響

對于儲層粘土礦物含量高，注水過程中易發(fā)生膨脹、運(yùn)移的問題，在油井轉(zhuǎn)注時(shí)擠入小分子季銨鹽防膨劑段塞進(jìn)行預(yù)處理，處理半徑5-6m，進(jìn)行了大量的室內(nèi)試驗(yàn)及現(xiàn)場應(yīng)用情況表明，防膨劑與注入水、地層水配伍性良好。藥劑注入地層后能有效修復(fù)泥巖活性分子，改善粘土晶格，使其遇水后不膨脹；對于已發(fā)生膨脹的粘土晶格，通過化學(xué)反應(yīng)改性后釋放出水分子，晶格縮小，即具有防膨縮膨性能。同時(shí)復(fù)配藥劑中活性分子的推電子性能，產(chǎn)生誘導(dǎo)效應(yīng)，使電子云分布不均勻，在巖石表面形成分子保護(hù)膜，從而有效抑制粘土的膨脹、分散和運(yùn)移，室內(nèi)對防膨劑與注入水、A地層水配伍性評價(jià)。利用6%小分子季銨鹽防膨劑對巖心進(jìn)行處理后改注水，持續(xù)注入400PV，巖心滲透率未見明顯傷害，說明小分子季銨鹽防膨劑對粘土礦物具有良好的穩(wěn)定作用，同時(shí)因?yàn)榉肿恿啃。瑢r心不產(chǎn)生吸附傷害。

2.2減少儲層潤濕性傷害

巖心潤濕性評價(jià)結(jié)果顯示AB儲層強(qiáng)親水，同時(shí)，在注水開發(fā)過程中，注入水前端的油水界面張力過大，油滴不易分散，受毛管阻力影響，造成驅(qū)替壓力升高。室內(nèi)試驗(yàn)表明，在預(yù)處理段塞中加入水傷害處理劑（表面活性劑），其中的活性分子能夠進(jìn)入低滲地層廣泛的孔隙空間，降低固液相間的界面張力，消除大水顆粒造成的水鎖傷害；潤濕清潔地層，使巖層表面潤濕性翻轉(zhuǎn)，明顯降低注水壓力，使無法正常注水的水井降壓增注，提高油水井滲透力進(jìn)而提高油氣開發(fā)效果。室內(nèi)試驗(yàn)中將防膨與解水傷害相結(jié)合對巖心進(jìn)行預(yù)處理，處理后巖心滲透率略有上升。在低滲透油田現(xiàn)場試驗(yàn)中可降低注水壓力3-5MPa。

2.3降低注入水與地層水及儲層不配伍影響

通過室內(nèi)試驗(yàn)，認(rèn)識到影響儲層滲透率的另一個(gè)因素是注入水與地層水及儲層接觸后產(chǎn)生的結(jié)垢傷害，垢物成分主要是氫氧化鐵垢和鋇、鈣的碳酸鹽垢。室內(nèi)試驗(yàn)結(jié)果表明在注入水中加入一定量鐵離子穩(wěn)定劑與阻垢劑，可以起到良好的穩(wěn)鐵效果，同時(shí)可以有效抑制碳酸鹽垢的析出。

2.3.1室內(nèi)藥劑評價(jià)實(shí)驗(yàn)

分別合成3種主劑A、B、C，其中A為還原型主劑，B為主要絡(luò)合劑，C為螯合型主劑，按不同水質(zhì)的要求進(jìn)行一定比例添加。同體積空白水樣（無氧水，注意隔氧），加鐵離子穩(wěn)定劑并調(diào)節(jié)pH后鐵離子穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)溫度：室溫及50、70、80、90℃（共5個(gè)點(diǎn)）放置7天，詳細(xì)觀察并記錄1、2、4、8、24、48、72、96、120、144、168小時(shí)各點(diǎn)的外觀狀況和變化，拍數(shù)碼照片，比色法測定7天后水樣中鐵離子含量，化學(xué)法測定鈣、鎂、鋇、鍶離子含量。

2.3.2實(shí)驗(yàn)結(jié)果

通過實(shí)驗(yàn)，認(rèn)為在低滲儲層水中鈣、鎂、鋇、鍶離子含量基本穩(wěn)定的情況下，防垢-鐵離子穩(wěn)定劑復(fù)合藥劑的使用方案為：一般鐵離子濃度（～100mg/L）：復(fù)合藥劑總用量為100 mg/L，A：B：C=50：20：30。中等鐵離子濃度（100～150mg/L）：復(fù)合藥劑總用量為120 mg/L，A：B：C=60：20：40。高含量鐵離子濃度（200～300mg/L）：復(fù)合藥劑總用量為150 mg/L，A：B：C=70：40：40。

3現(xiàn)場實(shí)施與應(yīng)用

通過開展了低滲透油藏有效注水防膨工藝研究，對儲層敏感性傷害、水質(zhì)配伍性、藥劑篩選等實(shí)驗(yàn)，完成注水站水質(zhì)機(jī)雜精濾技改工作，在此基礎(chǔ)上優(yōu)選水傷害處理劑+改性小陽離子聚季胺鹽+鐵穩(wěn)劑的大型防膨工藝模式，相繼在8口井應(yīng)用實(shí)施，防膨處理半徑5-6m，防膨處理液量100-175m3，現(xiàn)場施工壓力14-24MPa，實(shí)施后注水效果較好，全部達(dá)到配注要求。

4結(jié)論與認(rèn)識

（1）針對儲層特點(diǎn)，分析得出儲層敏感性、注入水與地層水及儲層不配伍等影響低滲油藏注水效果的主要因素。（2）通過開展儲層敏感性傷害、水質(zhì)配伍性、防膨藥劑篩選等室內(nèi)實(shí)驗(yàn)，為針對性治理提供了基礎(chǔ)和手段。（3）優(yōu)化配套形成水傷害處理劑+改性小陽離子聚季胺鹽+鐵穩(wěn)劑的大型防膨工藝模式，實(shí)現(xiàn)了低滲水敏油藏的有效注水開發(fā)。

參考文獻(xiàn)

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（作者單位：勝利油田現(xiàn)河采油廠工藝研究所）