防膨剂的优化及现场应用

王 蕾

新疆准东石油技术股份有限公司油田实验室，新疆 阜康 831511

0 引言

由于该区储层具有较强的水敏特性，将致使注水开发中注水压力上升，渗透率降低，决定了对于该区块储层注水开发工作中防膨工作的重要性。本次实验研究目的就是开展防膨实验研究，加强适合该储层的粘土稳定剂的筛选和最佳防膨方式的研究，以求选出适合该井区储层防膨的粘土稳定剂。

1 粘土稳定剂室内评价与筛选

滴12井区侏罗系八道湾组储层所表现出的敏感特性，首先利用离心法对选取四个粘土稳定剂进行初步筛选，选定适合该储层的粘土稳定剂，然后分别进行稳定剂溶液对管材的腐蚀损害程度评价、稳定剂溶液的悬浮物含量评价。采用岩心进行粘土稳定剂的防膨效果评价，最终筛选出适合该储层的粘土稳定剂。对筛选出的粘土稳定剂开展不同注入方式下的防膨效果评价，获得不同注入方式下的防膨效果，为油田现场注水优选施工方案的确定。

1.1 粘土稳定剂防膨效果初步筛选

按照SY/T 5971-94的要求，利用离心法对四种粘土稳定剂进行筛选评价，参加评价的4种粘土稳定剂均为固体，均能与滴12注入水有较好的相溶性。

1）粘土稳定剂防膨率室内静态评价

对研磨、过筛的优质膨润土烘干恒重后，进行粘土稳定剂防膨率的测定。采用蒸馏水以及滴12井区注入水做溶剂调整4种粘土稳定剂，测定不同浓度的防膨率室内评价，蒸馏水以及注入水做溶剂的粘土稳定剂新-1和新-3效果相对较好。可以认为这两种配方的稳定剂对膨胀性、分散运移性粘土矿物具有较好的抑制作用。

2）粘土稳定剂溶液腐蚀速率评价

实验结果表明低浓度的粘土稳定剂溶液的腐蚀速率一般低于高浓度的粘土稳定剂溶液，加入粘土稳定剂的注入水会在一定程度上对油田工艺管材产生腐蚀。

1.2 粘土稳定剂及其混合液不溶物含量分析评价

两种粘土稳定剂及其与模拟地层水的混合液中，直径大于0.45μm的悬浮物含量较低。因此，粘土稳定剂及其与地层水的混合液中所含微量悬浮物，对孔喉堵塞的可能性很小，不会对储层渗流能力造成影响。

1.3 粘土稳定剂溶液防膨效果流动实验筛选评价

1）滴12井区储层稳定剂流动试验结果

滴12井区储层岩样具有一定程度的体积敏感性，在注入驱替液3-5PV后渗透率即开始下降，渗透率损失率随注入孔隙体积倍数增加而加大。实验表明这二种粘土稳定剂对该储层都具有一定的防膨能力，但新-1防膨性能较防膨剂新-3要差。由此选定防膨剂新-3为滴12井区储层防膨优选粘土稳定剂。

1.4 粘土稳定剂的注入方式优选评价

1）连续降（粘土稳定剂）浓度注入方式防膨效果评价

其试验过程中各种注入液注入体积倍数均控制在20PV左右，稳定剂溶液注入体积倍数控制在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终渗透率损失率较大而不推荐采用；在选择新-3粘土稳定剂配制防膨液时，最佳配制浓度应不小于0.3%，浓度低于0.3% 则会使防膨效果受到较大的影响。

2）连续恒浓度注入方式防膨效果评价

在进行连续降浓度注入方式防膨试验确定了稳定剂最佳注入浓度为0.3%，由此确定连续恒浓度注入方式防膨试验的稳定剂配制浓度。对连续防膨而言，此防膨剂对该储层的防膨效果较好的防膨作用。

3）段塞注入式防膨效果评价

在流动试验评价中向储层岩心轮换注入的防膨液和注入水累计超过100PV。主要评价新-3粘土稳定剂溶液在此注入方式下对储层的防膨能力。从注入过程来看，该岩心有一定的体积敏感性，因此可以判定在较大量注水（大于100PV）的情况下段塞式防膨中渗透率平均损失大部分是体敏造成的，由此可见：采用恒浓度间歇注入防膨段塞方式防膨具有较好的防膨效果。

2 粘土稳定剂特点

1）与地层水、注入水配伍性良好；2）对地层渗透率改善良好；3）性能稳定，使用浓度低，现场使用方面简单；4）不溶含量低，不燃，易溶于水。

3 现场应用效果分析

措施后有些注水井的注水压力持平措施前注水压力，甚至比措施前注水压力低，表明防膨措施对地层粘土膨胀有抑制作用。

4 结论

1）滴12井区八道湾组储层样品在整个流动实验过程中表现出较强烈的颗粒分散、运移的特点，这是造成注水过程中渗透率持续下降的主要原因。从综合分析来看：新-3粘土稳定剂对该储层中粘土矿物具有较好的防膨效果，能够抑制粘土矿物膨胀、分散和运移；

2）经一系列静态分析试验表明：在参与筛选评价的三种粘土稳定剂中，新-3粘土稳定剂以其较好的防膨性能、较低的腐蚀率以及适合滴12井区防膨等特点在此次筛选评价中被优选中的，采用新-3粘土稳定剂进行滴12井区八道湾组储层防膨工作，最佳使用浓度为0.3% ，低于该值将较大程度上影响防膨效果，为此推荐在滴12井区防膨工作中可采用；

3）从动态结果来看：采用0.3%浓度的该粘土稳定剂进行防膨工作，在连续恒浓度方式防膨、连续降浓度方式防膨、段塞式注入方式防膨3种防膨方式中，防膨效果最好的是连续恒浓度方式防膨，其次是段塞式注入方式防膨，连续降浓度方式防膨效果较为一般。

4）从现场使用井的注水压力来看，措施后有些注水井的注水压力持平措施前注水压力，甚至比措施前注水压力低，表明防膨措施对地层粘土膨胀有抑制作用。

5）从吸水指数观察两口井在2009年防膨后吸水指数明显增大了，说明地层的吸水性能变好了。

[1]注水用粘土稳定剂性能评价方法.中国石油天然气总公司发布.

[2]水腐蚀性测试方法.中国石油天然气总公司发布.

[3]水腐蚀性测试方法.石油工业标准.

[4]采油技术手册.石油技术出版社出版.

[5]砂岩储层敏感性评价试验方法.中国石油天然气总公司发布.

[6]粘土稳定剂防膨效果评价实验方法.新疆油田公司采收率所.