吸水膨胀型聚合物暂堵剂储层保护效果研究

2012-09-06王正良牛东岩长江大学化学与环境工程学院湖北荆州434023

石油天然气学报 2012年5期

关键词：胶剂高含水水层

王正良，牛东岩（长江大学化学与环境工程学院，湖北荆州434023）

杨宇尧（新疆油田公司风城作业区，新疆克拉玛依834000）

吸水膨胀型聚合物暂堵剂储层保护效果研究

王正良，牛东岩（长江大学化学与环境工程学院，湖北荆州434023）

杨宇尧（新疆油田公司风城作业区，新疆克拉玛依834000）

探讨了吸水膨胀型聚合物暂堵剂对油层及水层或高含水储层保护效果。结果表明：JBD吸水膨胀型聚合物暂堵剂对不同渗透率的岩心均具有良好的封堵效果；对油层具有良好的储层保护效果，JBD暂堵剂体系封堵岩心后，用煤油驱替测得岩心油相渗透率均大于85%；JBD吸水膨胀型聚合物暂堵剂对水层或高含水储层将造成较大的伤害，必须配合使用JPC破胶剂进行破胶解堵，此时岩心渗透率恢复值可大于90%，从而取得理想的储层保护效果，满足了注水井或高含水油井暂堵作业的需要。

暂堵剂；破胶剂；储层保护；吸水膨胀型聚合物；渗透率恢复值

油气田开发中，修井作业时往往需使用暂堵剂对漏层进行暂时性封堵，待修井作业完成后，暂堵剂能够及时返排、自行溶解或降解，使储层渗透率很快得以恢复，达到保护储层的目的，因此对暂堵剂的基本要求是“堵得住、解得开”。目前，油田常用的暂堵剂有：油溶性暂堵剂［1，2］、酸溶性暂堵剂［3］、水溶性暂堵剂［4］、吸水膨胀型聚合物暂堵剂［5］等。吸水膨胀型聚合物暂堵剂对一些高渗透、大孔道的地层具有良好的封堵效果，对水相具有很好的封堵作用，对油相封堵作用较弱，对油层具有良好的暂堵保护效果，用于油井修井作业取得了良好的应用效果［5］。对于注水井及高含水油井修井作业的储层保护效果有待于进一步研究。为此，笔者比较系统地探讨了吸水膨胀型聚合物暂堵剂对油层及水层或高含水储层的保护效果，对吸水膨胀型聚合物暂堵剂的应用具有很好的指导意义。

1 试验部分

1．1 主要原料

JBD吸水膨胀型聚合物暂堵剂（自行研制）；聚丙烯酰胺PAM（分子量1900万，广州南中）；氯化钠（分析纯）；氯化钙（分析纯）；氯化镁（分析纯）；JPC破胶剂（荆州嘉华科技开发有限公司）；不同渗透率人造岩心。

1．2 主要仪器

JA2103N型电子天平（上海民桥精密科学仪器有限公司）；JJ－1型增力电动搅拌器（江苏金坛市城西晓阳电子仪器厂）；2PB00C型平流泵（北京卫星制造厂）；多功能修井液评价仪（塔林机电设备制造有限公司）；TY－2C型岩心夹持器（江苏海安石油科研仪器有限公司）；SG91－1型恒温箱（江苏海安石油科研仪器有限公司）；STY－2型气体渗透率测定仪（江苏海安石油科研仪器有限公司）。

1．3 试验方法

1．3．1 标准盐水的配制

用去离子水，分别加入7%NaCl、0．6%CaCl2、0．4%MgCl2·6H2O（质量比）配制成标准盐水，再用去离子水稀释成1／3标准盐水，然后用G4玻璃砂芯滤斗过滤除去微粒物质后静置，备用。

1．3．2 JBD暂堵剂体系的配制

用去离子水配制0．1%PAM溶液，再准确称取定量的JBD吸水膨胀型聚合物暂堵剂，配制成0．5%JBD吸水膨胀型聚合物暂堵剂溶液，充分搅拌使其分散均匀，备用。

1．3．3 储层保护效果评价方法

1）岩心的准备选取渗透率不同的低、中、高人造岩心各2块，称重后用游标卡尺测量其长度和直径，然后在100℃烘箱烘8h，取出后置于干燥器中。冷却至常温后，将岩心抽真空用1／3标准盐水饱和，浸泡4h以上，称重，计算岩心的孔隙体积。

2）暂堵剂体系对油层保护效果评价取上述准备的人造岩心，将其置于岩心流动装置上，在80℃恒温下，用脱色煤油正向驱替，测岩心煤油渗透率K1；然后将岩心取出置于多功能修井液评价仪上，用配好的暂堵剂体系在80℃下反向污染岩心，污染压力3．5MPa，污染时间120min，记下岩心漏失液体体积V，并关紧岩心进出口端，放置8h，使暂堵剂体系充分与岩心发生作用。然后将岩心取出，置于岩心流动装置上正向测量被污染后岩心的煤油渗透率K2，计算岩心渗透率恢复值Kr＝K2／K1。

3）暂堵剂体系对水层或高含水储层保护效果评价将不同渗透率的人造岩心置于岩心流动装置上，将恒温箱恒温至80℃，用1／3标准盐水正向驱替测岩心水相渗透率K1；按上述同样方法用暂堵剂体系在80℃下反向污染岩心，用1／3标准盐水正向测量80℃下被污染后岩心的水相渗透率K2，计算岩心渗透率恢复值Kr＝K2／K1。

4）破胶解堵试验评价将渗透率恢复值较低的岩心取出置于岩心流动装置上，用3%的JPC破胶剂反向驱替岩心，流出2倍孔隙体积破胶液后，取出置于装有破胶液的容器中，在80℃恒温下养护；养护4h后，正向驱替测岩心破胶后渗透率K3，并计算渗透率恢复值Kr＝K3／K1。

2 试验结果与讨论

2．1 JBD暂堵剂体系对油层储层的保护效果

按SY／T6540－2002《钻井液完井液损害油层室内评价方法》，评价JBD暂堵剂体系对不同渗透率岩心的油层保护效果，结果见表1。

表1 JBD暂堵剂体系对油层保护效果

由表1可知，JBD暂堵剂体系对不同渗透率人造岩心均具有良好的封堵效果，承压能力高，漏失量小。在压力3．5MPa下，经过120min污染，岩心漏失量均较小；同时，JBD暂堵剂体系封堵岩心后，用煤油驱替测得岩心渗透率恢复值均大于85%，岩心的渗透率越高，其渗透率恢复值也越高。这是由于JBD暂堵剂在一定温度下遇油后会逐步脱水收缩并随油流排出，达到自动解堵的目的。因此，JBD暂堵剂体系对油层伤害很小，对油层具有良好的暂堵保护效果。

2．2 JBD暂堵剂体系对水层或高含水储层的保护效果

室内进一步评价了JBD暂堵剂体系对不同渗透率岩心的水层或高含水储层的保护效果。当岩心的渗透率恢复值较低时，考虑采用JPC破胶剂进行破胶解堵，再测量岩心的渗透率恢复值。试验结果见表2。

表2 JBD吸水膨胀型聚合物暂堵剂体系高含水储层保护效果评价

表2结果表明，JBD暂堵剂体系对岩心封堵效果好；但直接用1／3标准盐水测水相渗透率恢复值均较小，2块岩心的渗透率恢复值分别只有25．50%和41．72%，说明JBD暂堵剂体系对水层或高含水油层将造成较大的伤害。这是由于有部分JBD聚合物胶粒在高压下变形进入了岩心孔隙，用水直接测渗透率难于解堵，因此会造成储层较大伤害。通过后续挤入一定量的3%JPC破胶剂溶液，在一定温度下恒温反应后，2块岩心渗透率恢复值均大于90%，说明JPC破胶剂能降解侵入岩心孔隙的JBD暂堵剂胶粒，从而取得理想的储层保护效果，可以满足注水井或高含水油井暂堵作业的需要。