高密度低伤害溴化锌射孔液研制与性能评价

2014-04-04周志亮

精细石油化工进展 2014年4期

周志亮,吕　行,李　靖

(长江大学石油工程学院，武汉 430100)

随着射孔技术的发展，射孔液对储层的伤害受到广泛的关注，在国内油田多采用2%～3%KCl水溶液作射孔液。为了减小射孔液对储层的伤害，一般射孔液采用盐类作加重剂，常用甲酸盐、无机盐、复合盐等，而采用溴化锌作加重剂，国内外很少见，这已成为目前深井射孔液研究的重点课题[1-5]。让字井区块、伊通区块、德惠区块、王府区块为吉林油田重点勘探目标区块，这些区块均属于低渗、低孔的油层，射孔液侵入地层会带来的污染伤害，因此研发的射孔液要有良好的储存保护效果。笔者室内研制了以溴化锌为加重剂的高密度低伤害的射孔液配方，并对其作了评价。

1　试验部分

1.1　原料及仪器

磺化酚醛树脂(SMP-Ⅱ)、羧甲基纤维素(HEC)、氯化钾(KCl)、抗氧剂Na2SO3，四川正蓉实业有限公司；超细碳酸钙粉(JQYZ)、缓蚀剂(JCI)，荆州嘉华科技有限公司；氟碳类表面活性剂(FC-3B),江汉采油院；溴化锌(ZnBr2)，国药集团化学试剂有限公司。

GKC水浴锅、JA2103N电子天平，上海锦屏仪表有限公司；GJS-B12K变速搅拌器，上海通达仪专用器厂；NB-1泥浆密度仪，上海路达实验仪器有限公司；ZNN-D6六速旋转黏度计，青岛海通达专用仪器有限公司；常温中压失水仪，青岛海通达专用仪器有限公司；FANN加热滚子加热炉，青岛海通达专用仪器有限公司；HKY岩心流动装置，海安石油科研仪器有限公司。

1.2　射孔液的配制

针对吉林油田的复杂的储层特征，室内研发出了密度在1.60～2.35 g/cm3射孔液。其配制过程为：用钻井液杯量取定量的水，放在GJS-B12K变速搅拌器上，依次用天平称量SMP-Ⅱ,HEC,KCl,Na2SO3,JQYZ,FC-3B,JCI,ZnBr2对应水的加量，设定GJS-B12K变速搅拌器一定转速，药品按顺序加入钻井液杯中，直到前一药品完全溶解后，再加入下一药品，当所有药品完全溶解于水中后，得均一的射孔液。

2　射孔液性能评价

2.1　防腐性能评价

溴化物盐的腐蚀性很强，同种高密度的溴化锌溶液的腐蚀性是甲酸铯溶液腐蚀性的8倍，通过加入缓蚀剂能很好的控制腐蚀速率[5-6]。选用N-80钢挂片放置在80 ℃条件下进行腐蚀性能评价，考察48 h后1.8 g/cm3射孔液对N-80钢挂片腐蚀程度，试验结果见表1。

表1　射孔液对N-80钢挂片腐蚀实验

从表1可以看出，加入缓蚀剂的射孔液对N-80的腐蚀速率明显降低，当缓蚀剂JCI加量为4%时，配制的射孔液防腐性能更好，其腐蚀速率下降明显，且小于标准腐蚀速率0.076 mm/a，能满足射孔套管的施工要求。

2.2　抗温性能评价

射孔液的抗温评价是通过FANN加热滚子炉进行，将配好的射孔液放入滚子炉里热滚16 h后，分别设定温度155和165 ℃，取出冷却后用ZNN-D6六速旋转黏度计和常温中压失水仪分别测其流变性和30 min API滤失量，其结果见表2。

表2　射孔液抗温实验

从表2可以看出，该射孔液可抗温度为155 ℃，不能抗温165 ℃，在165 ℃热滚后，其流变性和滤失量都大大地降低。吉林油田的油藏温度普遍低于120 ℃，因此该射孔液可以满足吉林油田的抗温能力。

2.3　抑制性评价

射孔液配方中加入抑制剂有利于抑制地层中黏土膨胀，减少对地层的伤害。称取50 g的6～10目露头土岩屑(露头土岩屑为地层与地表泥土之间的岩屑与泥土结合物，一般选取超过80%的岩屑的露头土岩屑)，将分别加入不同KCl量的射孔液放入FANN加热滚子炉中，设定温度为85 ℃，滚动16 h后，用40目筛子进行湿筛，烘干后称其湿重，并计算滚动回收率，结果见表3。