广谱型屏蔽暂堵剂Nonsel Seal及其性能评价

2014-09-14赵志强苗海龙张伟中海油田服务股份有限公司油田化学研究院河北燕郊065201

长江大学学报(自科版) 2014年16期

赵志强，苗海龙，张伟（中海油田服务股份有限公司油田化学研究院，河北燕郊 065201）

完井、修井过程中，完井修井液中的外来固相颗粒及液体侵入储层，造成近井地层的渗透率降低。钻井过程中固相对储层的伤害率可达90%，侵入深度可达1.5m，滤液对储层的伤害率可达40%，伤害半径可达4m，这样严重的伤害仅靠射孔是难以解除的［1］。传统的屏蔽暂堵技术都以理想充填理论为依据进行颗粒级配，从而达到封堵的目的。但是，由于受到地层岩石非均质性的限制，很难准确获取施工井的孔隙尺寸数据，导致屏蔽暂堵效果不理想，有时甚至会加大对油气层的伤害［2］。因此，有必要研制一种广谱型的屏蔽暂堵剂，在无需获知地层孔隙度的条件下，仍能达到最佳封堵的效果。为此，笔者研制了一种新型广谱型屏蔽暂堵剂Nonsel Seal，以便为油田进行封堵施工提供帮助。

1 广谱型屏蔽暂堵剂Nonsel Seal的组成

Nonsel Seal是由架桥颗粒AST、充填颗粒FILLER及增黏剂VIS组成的复合暂堵剂，根据使用温度极限的不同，分为3个系列产品Nonsel Seal100、Nonsel Seal120及Nonsel Seal150，耐温极限分别为100℃（适用于低温井段）、120℃ （适用于中温井段）和150℃ （适用于高温井段）。

1）架桥颗粒AST 图1所示为AST的粒度分布与理想充填的差异图。从图1可以看出，刚性颗粒的粒度分布中的超细颗粒（尤其是纳米级颗粒）占有很大比例。而实际工业生产中，由于制粉工艺的限制，超细颗粒的比例很难达到理想充填的要求。因此，刚性颗粒AST的主要作用为架桥，其复配变形颗粒FILLER后，才能达到良好封堵效果［3］。

2）充填颗粒FILLER 充填颗粒FILLER是一种改性天然高分子，其分子链间相互缠绕交联，加入水中后可快速分散，溶胀后形成可变形的球状颗粒。充填颗粒FILLER具有优异的自然降解性，加入地层中后可自行断链分解。由于充填颗粒FILLER的可变形性，其可进入AST架桥后形成的超细孔隙中，在地层正压差的作用下，充填压实后形成致密的内泥饼，从而起到封堵作用［4－5］。

图1 架桥颗粒AST的粒度分布与理想充填的差异图

3）增黏剂VIS 增黏剂VIS是一种高增黏、易降解材料，其分子链上极性基团可以吸附于储层岩石表面来降低泥饼中的自由水含量，从而有助于形成致密泥饼、降低滤失量［6］。增黏剂VIS进入地层后，在细菌作用下逐渐分解，直至完全返排流出。

2 广谱型屏蔽暂堵剂Nonsel Seal性能评价

1）自然降解性能图2所示为Nonsel Seal的黏度随时间变化的情况。从图2可以看出，随着老化时间的增加，暂堵剂逐渐降解，其黏度也逐渐降低，直至达到稳定水平（最终黏度均在5000mPa·s以下），这表明Nonsel Seal具有良好的自然降解性能。

2）承压封堵性能在一定的试验温度下，首先设定3.5MPa的压差，记录30min的滤失量，然后连续加压至7.0、10.5、14.0MPa，各压差均保持压力10min，记录各自压差下的累计滤失量。图3～图5所示为Nonsel Seal 100、Nonsel Seal 120及Nonsel Seal 150进行承压封堵试验的结果。从试验结果看，Nonsel Seal 100、Nonsel Seal 120及Nonsel Seal 150在400～2000mD的中高渗范围内的漏失量均处于较低水平，这表明Nonsel Seal具有良好的承压封堵性能。

图2 Nonsel Seal的黏度随时间变化图

图3 Nonsel Seal100的承压封堵性能测试图

图4 Nonsel Seal120的承压封堵性能测试图

3）储层保护性能为考察Nonsel Seal对储层的伤害情况，通过岩心污染试验来了解岩心污染前后的渗透率变化情况，试验方法如下：首先在80℃下测试岩心污染前的渗透率，然后用6%的Nonsel Seal 100、Nonsel Seal 120及Nonsel Seal 150进行岩心污染试验。试验结束后取出岩心，在80℃下用5%PF－Plok破胶剂进行破胶，然后将破胶后岩心放入3%的PF－HTA溶液中浸泡，取出后测试80℃下岩心污染后的渗透率，最后通过污染后渗透率与污染前渗透率的比值来考察Nonsel Seal对储层的伤害情况，试验结果如表1所示。从表1可以看出，岩心破胶后的渗透率恢复值均在80%以上，说明Nonsel Seal对储层的伤害较低，具有较好的储层保护性能。