防水锁防粘土膨胀射孔液在准噶尔盆地火山岩气藏的应用

张锋　王晓磊　洪将领　孙德强　冯棋　张洪杰　冯钿芳　哈斯木　饶远

摘 要：凝析气藏是目前国内外最为复杂的气藏，而准噶尔盆地火山岩凝析气藏则-更为复杂，其复杂在储层的岩性多样、岩性物性变化快、敏感性强，研究通过分析准噶尔盆地滴西14等多个气藏的储层物性、岩性、敏感性等储层资料，开展了水锁伤害和结垢堵塞伤害评价研究。针对储层伤害的特点，研制了粘土防膨剂、共聚物防垢剂、咪唑啉类缓蚀剂，优选了高效防水锁剂和无固相加重剂等，开发了满足新疆气藏气井射孔作业储层保护需要的防水锁防粘土膨胀射孔液，同时根据不同气田射孔作业的需要，确定了射孔液的配方调整方法。结果显示，现场应用效果良好，测试表皮系数比邻井降低了20%～50%，有效解决了射孔作业储层污染的问题。

关键词：准噶尔盆地 储层伤害 防水锁 防粘土膨胀 射孔液

中图分类号：TE39 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2017）06（c）-0090-02

准噶尔盆地火山岩气藏储层物性之间差别大。大部分气藏储层存在中等或强水敏性，储层中均含有一定的伊/蒙混层，最高达到90%。伊/蒙混层是粘土矿物，主要以伊/蒙混层和伊利石为主，两者合计达70%以上，遇水会发生膨胀，堵塞储层孔喉，降低储层的有效渗透率，造成对储层的伤害；储层低孔、低渗，使进入储层的液体返排困难，易滞留于地层中，水锁现象就较为严重[1-6]。近几年来，射孔或补孔作业逐年增加，加强对射孔过程的储层保护，对提高单井产量，保证气田增产、稳产意义重大。因此，针对新疆油田致密、出水气井的问题，需开发出无固相、密度可调整、配置方便、不引起粘土膨胀、防止因水锁而伤害地层、和储层水混合不产生垢沉淀的、低伤害的新型气井射孔液体系。

1 储层伤害因素分析

1.1 水锁伤害

气井大部分是低孔（11.2%）、低渗（0.1～5.9 mD）储层，毛管阻力较大，水基射孔液进入油气层孔隙后，由于砂岩油气层岩石颗粒表面为水润湿，液体在岩石孔喉表面形成水的吸附膜，使进入储层的液体返排困难，易滞留于地层中，水锁现象较为严重。岩性越致密，滲透率越低，水锁就越严重，采用盐水射孔液水锁伤害率达59.7%。

1.2 粘土膨胀伤害

对研究区火山岩储层进行岩心分析，其结果表明，各气田储层岩性中均含有一定的伊/蒙混层，最高达到90%，遇水会发生水化膨胀，堵塞储层孔喉，降低储层的有效渗透率，造成对储层的伤害。岩心试验均表现出中等或强的水敏感性，常规射孔液是指射孔施工过程中采用的工作液，它虽然具备一定的粘土稳定作用，但不具备防止粘土运移的能力，储层粘土矿物遇射孔液后膨胀运移，导致储层渗透率降低。

1.3 沉淀结垢伤害

常规射孔液均为高浓度的盐溶液，和高矿化度地层水相遇，钙离子溶解度降低，引发硫酸钙、碳酸钙结垢伤害，影响气田地面集输系统稳定性。研究取滴西18井区地层水进行试验，SC-2、活性水在85℃放置24 h均未出现沉淀结垢，而盐水射孔液则出现沉淀结垢。

2 射孔液体系的研究

2.1 防水锁剂

通过含氟烷基聚合反应，研制了非离子型含氟表面活性剂SX，发现在加量相同的情况下，具有更低的表面张力，表面活性更强。当没有加入SX时，钾盐的表面张力都很大；加入0.1‰SX后，其1%的钾盐的表面活性剂降低到了15 mN/m左右。并且，SX作用效果随加量的增加而增强，加量为0.01‰时可获得较低的表面张力，加量增加10倍而作用效果仅增加40%，因此0.01‰加量更为经济。

2.2 防粘土膨胀剂

结合目前国内外有机阳离子化合物粘土稳定剂的最新发展，该文选择以环氧氯丙烷分和二甲胺为单体通过开环缩聚反应合成季铵盐型阳离子聚合物PTA1，其季铵盐分子链上氮原子上的正电荷可以中和粘土表面的负电荷，防止粘土的水化膨胀和分散运移。同时，季铵盐氮上面的正电荷还可以通过静电吸引吸附在粘土表面，防止粘土的水化膨胀和分散运移防膨率高、长效性好、抗冲刷性能良好。

2.3 缓蚀剂

研究采用油酸和二乙烯三胺为初始原料合成了咪唑啉endprint