高温防漏型油层保护技术研究

2019-01-29韩芳

石油工业技术监督 2018年12期

韩芳

中国石油大港油田分公司石油工程研究院（天津 300280）

尼日尔Agadem油田位于尼日尔东南部，构造位于西非裂谷系北支。随着油田不断开发建设，日常修井作业工作量逐渐增加，修井液的污染问题不容忽视。通过对尼日尔Agedam油田目标区块的岩石特性、流体性质等综合分析和岩心敏感性评价实验，发现主力油组E5高孔、中高渗，纵向非均质性强、强速敏，易出砂；E3、E4油组潜在有酸敏损害；地层水属易结垢水型；根据试油数据，Agadem油田油层温度部分超过120℃，这接近甚至超过了现有屏蔽暂堵[1-3]防漏失油层保护技术应用的温度上限（≤120℃），在使用过程中容易发生软化结团的井筒复杂，以及防漏能力下降导致的污染油层等问题。针对潜在污染问题，需要开展专门的修井液技术研究，使其具备抗高温、防漏、防速敏、易返排等性能，主要解决尼日尔Agadem油田高温油井的洗井、冲砂、检泵作业、增产措施、补孔补层等过程中漏失问题。

1 抗高温防漏失修井液技术研究

针对Agadem油田修井作业污染问题，研制了低滤失油层保护液体系，该体系具有与地层配伍性好、密度易调节、低滤失、抗温性较好（＜120℃）、返排能力强、损害低等优点，能够满足一般漏失井的防污染需求。但是，难以解决高温及高渗储层的严重漏失问题。在研制过程中，针对高温≥120℃和严重漏失问题，以低滤失油层保护液为基液，在兼顾修井液与地层配伍性、返排性能的前提下，进行抗高温防漏性能的优化研究，其中的技术关键是抗高温暂堵剂的优选。

1.1 高温暂堵剂的研究

漏失通道一般为孔隙性通道，孔隙性漏失采用屏蔽暂堵技术是提高压井液防漏性能的主要手段之一。暂堵剂[4-6]根据其溶解性分为油溶性、水溶性、酸溶性暂堵剂3类。考虑到尼日尔作业过程中保护油层的需要，在低滤失体系的基础上添加油溶性暂堵剂及其他助剂组成，从而具有防漏能力强的特点。油溶性暂堵剂[7]作为防漏型油层保护添加剂，其主要特性是具有理想的油溶率，实现作业后暂堵剂可有效溶解，快速返排，从而最大限度地降低对储层渗透率的伤害，体现油层保护性能。另外，为了防止修井液在作业过程中发生漏失，保证施工的正常进行，该产品还要兼有堵剂的暂时封堵效果，即在作业过程中能有效封堵生产层。

室内研究了5种油溶性暂堵剂，分别是GC-1、GC-2、GC-3、GC-4、GC-5油溶性暂堵剂，主要性能见表1。

通过对5种油溶性暂堵剂的性能评价，从产品的油溶率、粒度、软化点等方面考虑，几种暂堵剂软化点基本都能满足需求.其中GC-4的油溶率偏低，无法满足现场需求。同时，考虑到尼日尔地区地表温度高，酷热，暂堵剂在运输、储存过程中可能会产生结块现象，造成暂堵剂无法正常使用[7]。因此，以GC-5作为研究对象，在室内对其进行了配方优化。

1.2 配方研究

研究主要目标是防漏失修井液体系抗高温120℃，因此，实验借鉴前期工作中现用防漏失体系基液配方比例进行性能评价，验证抗温能力。根据正交试验[8]结果（表2），利用Mintab软件[9-10]对正交试验进行数据处理,并进行均值分析（表3）。

以增稠剂A为例，当这一因素对滤失量(值越小越好)没有影响时kA1=kA2=kA3,如果三者不等，说明A因素的变动对试验结果有影响，根据kA1、kA2、kA3的大小可以判断A1、A2、A3对试验指标的影响大小。kA1＞kA2＞kA3，可以判定对滤失量的影响，A3为A因素的最优水平。按照同样的理论判定：B2为B因素的最优水平、C2为C因素的最优水平。

表1 油溶性暂堵剂性能表

表2 配方正交试验数据表

根据极差大小可以判断各因素对试验指标的影响主次。从表3可以看出，对于滤失量，增稠剂的影响最大，GC-5次之，BST影响最弱。根据实验数据，结合实际情况，得出防漏失油层保护液配方为：2%盐水+0.5%～0.6%增稠剂+1%～2%GC-5+1%～1.5%BST+0.3%～0.5%D1+0.2%杀菌剂+0.4%稳定剂。

1.3 性能评价

1.3.1 流变性评价

GC-5配方新型防漏液在140℃热滚后，黏度保持达到82%，中压失水16.2 mL，黏度保持达到82%，说明该体系抗温能力较好，能够抗140℃高温甚至更高。

1.3.2 抗剪切性能评价

室内采用NDJ-4旋转黏度计进行抗剪切性能评价，将防漏失保护液分别在511 s-1、170 s-1剪切速率下搅拌2 h，搅拌前后黏度值进行对比（表4）。

表3 均值分析结果数据表

从表4中可以看出，剪切搅拌2 h后，黏度下降较小，新型防漏失油层保护液具有良好的抗剪切能力。

表4 抗剪切能力数据表

1.3.3 砂床漏失评价

为了检验该体系的防漏能力，室内采用FA型无渗透钻井液滤失仪开展砂床堵漏能力评价。根据储层含有细砂岩层，选用砂子粒径380～830μm。砂床承压0.7 MPa。防漏型油层保护液能起到封堵储层的功效，不仅能防止漏失发生，而且滤液侵入不深，堵漏能力强、抗温性能好、油层保护效果好。

1.3.4 修井液油层保护性能评价

通过开展岩心流动实验评价修井液体系的油层保护性能。由于体系含有固相颗粒且黏稠，实验室现有条件无法进行岩心实验评价，因此实验采用修井液体系滤液作为评价对象开展实验。通过修井液岩心伤害评价试验，室温条件下，岩心被防漏失修井液滤液污染前后渗透率恢复率为91.5%～96.9%，平均恢复率94.28%，油气层保护效果好。