一種海上油田注聚井解堵體系的室內(nèi)研究

吳清輝，張艷輝，魏子揚(yáng)，謝詩章

（中海油能源發(fā)展股份有限公司工程技術(shù)分公司鉆采工程研究所，天津 300452）

一種海上油田注聚井解堵體系的室內(nèi)研究

吳清輝，張艷輝，魏子揚(yáng)，謝詩章

（中海油能源發(fā)展股份有限公司工程技術(shù)分公司鉆采工程研究所，天津 300452）

聚合物驅(qū)油技術(shù)是目前國內(nèi)各大油田三次采油技術(shù)中提高采收率的一種主要技術(shù)措施。但隨著注聚的不斷注入、向前推進(jìn)運(yùn)移，因聚合物的黏彈性以及存有不溶物殘物，導(dǎo)致注聚井注入壓力逐漸升高，出現(xiàn)注聚井注不夠、注不進(jìn)的現(xiàn)象日趨嚴(yán)重，影響正常生產(chǎn)。針對海上油田生產(chǎn)特性和注聚井情況及堵塞物的深入細(xì)致分析，通過堵塞物分析、解堵劑穩(wěn)定性、聚合物解堵實驗、堵塞物解堵等實驗研究，室內(nèi)研發(fā)出適合海上油田注聚井解堵的一種有效、安全、可靠的解堵劑。

注聚井；解堵劑；穩(wěn)定性；安全性

聚合物驅(qū)油技術(shù)是目前國內(nèi)各大油田三次采油技術(shù)中提高采收率的一種主要技術(shù)措施。大慶油田、大港油田、勝利油田、中原油田等油田聚驅(qū)都已規(guī)模化應(yīng)用，對油田穩(wěn)產(chǎn)、上產(chǎn)起到了重要作用，注聚用的聚合物用量達(dá)到每年10.4×104t，取得了較好的經(jīng)濟(jì)社會效益。但同時注聚過程中也遇到了一些問題。突出的問題是隨著注聚的不斷注入、向地層深部運(yùn)移，因聚合物的黏彈性以及存有不溶物殘物，在地層更小的吼道、空隙中滯留、捕集堵，再加上聚合物溶液包裹無機(jī)鈣垢和鐵銹，致使注聚井井筒和近井地帶容易發(fā)生堵塞，導(dǎo)致注聚井注入壓力逐漸升高，出現(xiàn)注聚井注不夠、注不進(jìn)的現(xiàn)象日趨嚴(yán)重，影響注入井的正常生產(chǎn)，從而進(jìn)一步影響驅(qū)油效果，影響油井產(chǎn)能。針對海上油田生產(chǎn)特性和注聚井情況及堵塞物的深入細(xì)致分析，通過大量的實驗與研究，室內(nèi)研發(fā)出適合海上油田注聚井解堵的一種有效、安全、可靠的解堵劑。

圖1 堵塞物分析結(jié)果圖

1 實驗研究

1.1 堵塞物分析

為了很好的分析堵塞原因，從不同堵塞部位取出堵塞物，對其成分進(jìn)行了細(xì)致深入的分析，結(jié)果（見圖1）。

從堵塞物分析可看出，堵塞物主要是含有C、O、Si、Ca、Fe等元素，也就是堵塞物主要成分是聚合物不溶物、黏土礦物、無機(jī)垢、鐵銹。

1.2 解堵機(jī)理

解堵劑注入到井筒和近井地帶，首先把無機(jī)垢、黏土、鐵銹等包裹著的聚合物以及聚合物不溶物完全分解掉，并流向地層深部，使無機(jī)垢、黏土、鐵銹等固態(tài)堵塞物完全裸露，然后這些裸露堵塞物被后續(xù)注入的酸化物溶解，流向地層。從而完全達(dá)到疏通井筒與近井地帶的目的。

1.3 主要材料

主劑（自制）、次氯酸鹽、穩(wěn)定劑（復(fù)合）、土酸、添加劑（自制）。

1.4 堵劑配方

通過大量的室內(nèi)實驗，得到了堵劑體系各組分的配比（見表1）。

表1 體系配方表

2 堵劑體系性能

2.1 不同溫度儲存穩(wěn)定性研究

因堵劑中含有氧化性很強(qiáng)的次氯酸鹽，其在高溫、照曬下會發(fā)生分解反應(yīng)產(chǎn)生氣體，影響儲存與運(yùn)輸。為此通過向體系中添加穩(wěn)定劑抑制分解反應(yīng)，以方便儲存、運(yùn)輸和施工[1-3]。

（1）實驗方法：把堵劑裝入耐溫耐壓的棕色瓶中，放于不同溫度下定期測試堵劑含量。（堵劑中只有次氯酸鹽會發(fā)生分解反應(yīng)，故以有效氯含量變化來表示堵劑的穩(wěn)定性）。

（2）實驗結(jié)果（見表2）。從實驗結(jié)果可看出，堵劑有效氯含量隨溫度的升高，下降幅度增大；有效氯含量隨儲存時間的延長而減小；50℃條件下添加穩(wěn)定劑的堵劑有效氯含量下降率只有6.3%，無穩(wěn)定劑的堵劑有效氯含量下降率高達(dá)70.0%，表明穩(wěn)定劑對有效氯含量具有明顯的抑制作用。

2.2 降解劑對聚合物溶液的降解研究

（1）實驗方法：用JZ9-3油田注入水配制1 000 mg/L、5 000 mg/L的聚合物溶液，向溶液中添加不同濃度的降解劑混合均勻，放于65℃恒溫烘箱中，定期測試溶液黏度，并觀察聚合物溶液狀態(tài)。

（2）實驗結(jié)果（見表3）。實驗結(jié)果表明：降解對聚合物溶液具有良好的降黏作用，尤其對高黏度聚合物溶液作用更為明顯。

2.3 降解劑對聚合物不溶物的降解研究

為了更好的表征該降解劑對聚合物的分解作用，進(jìn)一步對聚合物不溶物的分解性做了研究。

（1）實驗方法：用JZ9-3油田注入水配制5 000 mg/L的聚合物溶液2 L，然后在0.2 MPa壓力下通過100目篩網(wǎng)進(jìn)行過濾，收集篩網(wǎng)上的不溶物，濾干5 h并稱重，然后完全轉(zhuǎn)移到4.0%的降解劑溶液中，密封放于不同溫度的恒溫烘箱中，定期觀察溶液狀態(tài)并把溶液同樣相同條件過濾，收集濾網(wǎng)上的質(zhì)量，常溫濾干1 h稱重。以濾網(wǎng)上的殘留物多少來衡量降解劑對聚合物不同物的分解能力。

（2）實驗結(jié)果（見表4、圖2）。結(jié)果表明：降解劑對聚合物不溶物同樣具有良好的分解作用。分解時間1 h，其降解率就達(dá)到95%以上，隨著分解時間的延長，降解率增加，但變化不大。

表2 穩(wěn)定性研究結(jié)果表

表3 對聚合物溶液降解結(jié)果表

表4 對聚合物不溶物降解結(jié)果表

圖2 聚合物不溶物降解結(jié)果圖

2.4 堵塞物溶解實驗研究

為了更真實的反應(yīng)降解劑的解堵能力，從現(xiàn)場取回堵塞物進(jìn)行溶解實驗。

（1）實驗方法：

第一步：稱取定量的現(xiàn)場取回堵塞物，放于4.0%降解劑溶液中密封，然后放于65℃恒溫烘箱中恒溫2 h。

第二步：把經(jīng)過第一步處理的堵塞物用蒸餾水清洗，保留固體殘留物烘干，稱重。

第三步：經(jīng)過第二步處理的堵塞物放于2.0%土酸溶液中密封，然后放于65℃恒溫烘箱中恒溫2 h。然后取出保留固體殘留物烘干，稱重。

（2）實驗結(jié)果（見表5）。結(jié)果表明：現(xiàn)場取回的堵塞物經(jīng)過降解劑和土酸處理后，堵塞物溶解率達(dá)到90%以上，基本被溶解掉。

2.5 模擬巖心解堵實驗研究

（1）實驗方法：

第一步：用細(xì)粉砂和黏土按照95:5的質(zhì)量比混合均勻制作模擬巖心。并飽和、測試原始孔隙度和滲透率。

第二步：正向擠注0.5%聚合物溶液5 PV，測試擠后滲透率，然后巖心密封65℃恒溫72 h。

第三步：正向擠注4.0%降解劑溶液2 PV，密封65℃恒溫2 h，取出水驅(qū)5 PV測試巖心滲透率。

（2）實驗結(jié)果（見表6）。巖心模擬解堵實驗結(jié)果表明：該解堵劑能夠有效分解掉巖心空隙孔吼中的聚合物堵塞物，解堵后，巖心滲流能力基本能夠恢復(fù)，滲透率恢復(fù)率達(dá)到90%以上。

表5 堵塞物溶解實驗結(jié)果

表6 模擬巖心解堵實驗結(jié)果

3 結(jié)論

（1）室內(nèi)研究得到了適合海上注聚井解堵的解堵劑，其配方主劑20%～30%、次氯酸鹽5%～10%、穩(wěn)定劑1%～5%、添加劑1%～5%。

（2）4%的降解劑對聚合物溶液降黏率100%，聚合物不溶物分解率95%以上。

（3）4%降解劑和2%土酸配合使用處理現(xiàn)場取回堵塞物，堵塞物基本溶解，溶解率達(dá)到90%以上。

（4）4%降解劑和2%土酸配合使用解堵模擬聚合物堵塞巖心，巖心滲流能力基本能夠恢復(fù)，滲透率恢復(fù)率達(dá)到90%以上。

［1］ 王建峰.HAL-1型聚合物降解劑的研制與應(yīng)用［J］.中國高新技術(shù)企業(yè)，2009，（8）：13-14.

［2］ 鄭進(jìn)勝.高穩(wěn)定性次氯酸鈉消毒劑的研制［J］.中國消毒學(xué)雜志，2005，22（4）：405-408.

［3］ 楊志祥，王軍明，牛俊峰，等.次氯酸鈉水溶液體系穩(wěn)定性研究［J］.浙江科技學(xué)院學(xué)報，2007，199（3）：202-204.

Laboratory study on plugging removal system of polymer flooding wells in offshore oilfield

WU Qinghui，ZHANG Yanhui，WEI Ziyang，XIE Shizhang
（CNOOC Drilling&Production Technology Research Institute，Tianjin 300452，China）

Polymer flooding is present a major technical measures to improve EOR in every big oilfield for three times.But as polymer injects continuously into and moves forward,the polymer well is a gradually increasing pressure for viscoselasticity of polymer and there is polymer wreckage.And appear the phenomenon injecting not enough and not into,and it is serious,affect the normal production.Against the features of oil production in the sea,the situation of polymer well and the detailed analysis to plugs,through a great deal of experiments and research,obtain an efficient,safe and reliable agent for the well injecting polymer.

polymer wells；agent；stability；security

TE357.46

A

1673-5285（2017）05-0126-05

10.3969/j.issn.1673-5285.2017.05.030

2017－03-23

吳清輝，男（1979-），工程師，主要研究方向為調(diào)剖堵水技術(shù)研究，郵箱：wuqh3@cnooc.com.cn。