1、收稿日期:2 0 2 2-1 1-1 3作者简介:顾宇鹏(1 9 8 7-),男,河北省南阳人,工程师,2 0 1 2年毕业于中国石油大学(北京),现从事油田辅助措施配套、腐蚀结垢治理、防砂等新技术的引进和推广应用研究。春光油田常采区块中高含水阶段化学防砂技术应用研究顾宇鹏(中石化 河南油田分公司 新疆采油厂,新疆 奎屯 8 3 3 2 0 0)摘要:春光油田常采区块属于细粉砂油藏,粒径中值在0.1 20.2 mm范围,地层胶结疏松,泥质含量高(4.0 4%3 4.2%)。目前,该区块已进入中高含水阶段,综合含水达8 4%。随着含水上升,粘土遇水膨胀,砂岩骨架强度降低,储层稳定性变差,泥质细粉
2、砂运移加剧,致使近井地带与滤砂管堵塞严重,防砂有效期变短,机械防砂由于挡砂精度限制,很难有效防治泥质细粉砂的堵塞。针对目前春光油田常采区块防砂存在的问题,开展了化学防砂工艺技术应用研究,筛选出了最佳防膨剂类型和最佳使用浓度,并复配出防膨抑砂体系配方,有效延长了防砂有效期。关键词:稀油区块;中高含水阶段;化学防砂中图分类号:T E 3 1 1+.2 文献标识码:A 文章编号:1 0 0 6-7 9 8 1(2 0 2 3)0 4-0 1 1 4-0 31 春光油田常采区块含水情况春光油田常采区块总井数2 6 2口,开井2 0 2口,累计产油6 4 1万吨,采 油速度0.6 9%,采出程 度3 4
3、.7%,综合含水8 4%。已见水井1 9 2口,占开井数9 8.8%,含 水 大 于8 0%的 井1 7 5口,占 开 井 数7 4.3%。2 含水变化对防砂有效期的影响通过对近几年排2区块防砂井的防砂有效期统计分析发现,随着含水上升,防砂有效期呈现快速降低的趋势。图1 排2区块防砂有效期与含水变化关系3 中高含水阶段化学防砂工艺优化研究根据春光油田泥质细粉砂的防砂需求,需筛选出两种防膨效果最佳的防膨剂,并最终复配形成复合的防膨抑砂剂体系,有效地提高防砂有效期。3.1 防膨剂类型优选在实验室条件下,初步从K C l、N a C l两种无机防膨剂和S R-1、WD-2、B S A-1 0 1三种
4、有机防膨剂中筛选出防膨效果最好的防膨剂,防膨剂的质量浓度均为0.5%,实验结果见表1。由表1可知,K C l的防膨效果最好,B S A-1 0 1的次之,0.5%加 量 下 的 防 膨 率 分 别 为8 3.8 2%、7 9.4 1%。但K C l只能暂时防止粘土颗粒膨胀,当油层环境变化时,K C l会发生阳离子交换,使粘土恢复至原来的水敏状态,再次膨胀。而有机的防膨剂稳定效果好、有效时间长,既能抑制粘土的水化膨胀又能控制微粒的分散运移,所以最终确定有机防膨剂B S A-1 0 1为体系防膨剂。表1 不同类型防膨剂的防膨效果防膨剂类型粘土初始高度(c m)粘土最终高度(c m)粘土防膨率(%)
5、K C l1.22.38 3.8 2N a C l1.22.87 6.4 7S R-11.22.77 7.9 4WD-21.23.07 3.5 3B S A-1 0 11.22.67 9.4 1煤油1.21.21 0 0.0 0水1.28.00.0 03.2 防膨剂浓度优选在蒸馏水中分别加入不同质量分数的B S A-1 0 1,其浓度范围在0.1%、0.3%、0.5%、0.7%、1%,以表征B S A-1 0 1浓度对其防膨率的影响。实验结果见表2。411 内蒙古石油化工2 0 2 3年第4期 表2 B S A-1 0 1浓度对粘土的防膨效果B S A-1 0 1浓度粘土初始高度(c m)粘土
6、最终高度(c m)粘土防膨率(%)0.1%1.23.36 9.1 20.3%1.23.17 2.0 60.5%1.22.67 9.4 10.7%1.22.67 9.4 11.0%1.22.77 7.9 4煤油1.21.21 0 0.0 0水1.28.00.0 0 由表2可知,随着B S A-1 0 1浓度的不断增加,粘土防 膨 率 逐 渐 增 大,但 当B S A-1 0 1浓 度 大 于0.5%时,防膨率趋于稳定为7 9.4 1%。这是由于有机阳离子的加入,抑制了粘土颗粒由于负电荷之间相斥产生的膨胀,同时也压缩了粘土表面扩散双电层,减小了电位,从而防膨效果提高,但随着B S A-1 0 1的
7、不断加入,粘土膨胀的阳离子空缺不断被填满,防膨效果也就会逐渐趋于稳定。3.3 防膨抑砂体系优选通过以上实验,优选出了有机防膨剂为B S A-1 0 1,将其质量浓度暂定为0.5%,加入到油田复合抑砂剂SW-9 1、G X-1和0.3%有机阳离子聚合物(分子量为8 0 0万,离子度为5 0%)中,进行防膨效果的对比,从中筛选出两种效果最好的防膨抑砂体系,实验结果见表3。表3 防膨抑砂体系的防膨效果防膨体系粘土初始高度(c m)粘土最终高度(c m)粘土防膨率(%)0.5%B S A-1 0 1+GX-11.22.67 9.4 10.5%B S A-1 0 1+SW-9 11.21.98 9.7
8、00.5%B S A-1 0 1+0.3%有机阳离子聚合物1.22.38 3.8 2GX-11.22.67 9.4 0SW-9 11.22.58 0.8 80.3%有机阳离子聚合物1.22.87 6.4 7煤油1.21.21 0 0.0 0水1.28.00.0 0 由表3可知,B S-9 5(将0.5%B S A-1 0 1+SW-9 1命名为B S-9 5)和B Y-5 3(将0.5%B S A-1 0 1+0.3%有机阳离子聚合物命名为B Y-5 3)的防膨效果最好,防膨率分别为8 9.7%和8 3.8 2%。因此,通过上述实验筛选出B S-9 5和B Y-5 3这两种防膨效果较好的防膨抑
9、砂体系。3.4 动态抑砂效果评价3.4.1 注入清水冲砂实验在清水冲砂实验中测量得到4 06 0目填砂管孔隙体积为9 7 m L,渗透率为7.3 9m2。再用不同排量进行冲砂实验,将冲出液过滤,烘干后称重,实验结果见表4。表4 清水冲砂实验结果排量(mL/h)现场流速(m3/d)压力(1 03MP a)出砂量(g)3 0 08.82.1无砂6 0 01 7.64.1无砂1 2 0 03 5.21 2.00.3 3 01 8 0 05 2.81 6.00.4 8 92 4 0 07 0.42 0.01.3 9 13 0 0 08 8.01 0.04 1.1 3 0(塌坍性出砂)3 6 0 01
10、0 5.67.23.4 2 64 2 0 01 2 3.21 6.02.0 7 04 8 0 01 4 0.82 0.02.8 7 0 由表4可知,用清水冲砂时,当排量为12 0 0 m L/h时就开始连续性出砂且出砂量不均匀;当排量达到临界排量30 0 0 m L/h时,水在填砂管中形成了流动通道,出现塌坍性出砂并且压力快速下降。3.4.2 注入B Y-5 3冲砂实验在由4 06 0目的细砂充填的已饱和水的岩心中注入1 P V的B Y-5 3,测得其渗透率为6.3 7m2,与空白岩心比较渗透率保留率达到8 6.2%。之后用与清水冲砂实验中相同的排量进行冲砂,驱替量均为1 0 P V。将冲出液
11、过滤,烘干后称重,实验结果见表5。表5 用B Y-5 3冲砂实验结果排量(mL/h)现场流速(m3/d)压力(1 03MP a)出砂量(g)3 0 08.84.6 7无砂6 0 01 7.68.0 0无砂1 2 0 03 5.21 8.0 0无砂1 8 0 05 2.82 4.0 00.7 22 4 0 07 0.43 2.0 00.9 23 0 0 08 8.04 0.0 00.9 73 6 0 01 0 5.64 9.0 01.2 64 2 0 01 2 3.26 0.0 01.3 74 8 0 01 4 0.86 6.0 02.3 0 由表5与表4对比可知,注入B Y-5 3后,在相同排
12、量下,注入压力均升高,这是因为聚合物的粘度比清水高,使砂粒胶结增加了流动阻力。在排量达48 0 0 m L/h时,共 出 砂7.5 2 g,抑 砂 率 达 到8 5.4 2%,出砂量小于清水冲砂时的出砂量,且没有发生塌坍性出砂的情况。3.4.3 注入B S-9 5冲砂实验511 2 0 2 3年第4期顾宇鹏 春光油田常采区块中高含水阶段化学防砂技术应用研究在由4 0 6 0目的细砂充填的已饱和水的空白岩心中注入1 P V的B S-9 5抑砂剂,测其渗透率为6.2 4m2,渗透率保留率达到8 4.4%。实验结果见表6。表6 B S-9 5冲砂实验结果排量(mL/h)现场流速(m3/d)压力(1
13、03MP a)出砂量(g)3 0 08.83.2 5无砂6 0 01 7.65.3 5无砂1 2 0 03 5.21 4.0 00.11 8 0 05 2.81 9.0 00.3 82 4 0 07 0.42 3.0 0无砂3 0 0 08 8.02 7.0 00.0 6 23 6 0 01 0 5.63 2.0 06.74 2 0 01 2 3.23 2.0 06.84 8 0 01 4 0.83 6.0 02.7 与前两节冲砂实验结果对比发现,注入B S-9 5抑砂剂后,当临界排量达到36 0 0 m L/h时,填砂管端部大量出砂,抑砂率为6 7.6 2%,出砂总量比注入B Y-5 3时大
14、。三次冲砂实验中,填砂管出口端部被冲蚀的情况如图2所示。综上所述,以清水冲砂的出砂量为标准,在排量为48 0 0 m L/h情况下,发现注入B Y-5 3的抑砂率为8 5.4 2%,防膨抑砂效果最好。3.5 应用效果分析针对春光稀油中高含水阶段,泥质细粉砂运移加剧等问题,通过优化应用化学防砂工艺,实现地层深部固砂,解决了地层泥质细粉砂运移堵塞问题。累计 实 施7井 次,措 施 有 效 率8 5.7%,产 油31 4 8 t,恢复油井产能1 0.8 t/天,防砂有效期由之前1 7 3天上升至2 6 4天,延长防砂有效期9 1天。A.清水冲砂 B.B S-9 5冲砂 C.B Y-5 3冲砂图2 填
15、砂管尾部被冲蚀情况3.6 结论与认识(1)通过分析油井含水变化对防砂有效期的影响,明确了随着含水的上升,泥质细粉砂运移加剧,地层堵塞严重,防砂有效期急剧下降。(2)通过防膨体系优选,优选出了有机防膨剂B S A-1 0 1在0.5%浓度下防膨效果最好,粘土防膨率能达7 9.4 1%。(3)通过防膨抑砂体系复配,复配出两种抑砂体系B S-9 5和B Y-5 3的防膨效果最好,防膨率分别为8 9.7%和8 3.8 2%。通过动态抑砂效果实验评价,最终筛选出抑砂效果最好的防膨抑砂体系为B Y-5 3。(4)优化应用化学防砂技术7井次,措施有效率8 5.7%,恢复油井产能1 0.8 t/天,防砂有效期
16、由之前1 7 3天上升至2 6 4天,延长防砂有效期9 1天。参考文献1 何生厚,张琪.油气井防砂理论及其应用.北京:中国石化出版社,2 0 0 3.3:2 万仁溥等.采油技术手册(防砂分册).北京:石油工业出版社,1 9 8 5.83 张红玲,曲占庆,张琪,等.油井防砂方法优选技术及经济综合评价模型J.石油大学学报.2 0 0 1,2 5(4)4 孔令乐.储层近井带堵塞诊断及防治措施优选软件系统研制.油井防砂方法优选技术及经济综合评价模型J.科学技术与工程.2 0 0 9(2 5)5 郑延成,周爱莲,赵修太,等.硅酸盐固砂剂研究与应用J.钻采工艺,2 0 0 0,2 3(6):6 0-6 2.6 余孝林,李隽,许晶,等.华北北部第三系油田抽油井粉细砂防治技术J.石油钻采工艺,2 0 0 2,2 4(4):6 0-6 2.7 胡玉国,郑大智.我国化学防砂工艺技术现状和发展趋势J.精细与专用化学品,2 0 0 2,2 3(8):1-4.611 内蒙古石油化工2 0 2 3年第4期
