防膨劑的優化及現場應用

王 蕾

新疆準東石油技術股份有限公司油田實驗室，新疆 阜康 831511

0 引言

由于該區儲層具有較強的水敏特性，將致使注水開發中注水壓力上升，滲透率降低，決定了對于該區塊儲層注水開發工作中防膨工作的重要性。本次實驗研究目的就是開展防膨實驗研究，加強適合該儲層的粘土穩定劑的篩選和最佳防膨方式的研究，以求選出適合該井區儲層防膨的粘土穩定劑。

1 粘土穩定劑室內評價與篩選

滴12井區侏羅系八道灣組儲層所表現出的敏感特性，首先利用離心法對選取四個粘土穩定劑進行初步篩選，選定適合該儲層的粘土穩定劑，然后分別進行穩定劑溶液對管材的腐蝕損害程度評價、穩定劑溶液的懸浮物含量評價。采用巖心進行粘土穩定劑的防膨效果評價，最終篩選出適合該儲層的粘土穩定劑。對篩選出的粘土穩定劑開展不同注入方式下的防膨效果評價，獲得不同注入方式下的防膨效果，為油田現場注水優選施工方案的確定。

1.1 粘土穩定劑防膨效果初步篩選

按照SY/T 5971-94的要求，利用離心法對四種粘土穩定劑進行篩選評價，參加評價的4種粘土穩定劑均為固體，均能與滴12注入水有較好的相溶性。

1）粘土穩定劑防膨率室內靜態評價

對研磨、過篩的優質膨潤土烘干恒重后，進行粘土穩定劑防膨率的測定。采用蒸餾水以及滴12井區注入水做溶劑調整4種粘土穩定劑，測定不同濃度的防膨率室內評價，蒸餾水以及注入水做溶劑的粘土穩定劑新-1和新-3效果相對較好。可以認為這兩種配方的穩定劑對膨脹性、分散運移性粘土礦物具有較好的抑制作用。

2）粘土穩定劑溶液腐蝕速率評價

實驗結果表明低濃度的粘土穩定劑溶液的腐蝕速率一般低于高濃度的粘土穩定劑溶液，加入粘土穩定劑的注入水會在一定程度上對油田工藝管材產生腐蝕。

1.2 粘土穩定劑及其混合液不溶物含量分析評價

兩種粘土穩定劑及其與模擬地層水的混合液中，直徑大于0.45μm的懸浮物含量較低。因此，粘土穩定劑及其與地層水的混合液中所含微量懸浮物，對孔喉堵塞的可能性很小，不會對儲層滲流能力造成影響。

1.3 粘土穩定劑溶液防膨效果流動實驗篩選評價

1）滴12井區儲層穩定劑流動試驗結果

滴12井區儲層巖樣具有一定程度的體積敏感性，在注入驅替液3-5PV后滲透率即開始下降，滲透率損失率隨注入孔隙體積倍數增加而加大。實驗表明這二種粘土穩定劑對該儲層都具有一定的防膨能力，但新-1防膨性能較防膨劑新-3要差。由此選定防膨劑新-3為滴12井區儲層防膨優選粘土穩定劑。

1.4 粘土穩定劑的注入方式優選評價

1）連續降（粘土穩定劑）濃度注入方式防膨效果評價

其試驗過程中各種注入液注入體積倍數均控制在20PV左右，穩定劑溶液注入體積倍數控制在15 PV左右。采用此注入方式防膨具有一定的防膨效果，但此防膨方式由于最終滲透率損失率較大而不推薦采用；在選擇新-3粘土穩定劑配制防膨液時，最佳配制濃度應不小于0.3%，濃度低于0.3% 則會使防膨效果受到較大的影響。

2）連續恒濃度注入方式防膨效果評價

在進行連續降濃度注入方式防膨試驗確定了穩定劑最佳注入濃度為0.3%，由此確定連續恒濃度注入方式防膨試驗的穩定劑配制濃度。對連續防膨而言，此防膨劑對該儲層的防膨效果較好的防膨作用。

3）段塞注入式防膨效果評價

在流動試驗評價中向儲層巖心輪換注入的防膨液和注入水累計超過100PV。主要評價新-3粘土穩定劑溶液在此注入方式下對儲層的防膨能力。從注入過程來看，該巖心有一定的體積敏感性，因此可以判定在較大量注水（大于100PV）的情況下段塞式防膨中滲透率平均損失大部分是體敏造成的，由此可見：采用恒濃度間歇注入防膨段塞方式防膨具有較好的防膨效果。

2 粘土穩定劑特點

1）與地層水、注入水配伍性良好；2）對地層滲透率改善良好；3）性能穩定，使用濃度低，現場使用方面簡單；4）不溶含量低，不燃，易溶于水。

3 現場應用效果分析

措施后有些注水井的注水壓力持平措施前注水壓力，甚至比措施前注水壓力低，表明防膨措施對地層粘土膨脹有抑制作用。

4 結論

1）滴12井區八道灣組儲層樣品在整個流動實驗過程中表現出較強烈的顆粒分散、運移的特點，這是造成注水過程中滲透率持續下降的主要原因。從綜合分析來看：新-3粘土穩定劑對該儲層中粘土礦物具有較好的防膨效果，能夠抑制粘土礦物膨脹、分散和運移；

2）經一系列靜態分析試驗表明：在參與篩選評價的三種粘土穩定劑中，新-3粘土穩定劑以其較好的防膨性能、較低的腐蝕率以及適合滴12井區防膨等特點在此次篩選評價中被優選中的，采用新-3粘土穩定劑進行滴12井區八道灣組儲層防膨工作，最佳使用濃度為0.3% ，低于該值將較大程度上影響防膨效果，為此推薦在滴12井區防膨工作中可采用；

3）從動態結果來看：采用0.3%濃度的該粘土穩定劑進行防膨工作，在連續恒濃度方式防膨、連續降濃度方式防膨、段塞式注入方式防膨3種防膨方式中，防膨效果最好的是連續恒濃度方式防膨，其次是段塞式注入方式防膨，連續降濃度方式防膨效果較為一般。

4）從現場使用井的注水壓力來看，措施后有些注水井的注水壓力持平措施前注水壓力，甚至比措施前注水壓力低，表明防膨措施對地層粘土膨脹有抑制作用。

5）從吸水指數觀察兩口井在2009年防膨后吸水指數明顯增大了，說明地層的吸水性能變好了。

[1]注水用粘土穩定劑性能評價方法.中國石油天然氣總公司發布.

[2]水腐蝕性測試方法.中國石油天然氣總公司發布.

[3]水腐蝕性測試方法.石油工業標準.

[4]采油技術手冊.石油技術出版社出版.

[5]砂巖儲層敏感性評價試驗方法.中國石油天然氣總公司發布.

[6]粘土穩定劑防膨效果評價實驗方法.新疆油田公司采收率所.