廣譜型屏蔽暫堵劑Nonsel Seal及其性能評價

趙志強，苗海龍，張偉 （中海油田服務股份有限公司油田化學研究院，河北 燕郊 065201）

完井、修井過程中，完井修井液中的外來固相顆粒及液體侵入儲層，造成近井地層的滲透率降低。鉆井過程中固相對儲層的傷害率可達90%，侵入深度可達1.5m，濾液對儲層的傷害率可達40%，傷害半徑可達4m，這樣嚴重的傷害僅靠射孔是難以解除的［1］。傳統的屏蔽暫堵技術都以理想充填理論為依據進行顆粒級配，從而達到封堵的目的。但是，由于受到地層巖石非均質性的限制，很難準確獲取施工井的孔隙尺寸數據，導致屏蔽暫堵效果不理想，有時甚至會加大對油氣層的傷害［2］。因此，有必要研制一種廣譜型的屏蔽暫堵劑，在無需獲知地層孔隙度的條件下，仍能達到最佳封堵的效果。為此，筆者研制了一種新型廣譜型屏蔽暫堵劑Nonsel Seal，以便為油田進行封堵施工提供幫助。

1 廣譜型屏蔽暫堵劑Nonsel Seal的組成

Nonsel Seal是由架橋顆粒AST、充填顆粒FILLER及增黏劑VIS組成的復合暫堵劑，根據使用溫度極限的不同，分為3個系列產品Nonsel Seal100、Nonsel Seal120及Nonsel Seal150，耐溫極限分別為100℃（適用于低溫井段）、120℃ （適用于中溫井段）和150℃ （適用于高溫井段）。

1）架橋顆粒AST 圖1所示為AST的粒度分布與理想充填的差異圖。從圖1可以看出，剛性顆粒的粒度分布中的超細顆粒 （尤其是納米級顆粒）占有很大比例。而實際工業生產中，由于制粉工藝的限制，超細顆粒的比例很難達到理想充填的要求。因此，剛性顆粒AST的主要作用為架橋，其復配變形顆粒FILLER后，才能達到良好封堵效果［3］。

2）充填顆粒FILLER 充填顆粒FILLER是一種改性天然高分子，其分子鏈間相互纏繞交聯，加入水中后可快速分散，溶脹后形成可變形的球狀顆粒。充填顆粒FILLER具有優異的自然降解性，加入地層中后可自行斷鏈分解。由于充填顆粒FILLER的可變形性，其可進入AST架橋后形成的超細孔隙中，在地層正壓差的作用下，充填壓實后形成致密的內泥餅，從而起到封堵作用［4－5］。

圖1 架橋顆粒AST的粒度分布與理想充填的差異圖

3）增黏劑VIS 增黏劑VIS是一種高增黏、易降解材料，其分子鏈上極性基團可以吸附于儲層巖石表面來降低泥餅中的自由水含量，從而有助于形成致密泥餅、降低濾失量［6］。增黏劑VIS進入地層后，在細菌作用下逐漸分解，直至完全返排流出。

2 廣譜型屏蔽暫堵劑Nonsel Seal性能評價

1）自然降解性能 圖2所示為Nonsel Seal的黏度隨時間變化的情況。從圖2可以看出，隨著老化時間的增加，暫堵劑逐漸降解，其黏度也逐漸降低，直至達到穩定水平 （最終黏度均在5000mPa·s以下），這表明Nonsel Seal具有良好的自然降解性能。

2）承壓封堵性能 在一定的試驗溫度下，首先設定3.5MPa的壓差，記錄30min的濾失量，然后連續加壓至7.0、10.5、14.0MPa，各壓差均保持壓力10min，記錄各自壓差下的累計濾失量。圖3～圖5所示為Nonsel Seal 100、Nonsel Seal 120及Nonsel Seal 150進行承壓封堵試驗的結果。從試驗結果看，Nonsel Seal 100、Nonsel Seal 120及Nonsel Seal 150在400～2000mD的中高滲范圍內的漏失量均處于較低水平，這表明Nonsel Seal具有良好的承壓封堵性能。

圖2 Nonsel Seal的黏度隨時間變化圖

圖3 Nonsel Seal100的承壓封堵性能測試圖

圖4 Nonsel Seal120的承壓封堵性能測試圖

3）儲層保護性能 為考察Nonsel Seal對儲層的傷害情況，通過巖心污染試驗來了解巖心污染前后的滲透率變化情況，試驗方法如下：首先在80℃下測試巖心污染前的滲透率，然后用6%的Nonsel Seal 100、Nonsel Seal 120及Nonsel Seal 150進行巖心污染試驗。試驗結束后取出巖心，在80℃下用5%PF－Plok破膠劑進行破膠，然后將破膠后巖心放入3%的PF－HTA溶液中浸泡，取出后測試80℃下巖心污染后的滲透率，最后通過污染后滲透率與污染前滲透率的比值來考察Nonsel Seal對儲層的傷害情況，試驗結果如表1所示。從表1可以看出，巖心破膠后的滲透率恢復值均在80%以上，說明Nonsel Seal對儲層的傷害較低，具有較好的儲層保護性能。

圖5 Nonsel Seal150的承壓封堵性能測試圖

表1 滲透率恢復值表

3 結論

1）Nonsel Seal是由架橋顆粒AST、充填顆粒FILLER及增黏劑VIS組成的復合暫堵劑，其系列產品Nonsel Seal100、Nonsel Seal120及Nonsel Seal150的耐溫極限分別為100℃、120℃和150℃，分別適用于低溫、中溫和高溫井段。

2）Nonsel Seal具有具有良好的自然降解、承壓封堵性能，且對儲層的傷害較低，具有較好的儲層保護性能。

［1］張金波，鄢捷年 .鉆井液暫堵劑顆粒粒徑分布的最優化選擇 ［J］.油田化學，2005，22（1）：1－5.

［2］呂開河，邱正松，王在明 .自適應屏蔽暫堵鉆井液技術 ［J］.中國石油大學學報 （自然科學版），2008，32（2）：68－71.

［3］Hands N，Kow bel K，Maikranzs.Drilling－in fluid reduces formation damage，increase production rates ［J］.Oil and Gas，1998，96 （28）：65－68.

［4］王利國，鄢捷年，馮文強.理想充填暫堵型鉆井完井液的設計及室內評價 ［J］.中國石油大學學報 （自然科學版），2007，31（3）：72－76.

［5］羅平亞 .鉆井完井過程中保護油層的屏蔽式暫堵技術 ［M］.北京：中國大百科全書出版社，1997.

［6］陳涓，彭樸，汪燮卿 .化學交聯聚乙烯醇的降濾失機理 ［J］.油田化學，2002，19（2）：101－104.