塔河油田井筒瀝青質堵塞解堵劑的研制

丁保東，楊祖國，許艷艷，邢鈺，程仲富，歐陽冬，李淑杰

（中國石油化工股份有限公司西北油田分公司，石油工程技術研究院，新疆 烏魯木齊 830011）

塔河油田受多期成藏影響，原油各向物性差異大，既有常規原油，也有超稠油[1]。原油壓力、溫度變化大（油層流壓37.88MPa，油壓約1MPa，地層溫度116℃，油井井口溫度25℃），瀝青質容易析出沉積堵塞井筒[2]。石油作為膠體體系，只有當原油中各組分含量在一定的比例范圍內，石油體系才能處于相對平衡狀態[3]。在瀝青質沉積過程中，范德瓦爾斯相互作用能在瀝青質締合體的相互作用能中占據主導的地位，靜電相互作用能相對較小。盡管研究瀝青質的沉積模型的比較多[4]，相對于現場來說，由于一些參數取得相對困難，實用性比較差。關于油井是否堵塞、堵塞周期多長等問題，一般依據經驗，且疏于防堵而傾向于解堵。前期采取的解堵措施主要有：刮管、周期性注入熱油或解堵劑。但是，由于瀝青質質地較硬，刮管遇阻風險大；熱油解堵效果差；另外大部分高效瀝青質解堵劑含有油田禁用的有機氯溶劑。亟需研發不含有機氯的高效瀝青質分散解堵劑。本文討論了塔河油田瀝青質堵塞問題，研制了一種高效瀝青分散劑，現場應用評價效果顯著。

1 瀝青質沉積堵塞井筒概況

目前塔河油田受膠質、瀝青質沉積影響生產的油井約40 余口，主要分布在托普臺區塊、五區、十區和八區等稀油-稠油過渡帶上，油井需要刮管、熱洗、加藥等方式維持生產。

典型油井TH10403X，2006年9月完鉆奧陶系一間房組的開發井，井深5710.25m，建產初期平均日油60t，不含水。后期生產中，多次因膠質、瀝青質析出堵塞井筒而修井，詳見表1。

TH10403X 井原油屬于含蠟、含硫、輕質原油，基本性質見表2。原油、堵塞物族組分分析發現，相比其他原油瀝青質含量不高，但堵塞物瀝青質含量高達55.15%，質地較脆，為典型的瀝青質沉積物，見表3 和圖1。

圖2 紅外光譜分析顯示瀝青質堵塞物分子中官能團復雜，不僅有正構烷烴、異構烷烴，還有芳香分子碎片及N、O、S 等雜原子。掃描電鏡顯示瀝青質呈層狀分布，如圖3 所示。

2 高效瀝青分散解堵劑的研制

2.1 研制思路

氯仿對溶解分散瀝青質效果好，按照“極性相似且分子體積盡量小”的原則，同時參照油溶性降黏劑優選單體的思路，首先優選出滲透分散劑A。為了使瀝青質堵塞物更好的在體系中溶解分散，進一步優選出增溶劑B 和表面吸附分散劑C。由于表面活性劑能在油管內壁吸附，使潤濕性變為水濕，可以預防瀝青質的附著沉積，故添加了表面活性劑D。為了調節體系的閃點，最后添加了閃點調節劑E。

表1 TH10403X 井歷次瀝青質堵塞井筒修井簡況

表2 TH10403X 井原油基本性質

表3 典型油井瀝青堵塞物族組分分析結果

圖1 TH10403X 井瀝青質堵塞油管現象

圖2 TH10403X 井瀝青質紅外光譜圖

圖3 TH10403X 井瀝青質堵塞物掃描電鏡圖

通過上述思路篩選復配后形成配方：30%～45%滲透分散劑A+14%～25%增溶劑B+30%～54%表面吸附分散劑C+0.5%～1%表面活性劑D+1%～5‰閃點調節劑E，基本性質見表4。

表4 高效瀝青分散解堵劑基本性質

2.2 評價方法

目前瀝青質分散解堵劑暫無評價標準，設計實驗步驟為：①將解堵劑用稀油配制成一定濃度的溶液，取20mL 放置在恒溫水浴中；②稱取約2g 瀝青質堵塞物，若2h 內溶解完全繼續添加2g 堵塞物，直至不能完全溶解；③充分溶解分散后，紗網過濾，90℃干燥2h，稱重，計算溶解效率。

2.3 瀝青分散解堵劑性能評價

2.3.1 純劑溶解效果評價

研制的瀝青分散解堵劑平均溶解效率為81.1%，高于其他藥劑的平均值69.9%（1#），59.3%（2#），62.2%（3#），且對不同井的瀝青質垢樣溶解效果都比較好，效果具有普遍性，見表5。

2.3.2 溫度、濃度對分散溶解效果的影響

選取評價溫度50℃、70℃，評價不同濃度（質量分數）下的溶解分散效果，圖4 結果顯示：溫度越高，溶解效果越好；隨著藥劑的濃度的增加，效果增加，當質量分數大于40%時，效果得到顯著提高。溫度、濃度增加，分子的擴散系數增加，堵塞物被滲透分散的幾率增加，溶解效果增加。

2.3.3 含水對分散溶解效果的影響

評價含水對分散效果的影響，保持解堵劑溶液體積為20mL，圖5 結果顯示：隨著含水的增加，溶解效果下降，原因為含水的增加一定程度上降低了解堵劑與瀝青質顆粒接觸概率。

2.3.4 溶解分散穩定性實驗

選擇70%解堵劑+30%稀油體系，70℃垢樣充分溶解后，放置在室溫下靜置24h、48h，觀察是否有堵塞物析出，并測定黏度變化情況，結果見表6。

表5 研制的瀝青分散解堵劑與同類藥劑效果的對比 （實驗溫度70℃）

圖4 不同溫度下濃度對溶解效果的影響

結果表明：該藥劑溶解瀝青堵塞物過程不可逆，試樣靜置48h 后仍呈均勻黏稠液體，無瀝青質析出，溶解分散穩定性比較好。

2.3.5 與聯合站破乳劑的配伍性

將瀝青分散解堵劑與聯合站破乳劑配伍使用，結果見表7。由表7 可見，解堵劑與聯合站在用破乳劑配伍性良好，解堵劑的使用不影響破乳。

圖5 含水對瀝青分散解堵劑溶解效果的影響（70℃）

表6 垢樣溶解后油樣體系的穩定性

表7 瀝青分散解堵劑與聯合站破乳劑的配伍性實驗結果

3 高效瀝青分散解堵劑現場應用

應用實例1 BK9井，2013年2月刮管在1826m處遇卡無法上提，多次開關井排液無法解卡，后鋼絲斷裂。多次下加重桿通井，最大下深26m 遇阻。后試擠地層水1.6m3，泵壓迅速升至60MPa。分析認為：油管由于瀝青析出和落魚共同作用導致堵死。

2013年10月，采用50%瀝青質分散解堵劑稀油溶液，利用連續油管沖洗工藝進行解堵。初期熱油處理，進尺約1.8m/min，熱油處理后期篩網處沉積物增加，處理效果變差，見圖6。后藥劑處理3.3h由258m 處理至1875m，平均進尺約7.4m/min，篩網處沉積物比較少，見圖7。打撈井下落物未成功后，藥劑4.5h 從2063m 處理至4363m，平均進尺約8.5m/min。

應用實例2 YJ2-1 井，2013年10月油壓逐步下降，通井規下放至采油樹BX156 法蘭處遇阻，無法下放。后第二次通井，下至746m 處遇阻，上提鋼絲斷裂，工具串（加重桿和通井規）落入井內。檢查采油樹左翼油套內全是瀝青質，見圖8，顆粒狀的黑色焦炭直徑約60mm，油嘴被堵死。

圖6 熱油處理后期濾網沉積物

圖7 藥劑處理時濾網處基本無沉積物

圖8 YJ2-1 井油嘴內堵塞物（白色為塵土）

2013年11月，采用50%瀝青質分散解堵劑稀油溶液，利用連續油管沖洗工藝進行解堵。工具串：50.8mm連續油管+Φ454mm連接頭+Φ54mm雙活瓣式單向閥+Φ54mm 強力沖洗頭。打撈落魚成功后，采用瀝青解堵劑改性稀油（質量分數8%～10%）進行油管循環沖洗，井下7～300m，連續油管遇阻嚴重，速度較慢，井下300m 以下，連續油管遇阻情況逐步減輕，循環沖洗至2000m，上提連續油管，完成解堵作業。

4 結 論

（1）借鑒氯仿溶解瀝青效果以及油溶性降黏 劑研究思路，提出了滲透-分散-吸附防止再聚集的瀝青分散劑研制思路，研制了一種高效瀝青分散解堵劑。

（2）相同實驗條件下，研發的瀝青分散解堵劑優于其他同類藥劑，溫度上升、濃度增加，溶解分散效果增加；含水增加，效果下降；溶解后體系穩定性強；與聯合站破乳劑配伍性良好。

（3）現場試驗顯示，利用50%瀝青質分散解堵劑稀油溶液，采用連續油管沖洗工藝進行解堵，處理速度大大提高，效果顯著。

[1] 云露，蔣華山. 塔河油田成藏條件與富集規律[J]. 石油與天然氣地質，2007，28（6）：768-775.

[2] 李江龍，康志江，黃詠梅，等. 塔河油田奧陶系油藏重質烴類堵塞物形成機理及防治方法[J]. 石油與天然氣地質，2008，29（3）：369-375.

[3] Koots J A，Speight J G. Relation of petroleum residues to asphaltenes[J]. Fuel，1975，54（2）：179-184.

[4] 楊照，郭天民. 瀝青質沉淀研究進展綜述[J]. 石油勘探與開發，1997，24（5）：98-103.