油田開采中耐溫可降解暫堵劑的研發和性能探討

劉少克（東北石油大學 提高油氣采收率教育部重點實驗室，黑龍江 大慶 163318）

油田開采中耐溫可降解暫堵劑的研發和性能探討

劉少克（東北石油大學 提高油氣采收率教育部重點實驗室，黑龍江 大慶 163318）

由于耐溫可降解暫堵劑是采油過程中非常重要的一項應用，也是提高石油采收率的重要手段，因此耐溫可降解暫堵劑的研發對于油田開采工作而言就是雪中送炭，保證耐溫可降解暫堵劑的性能對于提高石油采收率而言就是錦上添花。本文旨在研究探討油田開采中耐溫可降解暫堵劑的研發及其性能，并對耐溫可降解暫堵劑進行概述，以期能夠提高油田開采中的石油采收率。

油田開采；耐溫可降解暫堵劑；研發；性能

我國從文化、科技、經濟相對落后發展至今歷經了數次重大改革，中國早已發生了翻天覆地的變化。石油開采在近些年來獲得了快速有效的發展，我國的石油開采量也越來越大。耐溫可降解暫堵劑在石油開采當中具有重要的作用，不僅能夠提升石油采收率，還能使得各種采油環節順利進行。因此，本文對耐溫可降解暫堵劑進行了概述，并且分析了耐溫可降解暫堵劑的研發與性能，以供相關石油采收工作者鑒閱或指點。

1 耐溫可降解暫堵劑概述

耐溫可降解暫堵劑可增加石油采收率。在采收石油的過程中，先將耐溫可降解暫堵劑混進壓裂液之中，再使其流入油層內部，然后對高滲層進行暫堵，使得壓裂液可以流向低滲層，使得其他油層免受化學劑的傷害。耐溫可降解暫堵劑的應用范疇較廣，無論是試油、防砂、注水，還是壓裂酸化、生產，都可以發揮暫堵目標層的作用。如果采油區開采深度較大、注水比較高，或者漏失比較嚴重，那么采油過程當中對于耐溫可降解暫堵劑的要求就相對較高。例如，暫堵劑的耐溫程度應在120℃到180℃之間，凍膠承壓力在4MPa以上，穩定維持時間應在3到10h之間，能在兩個工作日自行降解的降解率大于96%。耐溫可降解暫堵劑的高分子聚合物合成主要分為人工合成、天然改性聚合物、生物高分子聚合物等三種合成方法，但是只有人工合成應用范圍較為廣泛［1］。

2 探討油田開采中耐溫可降解暫堵劑的研發

2.1 研發原料與設備

在研發耐溫可降解暫堵劑前，要將研發原料與設備配備齊全。研發耐溫可降解暫堵劑需要若干個暫堵劑樣品、清水、已稀釋的20%HCI溶液、反應釜、干燥箱和電子天平、氮氣罐、電磁攪拌器。

2.2 凍膠的研發

一般研發凍膠采用的是水溶液聚合法。首先，將研發原料按序以一定的比例放入水溶液當中，使其產生聚合反應；其次，每種研發原料需要攪拌到完全溶解之后才能加入其它的原料，并且攪拌好的粘稠液需要放置于干燥箱內進行加溫即可。

2.3 研究凍膠形成時間及溫度

研究凍膠形成時間及溫度比較復雜，首先，將合成好的凍膠分成若干等分，并在空氣中將其分別攪拌10min、30min、60min、120min、240min、300min、720min；其次，將攪拌時間不等的凍膠放于干燥箱中分別以50℃、60℃、70℃、80℃和90℃進行加溫60min、120min、240min和360min；最后，對不同配方的凍膠形成時間及溫度進行研究，并得出各不相同的結果、結論。

2.4 暫堵劑重要成分研究

暫堵劑顆粒是暫堵劑的重要成分，它具有攜帶型強、配伍性高的特點。暫堵劑顆粒按照粒徑可分為0～1mm、1～2mm、2～5mm和5～8mm四種類型，一般情況下，675ml凍膠烘干之后能得到15顆暫堵劑顆粒，并且這些顆粒在遇水之后又會恢復成烘干前的凍膠狀態。

2.5 多種凍膠配方的粘彈性表現

對于多種凍膠配方的粘彈性表現，我們做了一個專門的研究。研究當中采用了6種凍膠配方，并進行了54次配比實驗，最終均可形成具有粘彈性的凍膠，其中有52個樣品具有較高的封堵性，有24個樣品在120℃到180℃的環境中可降解。

3 探討油田開采中耐溫可降解暫堵劑的性能

3.1 溶解性分析

將凍膠和暫堵劑顆粒放入油浴裝置、清水或者酸液當中進行加熱，其溶解程度不盡相同。雖然有些和凍膠和暫堵劑顆粒可以達到100%溶解，溶解效果無法判定，但是暫堵劑顆粒的油溶性并不強，其水溶性、酸溶性卻非常高。

3.2 耐溫性分析

耐溫可降解暫堵劑的耐溫性研究至關重要。首先，利用電子天平秤取出4g暫堵劑顆粒，并置于反應釜之中，然后兌入20%HCI溶液25ml，最后送入干燥箱進行加熱；其次，加熱方式是分別以100℃加熱2h，以120℃加熱4h，以140℃加熱6h，以160℃加熱8h，以180℃加熱24h；最后，加熱烘干之后，將暫堵劑顆粒從干燥箱取出，并對其顏色和殘留物進行觀察，最終總結其耐溫性。

3.3 耐溫殘渣檢測

耐溫殘渣檢測是一項重要措施。如果檢測發現殘留物屬于粘稠狀或液狀，那么就屬于無殘渣；如果殘留物在高溫下破膠，并且具有沉淀物，那么也屬于無殘渣，將液體過濾出來，將沉淀物質放入電子天平中進行秤重；如果殘留物屬于一團粘稠物質，那么就屬于有殘渣，需要稱量出粘稠物質的重量。

3.4 膨脹性分析

膨脹性實驗非常簡單，只需要隨機選取5個暫堵劑顆粒樣品進行即可。首先，利用電子天平秤取出5個0.5g的暫堵劑顆粒樣品，并將其置于濾網帶當中；其次，將放有暫堵劑顆粒樣品的濾網帶放入燒杯，并秤取出質量M1；最后，將燒杯里的水濾出，秤出燒杯、粉末、布袋與吸水總質量M2。此外，粉末質量是M0，膨脹倍率計算方法為W=（M2-M1）/M0。

3.5 懸浮性分析

耐溫可降解暫堵劑在清水中不進行攪拌會下沉，如果利用玻璃棒進行攪拌，那么耐溫可降解暫堵劑就能夠在清水中懸浮，并且懸浮性很強。

4 結語

耐溫可降解暫堵劑具有提高石油采收率的作用，只有對耐溫可降解暫堵劑的原料、凍膠、凍膠形成時間及溫度、暫堵劑重要成分和多種凍膠配方的粘彈性表現進行研究，才能正確的研發出耐溫可降解暫堵劑；只有對耐溫可降解暫堵劑的溶解性、耐溫性、膨脹性、懸浮性和耐溫殘渣檢測進行分析，才能真正保證耐溫可降解暫堵劑的性能，并真正提高石油采收率。

［1］丁宇.油田開采中耐溫可降解暫堵劑的研發和性能研究［D］.中國地質大學（北京），2015.

作者信息：劉少克（1990-），男，在讀研究生，研究方向：提高原油采收率