防水鎖防粘土膨脹射孔液在準噶爾盆地火山巖氣藏的應用

張鋒　王曉磊　洪將領　孫德強　馮棋　張洪杰　馮鈿芳　哈斯木　饒遠

摘 要：凝析氣藏是目前國內外最為復雜的氣藏，而準噶爾盆地火山巖凝析氣藏則-更為復雜，其復雜在儲層的巖性多樣、巖性物性變化快、敏感性強，研究通過分析準噶爾盆地滴西14等多個氣藏的儲層物性、巖性、敏感性等儲層資料，開展了水鎖傷害和結垢堵塞傷害評價研究。針對儲層傷害的特點，研制了粘土防膨劑、共聚物防垢劑、咪唑啉類緩蝕劑，優選了高效防水鎖劑和無固相加重劑等，開發了滿足新疆氣藏氣井射孔作業儲層保護需要的防水鎖防粘土膨脹射孔液，同時根據不同氣田射孔作業的需要，確定了射孔液的配方調整方法。結果顯示，現場應用效果良好，測試表皮系數比鄰井降低了20%～50%，有效解決了射孔作業儲層污染的問題。

關鍵詞：準噶爾盆地 儲層傷害 防水鎖 防粘土膨脹 射孔液

中圖分類號：TE39 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2017）06（c）-0090-02

準噶爾盆地火山巖氣藏儲層物性之間差別大。大部分氣藏儲層存在中等或強水敏性，儲層中均含有一定的伊/蒙混層，最高達到90%。伊/蒙混層是粘土礦物，主要以伊/蒙混層和伊利石為主，兩者合計達70%以上，遇水會發生膨脹，堵塞儲層孔喉，降低儲層的有效滲透率，造成對儲層的傷害；儲層低孔、低滲，使進入儲層的液體返排困難，易滯留于地層中，水鎖現象就較為嚴重[1-6]。近幾年來，射孔或補孔作業逐年增加，加強對射孔過程的儲層保護，對提高單井產量，保證氣田增產、穩產意義重大。因此，針對新疆油田致密、出水氣井的問題，需開發出無固相、密度可調整、配置方便、不引起粘土膨脹、防止因水鎖而傷害地層、和儲層水混合不產生垢沉淀的、低傷害的新型氣井射孔液體系。

1 儲層傷害因素分析

1.1 水鎖傷害

氣井大部分是低孔（11.2%）、低滲（0.1～5.9 mD）儲層，毛管阻力較大，水基射孔液進入油氣層孔隙后，由于砂巖油氣層巖石顆粒表面為水潤濕，液體在巖石孔喉表面形成水的吸附膜，使進入儲層的液體返排困難，易滯留于地層中，水鎖現象較為嚴重。巖性越致密，滲透率越低，水鎖就越嚴重，采用鹽水射孔液水鎖傷害率達59.7%。

1.2 粘土膨脹傷害

對研究區火山巖儲層進行巖心分析，其結果表明，各氣田儲層巖性中均含有一定的伊/蒙混層，最高達到90%，遇水會發生水化膨脹，堵塞儲層孔喉，降低儲層的有效滲透率，造成對儲層的傷害。巖心試驗均表現出中等或強的水敏感性，常規射孔液是指射孔施工過程中采用的工作液，它雖然具備一定的粘土穩定作用，但不具備防止粘土運移的能力，儲層粘土礦物遇射孔液后膨脹運移，導致儲層滲透率降低。

1.3 沉淀結垢傷害

常規射孔液均為高濃度的鹽溶液，和高礦化度地層水相遇，鈣離子溶解度降低，引發硫酸鈣、碳酸鈣結垢傷害，影響氣田地面集輸系統穩定性。研究取滴西18井區地層水進行試驗，SC-2、活性水在85℃放置24 h均未出現沉淀結垢，而鹽水射孔液則出現沉淀結垢。

2 射孔液體系的研究

2.1 防水鎖劑

通過含氟烷基聚合反應，研制了非離子型含氟表面活性劑SX，發現在加量相同的情況下，具有更低的表面張力，表面活性更強。當沒有加入SX時，鉀鹽的表面張力都很大；加入0.1‰SX后，其1%的鉀鹽的表面活性劑降低到了15 mN/m左右。并且，SX作用效果隨加量的增加而增強，加量為0.01‰時可獲得較低的表面張力，加量增加10倍而作用效果僅增加40%，因此0.01‰加量更為經濟。

2.2 防粘土膨脹劑

結合目前國內外有機陽離子化合物粘土穩定劑的最新發展，該文選擇以環氧氯丙烷分和二甲胺為單體通過開環縮聚反應合成季銨鹽型陽離子聚合物PTA1，其季銨鹽分子鏈上氮原子上的正電荷可以中和粘土表面的負電荷，防止粘土的水化膨脹和分散運移。同時，季銨鹽氮上面的正電荷還可以通過靜電吸引吸附在粘土表面，防止粘土的水化膨脹和分散運移防膨率高、長效性好、抗沖刷性能良好。

2.3 緩蝕劑

研究采用油酸和二乙烯三胺為初始原料合成了咪唑啉endprint