低滲油藏防膨劑配方研究與應用探究

宋淑娟

摘要：針對低滲油藏儲層特征，從防膨率、腐蝕率、破碎率和配伍性實驗優化篩選防膨劑，現場應用結果可滿足油田需要。本文通過對影響低滲透油藏注水開發效果的各因素的分析，在室內實驗以及借鑒相似區塊注水工藝的基礎上，重點開展了對低滲透油藏注水開發的防膨工藝研究。低滲透油藏具有儲層低滲、孔喉小、注水啟動壓力高，儲層敏感性強等特點，導致注水壓力高、注入水不配伍、水敏，注水開發效果差，通過開展低滲透油藏防膨技術研究，并成功在區塊應用，實現了低滲透油藏有效注水。

關鍵詞：低滲透油藏；注水開發；防膨劑；室內實驗

1低滲透油藏注水影響因素分析

（1）儲層低滲、孔喉小，注水啟動壓力高

如：A塊儲層滲透率為6.63×10-3um2，孔隙度11.8%（地科院本次測定數據），B塊儲層滲透率11.98×10-3um2，孔隙度15.8%，均屬低孔低滲儲層。

（2）儲層敏感性影響

A、B塊儲層粘土礦物含量較高，其中A塊粘土含量在5～12%，綠泥石含量24～50%，伊蒙混層含量14～31%；高890塊粘土含量為9.4%，其中伊利石含量21.2～23%，高嶺石含量19～27%，伊蒙混層含量5～25.4%。由于儲層粘土礦物含量較高，在注水開發中會存在速敏以及水敏影響。

（3）儲層潤濕性影響

利用油藏巖石潤濕性（自吸法）試驗對AB塊巖心潤濕性進行評價，結果表明C井巖心吸水62.88%，屬強親水；D井2#樣品吸水73.10%，10#樣品吸水38.37，均屬強親水。同時，在注水開發過程中，由于注入水前端的油水界面張力過大，油滴不易分散，受毛管阻力影響，會導致驅替壓力升高。

（4）注入水與地層水及儲層不配伍影響

對AB地層水進行分析發現，地層水呈酸性，PH值在4.5-5.5，利用等離子發射光譜檢測到地層水中均含有一定量的鐵離子及Ca、Mg、Ba、Sr等成垢離子。

2低滲透油藏注水防膨工藝研究

2.1減少儲層敏感性影響

對于儲層粘土礦物含量高，注水過程中易發生膨脹、運移的問題，在油井轉注時擠入小分子季銨鹽防膨劑段塞進行預處理，處理半徑5-6m，進行了大量的室內試驗及現場應用情況表明，防膨劑與注入水、地層水配伍性良好。藥劑注入地層后能有效修復泥巖活性分子，改善粘土晶格，使其遇水后不膨脹；對于已發生膨脹的粘土晶格，通過化學反應改性后釋放出水分子，晶格縮小，即具有防膨縮膨性能。同時復配藥劑中活性分子的推電子性能，產生誘導效應，使電子云分布不均勻，在巖石表面形成分子保護膜，從而有效抑制粘土的膨脹、分散和運移，室內對防膨劑與注入水、A地層水配伍性評價。利用6%小分子季銨鹽防膨劑對巖心進行處理后改注水，持續注入400PV，巖心滲透率未見明顯傷害，說明小分子季銨鹽防膨劑對粘土礦物具有良好的穩定作用，同時因為分子量小，對巖心不產生吸附傷害。

2.2減少儲層潤濕性傷害

巖心潤濕性評價結果顯示AB儲層強親水，同時，在注水開發過程中，注入水前端的油水界面張力過大，油滴不易分散，受毛管阻力影響，造成驅替壓力升高。室內試驗表明，在預處理段塞中加入水傷害處理劑（表面活性劑），其中的活性分子能夠進入低滲地層廣泛的孔隙空間，降低固液相間的界面張力，消除大水顆粒造成的水鎖傷害；潤濕清潔地層，使巖層表面潤濕性翻轉，明顯降低注水壓力，使無法正常注水的水井降壓增注，提高油水井滲透力進而提高油氣開發效果。室內試驗中將防膨與解水傷害相結合對巖心進行預處理，處理后巖心滲透率略有上升。在低滲透油田現場試驗中可降低注水壓力3-5MPa。

2.3降低注入水與地層水及儲層不配伍影響

通過室內試驗，認識到影響儲層滲透率的另一個因素是注入水與地層水及儲層接觸后產生的結垢傷害，垢物成分主要是氫氧化鐵垢和鋇、鈣的碳酸鹽垢。室內試驗結果表明在注入水中加入一定量鐵離子穩定劑與阻垢劑，可以起到良好的穩鐵效果，同時可以有效抑制碳酸鹽垢的析出。

2.3.1室內藥劑評價實驗

分別合成3種主劑A、B、C，其中A為還原型主劑，B為主要絡合劑，C為螯合型主劑，按不同水質的要求進行一定比例添加。同體積空白水樣（無氧水，注意隔氧），加鐵離子穩定劑并調節pH后鐵離子穩定性實驗。實驗溫度：室溫及50、70、80、90℃（共5個點）放置7天，詳細觀察并記錄1、2、4、8、24、48、72、96、120、144、168小時各點的外觀狀況和變化，拍數碼照片，比色法測定7天后水樣中鐵離子含量，化學法測定鈣、鎂、鋇、鍶離子含量。

2.3.2實驗結果

通過實驗，認為在低滲儲層水中鈣、鎂、鋇、鍶離子含量基本穩定的情況下，防垢-鐵離子穩定劑復合藥劑的使用方案為：一般鐵離子濃度（～100mg/L）：復合藥劑總用量為100 mg/L，A：B：C=50：20：30。中等鐵離子濃度（100～150mg/L）：復合藥劑總用量為120 mg/L，A：B：C=60：20：40。高含量鐵離子濃度（200～300mg/L）：復合藥劑總用量為150 mg/L，A：B：C=70：40：40。

3現場實施與應用

通過開展了低滲透油藏有效注水防膨工藝研究，對儲層敏感性傷害、水質配伍性、藥劑篩選等實驗，完成注水站水質機雜精濾技改工作，在此基礎上優選水傷害處理劑+改性小陽離子聚季胺鹽+鐵穩劑的大型防膨工藝模式，相繼在8口井應用實施，防膨處理半徑5-6m，防膨處理液量100-175m3，現場施工壓力14-24MPa，實施后注水效果較好，全部達到配注要求。

4結論與認識

（1）針對儲層特點，分析得出儲層敏感性、注入水與地層水及儲層不配伍等影響低滲油藏注水效果的主要因素。（2）通過開展儲層敏感性傷害、水質配伍性、防膨藥劑篩選等室內實驗，為針對性治理提供了基礎和手段。（3）優化配套形成水傷害處理劑+改性小陽離子聚季胺鹽+鐵穩劑的大型防膨工藝模式，實現了低滲水敏油藏的有效注水開發。

參考文獻

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[2]管5特低滲透油藏注水防膨實驗研究[J]. 尹先清，曲乾生，羅覺生，鄭瓊，劉琴，陳方鴻，龍霄.鉆采工藝.2017（03）

（作者單位：勝利油田現河采油廠工藝研究所）