高溫防漏型油層保護技術研究

韓芳

中國石油大港油田分公司石油工程研究院 （天津 300280）

尼日爾Agadem油田位于尼日爾東南部，構造位于西非裂谷系北支。隨著油田不斷開發(fā)建設，日常修井作業(yè)工作量逐漸增加，修井液的污染問題不容忽視。通過對尼日爾Agedam油田目標區(qū)塊的巖石特性、流體性質等綜合分析和巖心敏感性評價實驗，發(fā)現主力油組E5高孔、中高滲，縱向非均質性強、強速敏，易出砂；E3、E4油組潛在有酸敏損害；地層水屬易結垢水型；根據試油數據，Agadem油田油層溫度部分超過120℃，這接近甚至超過了現有屏蔽暫堵[1-3]防漏失油層保護技術應用的溫度上限（≤120℃），在使用過程中容易發(fā)生軟化結團的井筒復雜，以及防漏能力下降導致的污染油層等問題。針對潛在污染問題，需要開展專門的修井液技術研究，使其具備抗高溫、防漏、防速敏、易返排等性能，主要解決尼日爾Agadem油田高溫油井的洗井、沖砂、檢泵作業(yè)、增產措施、補孔補層等過程中漏失問題。

1 抗高溫防漏失修井液技術研究

針對Agadem油田修井作業(yè)污染問題，研制了低濾失油層保護液體系，該體系具有與地層配伍性好、密度易調節(jié)、低濾失、抗溫性較好（＜120℃）、返排能力強、損害低等優(yōu)點，能夠滿足一般漏失井的防污染需求。但是，難以解決高溫及高滲儲層的嚴重漏失問題。在研制過程中，針對高溫≥120℃和嚴重漏失問題，以低濾失油層保護液為基液，在兼顧修井液與地層配伍性、返排性能的前提下，進行抗高溫防漏性能的優(yōu)化研究，其中的技術關鍵是抗高溫暫堵劑的優(yōu)選。

1.1 高溫暫堵劑的研究

漏失通道一般為孔隙性通道，孔隙性漏失采用屏蔽暫堵技術是提高壓井液防漏性能的主要手段之一。暫堵劑[4-6]根據其溶解性分為油溶性、水溶性、酸溶性暫堵劑3類。考慮到尼日爾作業(yè)過程中保護油層的需要，在低濾失體系的基礎上添加油溶性暫堵劑及其他助劑組成，從而具有防漏能力強的特點。油溶性暫堵劑[7]作為防漏型油層保護添加劑，其主要特性是具有理想的油溶率，實現作業(yè)后暫堵劑可有效溶解，快速返排，從而最大限度地降低對儲層滲透率的傷害，體現油層保護性能。另外，為了防止修井液在作業(yè)過程中發(fā)生漏失，保證施工的正常進行，該產品還要兼有堵劑的暫時封堵效果，即在作業(yè)過程中能有效封堵生產層。

室內研究了5種油溶性暫堵劑，分別是GC-1、GC-2、GC-3、GC-4、GC-5油溶性暫堵劑，主要性能見表1。

通過對5種油溶性暫堵劑的性能評價，從產品的油溶率、粒度、軟化點等方面考慮，幾種暫堵劑軟化點基本都能滿足需求.其中GC-4的油溶率偏低，無法滿足現場需求。同時，考慮到尼日爾地區(qū)地表溫度高，酷熱，暫堵劑在運輸、儲存過程中可能會產生結塊現象，造成暫堵劑無法正常使用[7]。因此，以GC-5作為研究對象，在室內對其進行了配方優(yōu)化。

1.2 配方研究

研究主要目標是防漏失修井液體系抗高溫120℃，因此，實驗借鑒前期工作中現用防漏失體系基液配方比例進行性能評價，驗證抗溫能力。根據正交試驗[8]結果（表2），利用Mintab軟件[9-10]對正交試驗進行數據處理,并進行均值分析（表3）。

以增稠劑A為例，當這一因素對濾失量(值越小越好)沒有影響時kA1=kA2=kA3,如果三者不等，說明A因素的變動對試驗結果有影響，根據kA1、kA2、kA3的大小可以判斷A1、A2、A3對試驗指標的影響大小。kA1＞kA2＞kA3，可以判定對濾失量的影響，A3為A因素的最優(yōu)水平。按照同樣的理論判定：B2為B因素的最優(yōu)水平、C2為C因素的最優(yōu)水平。

表1 油溶性暫堵劑性能表

表2 配方正交試驗數據表

根據極差大小可以判斷各因素對試驗指標的影響主次。從表3可以看出，對于濾失量，增稠劑的影響最大，GC-5次之，BST影響最弱。根據實驗數據，結合實際情況，得出防漏失油層保護液配方為：2%鹽水+0.5%～0.6%增稠劑+1%～2%GC-5+1%～1.5%BST+0.3%～0.5%D1+0.2%殺菌劑+0.4%穩(wěn)定劑。

1.3 性能評價

1.3.1 流變性評價

GC-5配方新型防漏液在140℃熱滾后，黏度保持達到82%，中壓失水16.2 mL，黏度保持達到82%，說明該體系抗溫能力較好，能夠抗140℃高溫甚至更高。

1.3.2 抗剪切性能評價

室內采用NDJ-4旋轉黏度計進行抗剪切性能評價，將防漏失保護液分別在511 s-1、170 s-1剪切速率下攪拌2 h，攪拌前后黏度值進行對比（表4）。

表3 均值分析結果數據表

從表4中可以看出，剪切攪拌2 h后，黏度下降較小，新型防漏失油層保護液具有良好的抗剪切能力。

表4 抗剪切能力數據表

1.3.3 砂床漏失評價

為了檢驗該體系的防漏能力，室內采用FA型無滲透鉆井液濾失儀開展砂床堵漏能力評價。根據儲層含有細砂巖層，選用砂子粒徑380～830μm。砂床承壓0.7 MPa。防漏型油層保護液能起到封堵儲層的功效，不僅能防止漏失發(fā)生，而且濾液侵入不深，堵漏能力強、抗溫性能好、油層保護效果好。

1.3.4 修井液油層保護性能評價

通過開展巖心流動實驗評價修井液體系的油層保護性能。由于體系含有固相顆粒且黏稠，實驗室現有條件無法進行巖心實驗評價，因此實驗采用修井液體系濾液作為評價對象開展實驗。通過修井液巖心傷害評價試驗，室溫條件下，巖心被防漏失修井液濾液污染前后滲透率恢復率為91.5%～96.9%，平均恢復率94.28%，油氣層保護效果好。

2 結論

針對尼日爾Agadem油田高溫漏失井，研發(fā)了抗高溫防漏型油層保護技術，性能穩(wěn)定、抗剪切能力強、堵漏能力好，其抗高溫突破120℃，最高可達160℃；巖心滲透率恢復率達95%，突破了現階段防漏修井液抗溫能力不強的瓶頸。