海上稠油油田聚合物驅受效井復合解堵劑的優選與應用

張洪菁，顧津龍，崔波，丁文剛，吳廣(.中海油田服務股份有限公司，天津 300459；.中海油能源發展股份有限公司工程技術分公司，天津 300459)

0 引言

渤海油田W區塊為稠油區塊，目前部分聚合物驅受效井采出液含聚合物濃度超過250 mg/L，聚合物在近井地帶及井筒富集，并與原油重質組分、無機垢纏繞包裹形成復合堵塞，影響油井產能釋放。堵塞物分析表明，聚合物復合垢樣中主要有聚合物、重質原油、無機垢等，其中無機垢主要為碳酸鈣、碳酸鎂，其次含少量鐵垢。針對油水井的聚合物堵塞問題行業內已經進行了系統的研究，明確了聚合物驅受效井的堵塞機理和解堵措施，針對以聚合物、重質原油和無機垢為主的聚合物驅受效井以“單步法”的解堵工藝為主要發展趨勢[1-3]。由于堵塞物成分的復雜性，解堵劑需滿足“單步法”的解堵工藝要求，對聚合物、重質原油和無機垢均具有良好的溶解性，對設備和管柱腐蝕速率小，與地層水配伍，不傷害儲層等特點。本文針對渤海油田W區塊聚合物堵塞情況，采用解聚+有機+螯合的“單步法”解堵技術開展解堵劑的研究，同時解決因三種堵塞物形成的復合污染，并進行了現場應用。

1 實驗部分

1.1 實驗材料

化學藥品CaCO3，分析純；甲苯，分析純，膨潤土，分析純，天津光復精細化工研究所；HPAM，工業級，北京東潤科石油技術股份有限公司；解聚劑PA-PB，緩蝕劑PA-CI，重垢解堵劑PA-OS，螯合解堵劑PA-NC，伊利石，綠泥石，蒙脫石，高嶺石，醛胺酮類緩蝕劑KYH-01、KYH-02，咪唑啉類緩蝕劑MH-16，炔醇類緩蝕劑CH-05，工業級，天津開發區跨越工貿有限公司；堵塞物垢樣為W區塊2口井現場井筒堵塞物，實驗用水為二級水，N80掛片，尺寸50.00 mm×10.00 mm×3.00 mm。

1.2 實驗方法

腐蝕性評價實驗參照中國石油天然氣行業標準SY/T 5405—1996《酸化用緩蝕劑性能試驗方法及評價指標》；聚合物降粘測試實驗采用粘度計測試表觀黏度，在常溫常壓和剪切速率7.34 s-1下測定聚合物的表觀粘度。垢降解率評價實驗采用差量法，計算垢樣溶蝕率。

2 復合解堵劑的優選與性能評價

2.1 復合解堵劑的優選

在60 ℃條件下，分別向5個100 mL的0.2%質量濃度部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)溶液中加入質量分數為2%，4%，6%，8%，10%的降解劑PA-PB，反應24 h，期間記錄各溶液粘度變化，實驗結果表明PA-PB用量為6%時降粘率趨近于100%，這說明PA-PB對HPAM具有良好的降解效果。

實驗收集了 PA-CI、KYH-01、KYH-02、MH-16、CH-05 等 5 種常用的緩蝕劑，其中PA-CI為實驗室自制的無機鹽類緩蝕劑，其余4種為市售產品。常壓、60 ℃下，在質量分數6%的PA-PB溶液中分別加入質量分數為1%的緩蝕劑，N80掛片在6%PAPB+1%PA-CI中懸掛 4 h，腐蝕速率為 1.24 g/(m2·h)，達到了SY/T 5450—1996》中的一級標準，可有效抑制設備和管柱的腐蝕，表明PA-CI緩蝕劑滿足現場應用的要求。

常壓、45 ℃下，將10#瀝青掛片置于15 mL各有機溶劑中，反應10 min后取出晾干并稱重，計算得到溶瀝青速率。常壓、45 ℃下，將58#蠟球置于15 mL各有機溶劑中，待完全溶解計算得到溶蠟速率。采用閉口閃點測試方法，測試各有機溶劑閃點。在所考察的溶劑中，PA-OS具有較高的溶蠟和溶瀝青速率，分別為0.024 9 g/min和0.751 5 g/min，閃點為66 ℃，解堵效能和安全性能均能滿足現場使用要求。

稱取2 g(精確至0.000 1)碳酸鈣置于100 mL反應瓶中，向其中加入40 mL實驗室自制螯合解堵劑PA-NC溶液后將反應瓶置于60 ℃水浴中反應24 h，20%的PA-NC反應速率和溶蝕率最佳。以上述實驗方法，采用20%PA-NC對膨潤土、伊利石、綠泥石、蒙脫石、高嶺石進行溶蝕實驗，結果表明，PA-NC對粘土礦物也具有一定的溶蝕能力。

在60 ℃下，將PA-PB、PA-CI、PA-NC與現場油井產出水進行了配伍性評價，配制的溶液靜置24 h后呈透明狀，溶液不分層，無沉淀，說明配伍性良好。最終復合解堵劑配方確定為：6%PA-PB+1%PA-CI+5%PA-OS+20%PA-NC。

2.2 復合解堵劑性能評價

2.2.1 堵塞物成分分析

對現場2口井的井筒堵塞物進行室內分析，首先將垢樣放入索式抽提器，用甲苯對原油進行萃取，晾干后稱重計算獲得垢樣含油量。將剩余部分煅燒，質量差為聚合物的含量，將煅燒后的粉碎水洗，過濾后烘干稱量，得到水溶性無機鹽含量，殘余部分為無機垢。聚合物垢樣分析成分如表1所示，堵塞物主要為聚合物，其次為原油、無機垢。

表1 堵塞物成分分析

對A1和A2井無機垢樣進行XRD定性分析，分析結果顯示無機垢主要為CaCO3和MgCO3晶體。對A1和A2井無機垢樣進行XRF無標樣半定量分析，以百分比含量計，如表2所示，分析結果顯示無機垢樣中主要為鈣，其次為碳、鐵、鎂等。

表2 XRF分析結果

2.2.2 堵塞物樣品溶解

樣品為具有粘彈性的黑色膠狀物質，配制6%PA-PB+1%PACI+5%PA-OS+20%PA-NC 水溶液，在 20、30、40、50、60、70 ℃，常壓條件下將堵塞物放入50 mL解堵液中，反應24 h后實驗結果如圖1所示。實驗結果表明：復合解堵劑在60 ℃時降解率超過90%，優選的復合解堵劑具有很好的解堵性能，能滿足現場施工要求。

圖1 聚合物垢樣降解實驗結果

3 復合解堵劑現場應用

現場選擇了W1、W2井進行試驗，試驗結果如表3所示。W1井為東營組聚合物驅受效井，產出液中含有聚合物，加注解堵劑70 m3，關井反應24 h后啟泵生產。產油由10.5 m3/d增加至25.5 m3/d，產液由52.7 m3/d上升至115.8 m3/d，流壓由2.87 MPa上升至10.15 MPa，含水率穩定在80%左右，解堵效果明顯，目前累增油5 000余m3。

W2井為東營組聚合物驅受效井，檢泵時發現泵吸入口堵塞有大量聚合物復合垢樣，加注解堵劑50 m3，關井反應24 h后啟泵生產，產液由45.7 m3/d增加至93.4 m3/d，產油由3.9 m3/d上升至11.5 m3/d，流壓由2.19 MPa上升至3.62 MPa，解堵效果明顯，含水率穩定在88%左右，目前累增油3 000余m3。

表3 解堵劑現場應用效果分析

4 結語

組成為5%解聚劑PA-PB+1%緩蝕劑PA-CI+5%重垢解堵劑PA-OS+20%螯合解堵劑PA-NC的解堵劑可有效溶解碳酸鈣和粘土礦物，在60 ℃，24 h時對碳酸鈣溶垢率為94.5%，對粘土礦物溶蝕率為20.1%～53.5%；對蠟和瀝青質的溶解速率分別為0.024 9 g/min和0.751 5 g/min；對N80鋼片的腐蝕速率為 1.24 g/(m2·h)。

復合解堵劑可有效降解以聚合物、無機垢和重質原油組成的復合堵塞物，在50～70 ℃下，對復合垢樣的降解率為94.0%～96.3%。現場采用單步法直接加注方式解堵后，受效井流壓增加1.43～7.28 MPa，產油量增幅1.47～1.94倍，增產效果顯著。