APP下载

一种新型防砂携砂液的研制与应用

2015-10-21顾爱玲陈华孙东明

科技致富向导 2015年1期
关键词:清洁研制应用

顾爱玲 陈华 孙东明

【摘 要】林樊家油田属于疏松砂岩出砂油藏,油水井均需要防砂后投产,目前应用的防砂工艺主要是复合防砂及一次性充填防砂工艺,均需要进行地层预充填加强地层骨架防止地层出砂。其中地层充填所采用的携砂液为羟丙基瓜胶携砂液,该携砂液存在剪切降解、残留高、返排率低的缺点,容易造成储层伤害,为降低瓜胶携砂液对储层造成的伤害,研究并应用了HB型新型携砂液。

【关键词】防砂;携砂液;清洁;研制;应用

0.前言

林樊家油田属于疏松砂岩出砂油藏,动用含油面积33.1Km2,石油地质储量2834万吨,是原油生产的主力区块。林樊家油田的油水井均需要防砂后投产,目前应用的防砂工艺主要是复合防砂及一次性充填防砂工艺,均需要进行地层预充填加强地层骨架防止地层出砂。

地层充填所采用的携砂液为羟丙基瓜胶携砂液,该携砂液是一种高级非离子增强剂,在水中具有良好的分散溶解性能,可与表面活性剂配伍使用。但瓜胶携砂液存在剪切降解、残留高、返排率低的缺点,容易造成储层伤害。为降低瓜胶携砂液对储层造成的伤害,研究并应用了HB型新型携砂液。该新型携砂液具有良好的携砂能力,同时保留了体系清洁性能,较好的解决了充填过程中入井液对地层造成的伤害,具有良好的应用前景。

1.新型防砂携砂液的研究

目前国内外防砂作业使用的携砂液大致可分为水基携砂液、油基携砂液和地层水3种形式[1]。其中应用最广的是水基携砂液,其主要由聚合物组成,进入地层后,返排率较低,容易造成地层的二次污染,致使防砂后油井的产量得不到保证。因此,开展了防砂新型携砂液的研究,采用自由基聚合技术,适当扩大表面活性剂分子链长度和增加正负电荷间作用力来增加体系的耐温能力,在保证携砂能力的同时体系保留了表面活性剂压裂液体系的清洁性能,充分降低携砂液对地层的污染。

1.1新型防砂携砂液的组成及作用机理

1.1.1新型携砂液的组成

新型防砂清洁携砂液由稠化剂、调理剂、交联剂、破胶剂组成,通过活性自由基聚合技术,结合超分子化学、溶液物理化学、结构流体流变学理论及高分子化学及溶液理论, 在溶液中分子链能自动缔合而形成多个分子的结合体(即超分子聚集体),进而形成布满整个溶液空间的超分子空间纲状结构,成为典型的结构(溶液)流体。

通过分子设计,结合了基团疏水缔合和粘弹性表面活性剂的概念,通过适当扩大表面活性剂分子链长度和增加正负电荷间作用力来增加体系的耐温能力,同时体系保留了表面活性剂压裂液体系的清洁性能。

1.1.2新型携砂液作用机理

当稠化剂、交联剂加入到盐水B中后,稠化剂及交联剂中的亲水基阳离子与盐水B中的阴离子相结合,形成胶束状或者棒状的不稳定结构 ;随着稠化剂及交联剂浓度的增加,这些胶束状的结构逐渐增多,开始相互缠绕,形成一种彼此缠绕、联结、交互的空间网络结构,稳定性非常高,并具有较强的携砂能力;当这种结构遇到破胶剂后,破胶剂与稠化剂和交联剂的亲油基互相吸引结合,这就促使原来的网络结构趋向断裂,并最终恢复原来的形态,黏度降低,最终水化;在携砂液中添加一种可以抑制水化或减缓水化的物质调理剂,就可以使水化的时间拖后,有利于对水化时间的控制和保证携砂液及时返排与有效携砂,满足现场施工的需要。

1.2室内性能评价

1.2.1耐温及剪切流变性能

对于稠化剂使用浓度5%的新型携砂液体系,在120℃、170s-1剪切2小时后粘度大于100mPa×s。对于稠化剂使用浓度6%的新型携砂液体系,在130℃、170s-1剪切2小时后粘度大于100mPa×s。说明新型携砂液体系能够满足130℃乃至140℃高温地层的压裂施工。

1.2.2破胶性能

新型携砂液可用酸或过硫酸盐破胶,破胶彻底。6%新型携砂液(耐温130oC以上)利用过硫酸铵破胶,破胶液粘度小于5mPa×s。加入过硫酸铵对体系粘度在60℃基本无影响,在80℃时30min粘度降为起始值的85%,60min降为起始值70%(加量0.1wt%)。 该携砂液亦可利用地层水自破胶,可作为破胶的一种辅助方式,能够保证对地层的及裂缝导流能力的低伤害。

1.2.3残渣量、稳定性及岩心渗透率损失

新型携砂液无固体不溶物,破胶液中无固相残渣,测试数值在100mg/L以下。用滨南采油厂不同井区的地层矿化水对该新型携砂液进行破胶,破胶液的防膨率在40~65%之间,在不添加防膨剂的条件下,破胶液具有一定的防膨效果,且该新型携砂液体系化学稳定性好,配制好的基液夏季放置数月粘度无明显变化。以煤油为介质,通过驱替装置,测定清洁携砂液透过岩心后岩心渗透率的损失情况,结果显示随着时间的推移,渗透率损失逐渐减少,表明该携砂液与煤油发生水化,岩心渗透率逐渐恢复,最终测定该携砂液在1h后,对岩心的渗透率损失率小于5%。

2.现场应用

2012年在林樊家油田应用HB携砂液充填施工,对比了老井采用新型携砂液和瓜胶携砂液后油井的生产情况,结果见表1。

表1 新型携砂液和瓜胶携砂液现场实验对比

从表2可以看出,在采用高饱和拟压裂充填防砂施工对地层进行改造后,使用新型携砂液的施工效果明显强于瓜胶类携砂液,返排率在90%以上,油井的产量得到了一定程度的提高。

3.结论

(1)新型携砂液是一种完全由非聚合物组成的携砂液,具有携砂能力强、配制简单等特点,适合于中低温油井的压裂、防砂作业。解决了以往充填防砂中直接采用清水瓜胶携砂液的粘度低携砂性能不好,携砂液量大,施工后返排时间长等问题。

(2)新型携砂液遇到地层轻质组分或地层水能够发生水化,水化液呈透明流体,能够实现在裂缝周边及时水化,保证了压裂、压裂防砂、挤压充填形成的裂缝,确保油井生产。

(3)从现场应用情况看,新型携砂液与压裂、防砂作业相结合,返排率高,能够有效提高油井的产量,为新區产量落实和难动用储量的开发提供了有效的产品。 [科]

【参考文献】

[1]李军,刘伟,刘德铸等.新型低温压裂液体系的实验研究及应用.特种油气藏,2002(9),2.

猜你喜欢

清洁研制应用
千分尺轴向窜动和径向摆动检定装置的研制
简易光学显微镜的设计与研制
推动清洁和绿色能源替代
ZB45包装机组内框纸输送辊清洁装置的设计
GM(1,1)白化微分优化方程预测模型建模过程应用分析
煤矿井下坑道钻机人机工程学应用分析
气体分离提纯应用变压吸附技术的分析
会计与统计的比较研究
百万千瓦级核电站常规岛管道、设备全面清洁控制方案
哈尔滨机场雷暴分析预报系统的研制及应用