李洪涛

大庆油田有限责任公司创业集团金川化工厂, 黑龙江 大庆 163000

随着油气田开发技术的不断完善,油气层的保护日益受到关注,相应的多种油层保护剂[1-3]也得到推广使用,其中以油溶性屏蔽暂堵剂[4]使用效果受到普遍认同并得到较为广泛应用。但是,由于产品具有难溶液于水,且纤维表面不易浸润的特性,使得产品在使用过程当中存在一定的瓶颈。如果直接向钻井泥浆体系中填加粉剂[5],则分散比较困难,所以一般都制成水悬浮剂再向泥浆中填加,但单纯的以水作为液相分散剂依然存在分散困难,悬浮效果比较差等问题。因此,在分散体系中引入暂堵剂悬浮液能够取得长期稳定的悬浮效果,更能进一步提高产品的使用及存储性能。

目前市场常见的悬浮剂[6]多以表面活性剂及有机膨润土为主。本实验针对水剂暂堵剂进一步提高其悬浮液悬浮稳定性能,这直接关系到水剂暂堵剂的使用效果,也关系到地层保护的效果如何,因而本实验研究对地层进行有效保护、确保新井产能的可持续性等方面也具有深远的意义。

实验研究的悬浮液其主要理化指标见表1。

表1 新型暂堵剂悬浮体系的技术指标

研究前后的暂堵剂悬浮分散体系指标对比见表2。

表2 与原暂堵剂悬浮体系指标的对比

通过上表的对比可以看出,采用新型悬浮液配制的水剂暂堵剂性能明显优于原用悬浮液配制的产品。经过一年来的实际应用,更突显出利于现场施工,利于长期库存,有效固含量较高,屏蔽暂堵效果更加理想等优势。

由于油溶性屏蔽暂堵剂[7-9]在实际施工中存在着瓶颈,因而对其悬浮分散体系中关键成份——悬浮液进行研究,使其更切合实际需要,更便于施工和贮存。提高暂堵剂体系的悬浮稳定性;避免长期存放形成的沉淀物板结,有效保持悬浮体系有效固相成份不损失;引入润湿剂、活化剂、增稠剂、分散剂及辅助稳定剂等多种助剂,取代现有悬浮剂中的部分表面活性剂及所有有机膨润土成份,由以往的离子电荷作用为辅粘度作用为主,变为引入极性分子阻断树脂纤维间亲合,改善纤维面张力,以微观的极性分子、离子电荷作用为主粘度作用为辅,在提高对暂堵剂固相成份表面浸润性能、液相分散性能及悬浮稳定性的同时,屏蔽暂堵有效固相成份含量也得以提高;引入泥浆加重剂活化剂成份,提高暂堵剂悬浮体系与水基钻井泥浆的配伍性,使其能与泥浆形成均匀稳定的共混体系。

实验研究改善了暂堵剂固相成份浸润性能,阻隔其相互亲合力;增加了悬浮体系固相介质的悬浮稳定性;实现有效固相成份增容;提高了与泥浆的配伍性;确保引入的各助剂的特性不发生冲突,而是相互起到辅助作用。我们筛选填加带有单亲水自由基的,易亲合屏蔽暂堵剂表面的助剂,不但可以有效改善其不易浸润的特性,还对纤维相互的亲合力起到了阻隔的作用;增强其悬浮稳定性可以通过添加少量的增稠剂及辅助稳定剂来实现;摒弃原悬浮液中的粘土成份,因其虽然带有离子自由基团并产生一定的粘度促进悬浮,但其本身也是一种无效的悬浮成成份,而已活化剂、分散剂等助剂取代,还可以达到固相有效成份增容的效果;为了达到与泥冰具有良好的配伍性,一方面要控制增稠剂的填加量,严格控制产品粘度指标,另一方面可以采用泥浆加重剂活化剂,可以达到预期的效果;为防止助剂特性发生冲突,产品中采用的各种助剂均系带有同类离子或极性集团或两性离子的助剂。

改进后的暂堵剂悬浮剂于2010年开始投入生产使用,经过一年的使用,取得了非常理想的使用效果。产品在施工过程中,倒出后包装桶内基本没有沉淀物残留,添加到泥浆中,迅速均匀分散,又提高了施工质量和效率;采用新型悬浮剂配制的水剂暂堵剂产品经过一年的存放后,今年再次使用时,简单搅动就重新形成均匀的悬浮体系,包装特底部没有致密的板结物残留;通过对今年施工井中10口井现场泥浆采样,并在实验室对泥浆填加暂堵剂前后流变性、粘度指标及密度指标进行测评,粘度及密度指标基本一致,滤失量明显降低。

综上所述,从理化指标、实际使用效果、现场施工情况看,经过改进后的水剂暂堵的悬浮液都比以往使用的悬浮剂产品具有更大的优势。

[1]郑延成,赵修太,王任芳,严锦根,黄春.重质芳烃树脂暂堵剂在修井中的应用[J].石油与天然气化工,2000(5).

[2]周玲革,王正良.JBD吸水膨胀型聚合物暂堵剂的研究[J].钻采工艺,2004(5).

[3]韩永文,严锦根,汤志强,张国荣.作业入井液中暂堵剂的研究与应用[J].油气采收率技术,2000(2).

[4]任占春,张光焰,邱正松,王富华,丁锐.商741火成岩裂缝性油藏屏蔽暂堵技术研究[J].油田化学,1999(4).

[5]张金波,鄢捷年.钻井液中暂堵剂颗粒尺寸分布优选的新理论和新方法[J].石油学报,2004(6).

[6]郑延成,赵修太,王任芳,严锦根,黄春.水溶性暂堵剂的研究及应用[J].精细石油化工进展,2000(5).

[7]李克华,赵修太,郑延成,王任芳.油溶性树脂暂堵剂的研究[J].西部探矿工程,2001(S1).

[8]陈绪清,胡守志.油溶性暂堵剂YRC-1的性能及应用研究[J].西南石油大学学报:自然科学版,2009(5).

[9]薛新生,潘凤桐,岳书申.油溶性暂堵剂OSR─1的研究[J].石油钻采工艺,1999(1).