防水鎖防粘土膨脹射孔液在準(zhǔn)噶爾盆地火山巖氣藏的應(yīng)用

張鋒　王曉磊　洪將領(lǐng)　孫德強(qiáng)　馮棋　張洪杰　馮鈿芳　哈斯木　饒遠(yuǎn)

摘 要：凝析氣藏是目前國(guó)內(nèi)外最為復(fù)雜的氣藏，而準(zhǔn)噶爾盆地火山巖凝析氣藏則-更為復(fù)雜，其復(fù)雜在儲(chǔ)層的巖性多樣、巖性物性變化快、敏感性強(qiáng)，研究通過(guò)分析準(zhǔn)噶爾盆地滴西14等多個(gè)氣藏的儲(chǔ)層物性、巖性、敏感性等儲(chǔ)層資料，開(kāi)展了水鎖傷害和結(jié)垢堵塞傷害評(píng)價(jià)研究。針對(duì)儲(chǔ)層傷害的特點(diǎn)，研制了粘土防膨劑、共聚物防垢劑、咪唑啉類(lèi)緩蝕劑，優(yōu)選了高效防水鎖劑和無(wú)固相加重劑等，開(kāi)發(fā)了滿(mǎn)足新疆氣藏氣井射孔作業(yè)儲(chǔ)層保護(hù)需要的防水鎖防粘土膨脹射孔液，同時(shí)根據(jù)不同氣田射孔作業(yè)的需要，確定了射孔液的配方調(diào)整方法。結(jié)果顯示，現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用效果良好，測(cè)試表皮系數(shù)比鄰井降低了20%～50%，有效解決了射孔作業(yè)儲(chǔ)層污染的問(wèn)題。

關(guān)鍵詞：準(zhǔn)噶爾盆地 儲(chǔ)層傷害 防水鎖 防粘土膨脹 射孔液

中圖分類(lèi)號(hào)：TE39 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2017）06（c）-0090-02

準(zhǔn)噶爾盆地火山巖氣藏儲(chǔ)層物性之間差別大。大部分氣藏儲(chǔ)層存在中等或強(qiáng)水敏性，儲(chǔ)層中均含有一定的伊/蒙混層，最高達(dá)到90%。伊/蒙混層是粘土礦物，主要以伊/蒙混層和伊利石為主，兩者合計(jì)達(dá)70%以上，遇水會(huì)發(fā)生膨脹，堵塞儲(chǔ)層孔喉，降低儲(chǔ)層的有效滲透率，造成對(duì)儲(chǔ)層的傷害；儲(chǔ)層低孔、低滲，使進(jìn)入儲(chǔ)層的液體返排困難，易滯留于地層中，水鎖現(xiàn)象就較為嚴(yán)重[1-6]。近幾年來(lái)，射孔或補(bǔ)孔作業(yè)逐年增加，加強(qiáng)對(duì)射孔過(guò)程的儲(chǔ)層保護(hù)，對(duì)提高單井產(chǎn)量，保證氣田增產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)意義重大。因此，針對(duì)新疆油田致密、出水氣井的問(wèn)題，需開(kāi)發(fā)出無(wú)固相、密度可調(diào)整、配置方便、不引起粘土膨脹、防止因水鎖而傷害地層、和儲(chǔ)層水混合不產(chǎn)生垢沉淀的、低傷害的新型氣井射孔液體系。

1 儲(chǔ)層傷害因素分析

1.1 水鎖傷害

氣井大部分是低孔（11.2%）、低滲（0.1～5.9 mD）儲(chǔ)層，毛管阻力較大，水基射孔液進(jìn)入油氣層孔隙后，由于砂巖油氣層巖石顆粒表面為水潤(rùn)濕，液體在巖石孔喉表面形成水的吸附膜，使進(jìn)入儲(chǔ)層的液體返排困難，易滯留于地層中，水鎖現(xiàn)象較為嚴(yán)重。巖性越致密，滲透率越低，水鎖就越嚴(yán)重，采用鹽水射孔液水鎖傷害率達(dá)59.7%。

1.2 粘土膨脹傷害

對(duì)研究區(qū)火山巖儲(chǔ)層進(jìn)行巖心分析，其結(jié)果表明，各氣田儲(chǔ)層巖性中均含有一定的伊/蒙混層，最高達(dá)到90%，遇水會(huì)發(fā)生水化膨脹，堵塞儲(chǔ)層孔喉，降低儲(chǔ)層的有效滲透率，造成對(duì)儲(chǔ)層的傷害。巖心試驗(yàn)均表現(xiàn)出中等或強(qiáng)的水敏感性，常規(guī)射孔液是指射孔施工過(guò)程中采用的工作液，它雖然具備一定的粘土穩(wěn)定作用，但不具備防止粘土運(yùn)移的能力，儲(chǔ)層粘土礦物遇射孔液后膨脹運(yùn)移，導(dǎo)致儲(chǔ)層滲透率降低。

1.3 沉淀結(jié)垢?jìng)?/p>

常規(guī)射孔液均為高濃度的鹽溶液，和高礦化度地層水相遇，鈣離子溶解度降低，引發(fā)硫酸鈣、碳酸鈣結(jié)垢?jìng)Γ绊憵馓锏孛婕斚到y(tǒng)穩(wěn)定性。研究取滴西18井區(qū)地層水進(jìn)行試驗(yàn)，SC-2、活性水在85℃放置24 h均未出現(xiàn)沉淀結(jié)垢，而鹽水射孔液則出現(xiàn)沉淀結(jié)垢。

2 射孔液體系的研究

2.1 防水鎖劑

通過(guò)含氟烷基聚合反應(yīng)，研制了非離子型含氟表面活性劑SX，發(fā)現(xiàn)在加量相同的情況下，具有更低的表面張力，表面活性更強(qiáng)。當(dāng)沒(méi)有加入SX時(shí)，鉀鹽的表面張力都很大；加入0.1‰SX后，其1%的鉀鹽的表面活性劑降低到了15 mN/m左右。并且，SX作用效果隨加量的增加而增強(qiáng)，加量為0.01‰時(shí)可獲得較低的表面張力，加量增加10倍而作用效果僅增加40%，因此0.01‰加量更為經(jīng)濟(jì)。

2.2 防粘土膨脹劑

結(jié)合目前國(guó)內(nèi)外有機(jī)陽(yáng)離子化合物粘土穩(wěn)定劑的最新發(fā)展，該文選擇以環(huán)氧氯丙烷分和二甲胺為單體通過(guò)開(kāi)環(huán)縮聚反應(yīng)合成季銨鹽型陽(yáng)離子聚合物PTA1，其季銨鹽分子鏈上氮原子上的正電荷可以中和粘土表面的負(fù)電荷，防止粘土的水化膨脹和分散運(yùn)移。同時(shí)，季銨鹽氮上面的正電荷還可以通過(guò)靜電吸引吸附在粘土表面，防止粘土的水化膨脹和分散運(yùn)移防膨率高、長(zhǎng)效性好、抗沖刷性能良好。

2.3 緩蝕劑

研究采用油酸和二乙烯三胺為初始原料合成了咪唑啉endprint