废弃泥浆在油田开发中的应用研究

李月爱 ，王正良 ，潘阳秋，范永佳

（1.长江大学 化学与环境工程学院 研究生院，湖北 荆州 434020；2.中石化 西北油田分公司，新疆 乌鲁木齐 830011）

在油气井钻探过程中，产生大量的废弃泥浆，含一定的原油、金属离子、残存的化学药剂及一些矿物质[1]。目前西北油田分公司需处理废泥浆量为10×104m3·a-1，一般通过暴晒、填埋等方法处理，不仅对环境污染很大，而且也浪费资源。如何将废弃泥浆无害化和资源综合利用，既保护环境，又增加废弃物再利用，越来越受到业界的关注[2]。塔河油田碳酸盐岩油藏具有埋藏深、地层温度高（140℃）、矿化度高（24×104mg·L-1），钻时存在放空漏失现象，储层缝洞发育[3]。随着塔河注水开发的深入，碳酸盐岩注水单元注水突破现象日益突出，造成受效井水淹，单元注水效率降低，影响原油采收率。针对塔河油田碳酸盐岩油藏注水突破难题，研制可固化废弃泥浆调剖体系，进行超深井高温高矿化度条件下的调剖现场试验，取得了较好的应用效果。不仅实现了废弃物资源化利用，而且对改善超深井缝洞型碳酸盐岩油藏水驱效果，提高原油采收率有一定的指导意义。

1 室内实验

分析废弃泥浆组成及颗粒粒径分布，研制可固化废弃泥浆调剖体系；归纳塔河缝洞型油藏储层发育特征，设计岩芯物模，进行缝洞型油藏可固化废弃泥浆调剖物模实验，论证调剖可行性。

1.1 废弃泥浆物性及成分分析

废弃泥浆物性及成分分析结果见表1。

表1 废弃泥浆物性及成分分析结果Tab.1 Waste drilling mud property and composition analysis results

由表1可知，废弃泥浆粘度较低，易于注入施工；固含量适中，为可固化体系提供骨架支撑物；稳定性好，静置不分层，且来源广，为可固化废弃泥浆调剖体系研制提供可能。

1.2 废弃泥浆粒径分析

废弃泥浆固含量为8.1%，主要来源：配浆用细目CaCO3和岩屑。废弃泥浆颗粒粒径分布见表2。

颗粒与喉道的堵塞关系是：颗粒大小应为优势水流通道的1/2～1/3，才能很好的进入地层封堵[4]。由表2可知，废弃泥浆粒径分布主要集中在450～300目（82.8%），能对塔河碳酸盐岩油藏0.1～2.0mm裂缝形成架桥封堵。添加固化剂，筛选可固化废弃泥浆调剖体系，形成对＞2mm缝洞的封堵。

表2 废弃泥浆粒径分布表Tab.2 Waste drilling mud particle size distribution table

1.3 可固化废弃泥浆调剖体系研制

1.3.1 配方筛选

（1）分散剂筛选 为防止废弃泥浆中颗粒吸附、凝聚、结团，加入分散剂对体系进行分散处理，使之粒径变小，便于挤入油层缝洞中。通过对不同种类不同加量分散剂性能对比实验：THT-1分散效果好，加量为0.5%～1.0%。

（2）固化剂筛选 为实现体系能达到一定的固化强度，提高耐冲刷性能，筛选出固化主剂AG和固化辅剂FMH，加量分别为7.0～10.0%和7.0～10.0%。

（3）缓凝剂筛选 为实现固化时间可调，筛选缓凝剂种类及加量，优化出缓凝剂THT-2，加量为1.5%～2.0%。

形成可固化废弃泥浆调剖体系配方：废弃泥浆+AG（7.0～10.0%）+FMH（7.0～10.0%）+THT-1（0.5～1.0%）+THT-2（1.5～2.0%），基本性能见表3。

表3 可固化废弃泥浆调剖体系性能特点Tab.3 Properties of solidified profile control system

1.3.2 物模实验

（1）物模设计 统计塔河碳酸盐岩油藏探井取芯资料（120口井），统计分析，将裂缝规模按区块分成6个等级，结果见表4；并用天然岩芯进行岩芯物模刻画，见图1。

表4 塔河油田碳酸盐岩油藏储层发育特征分类Tab.4 Characters of carbonate oil deposit of Tahe Oilfield

图1 缝洞发育储层岩芯驱替模型Fig.1 Model of fracture engendering reservoir drill core

（2）岩芯流动实验 向岩芯中注入1.5 PV的可固化废弃泥浆调剖体系，130℃密封老化48h，测定封堵率及突破压力。

表5 封堵率及突破压力测定Tab.5 Pressure measurement of plugging rate and breakthrough

从表5可知，在高温高矿化度条件下，可固化废弃泥浆调剖体系对裂缝封堵率达到99.4%，对缝-洞封堵率为98.0%；调剖体系在裂缝和缝洞中的突破压力为9.8MPa和7.2MPa，耐冲刷性能好。

2 现场试验及效果分析

2.1 现场试验

2011年8月7日对TK425CH-TK410井组实施调剖作业，累注590m3：其中废弃泥浆50m3,可固化废弃泥浆体系410m3。

图2 TK425CH-TK410 井组可固化废弃泥浆调剖施工曲线Fig.2 TK425CH -TK410 will group solidifiable waste drilling mud profile control curve of construction

2.2 效果分析

可固化废弃泥浆调剖体系属于无机-有机复合调剖体系，以无机为主、有机为辅，主要是利用固相颗粒架桥作用和整体固化实现对缝洞型油藏单元注水优势水流通道的双重封堵，从而调整吸水平面，提高注水效率，抑制对应油井含水上升速度，达到增油降水的目的。

表6 TK425CH-TK410 井组调剖效果分析表Tab.6 Analysis table of TK425CH -TK410 well group profile control effect

从表6可知，TK425CH井调剖后，TK410井日均增油2.4t，综合含水下降2.6个百分点，截止目前任然有效，累计增油576t；塔河油田水密度大，注水液柱压力高，导致注水压力始终偏低，表现为注水不起压。TK425CH-TK410井组可固化废弃泥浆调剖效果明显。

3 结论

调剖试验证实，废弃泥浆经化学处理后变为可固化废弃泥浆调剖体系，用于塔河高温高矿化度缝洞型油藏注水井调剖，理论科学、工艺可靠、技术成功。确保单元井组注入水量，增油效果明显，经济效益和社会效益显著。

可固化颗粒调剖体系以无机为主，受地层条件影响小，有效期长，可广泛用于缝洞发育及高渗注水井调水增油挖潜，为油田治理钻井废弃液变废为宝创建一条新路。

［1］张涛.河南油田含油污泥处理技术［J］.油气田地面工程,1998,17（6）:35-36.

［2］赵东风.焦化法处理含油污泥工艺流程研究［J］.环境科学研究,2000,13（2）:55-57.

［3］陈朝刚,潘阳秋,任波，等.塔河油田低渗裂缝型储层堵水体系研究［J］.油田化学，2011,28（1）：17-19.

［4］黄松芝,刘真凯,赖晓雪.孤东油田含油污泥现状及处理技术［J］.油气田环境保护，2002,12（1）：25-27.