一种海上油田注聚井解堵体系的室内研究

吴清辉，张艳辉，魏子扬，谢诗章

（中海油能源发展股份有限公司工程技术分公司钻采工程研究所，天津 300452）

一种海上油田注聚井解堵体系的室内研究

吴清辉，张艳辉，魏子扬，谢诗章

（中海油能源发展股份有限公司工程技术分公司钻采工程研究所，天津 300452）

聚合物驱油技术是目前国内各大油田三次采油技术中提高采收率的一种主要技术措施。但随着注聚的不断注入、向前推进运移，因聚合物的黏弹性以及存有不溶物残物，导致注聚井注入压力逐渐升高，出现注聚井注不够、注不进的现象日趋严重，影响正常生产。针对海上油田生产特性和注聚井情况及堵塞物的深入细致分析，通过堵塞物分析、解堵剂稳定性、聚合物解堵实验、堵塞物解堵等实验研究，室内研发出适合海上油田注聚井解堵的一种有效、安全、可靠的解堵剂。

注聚井；解堵剂；稳定性；安全性

聚合物驱油技术是目前国内各大油田三次采油技术中提高采收率的一种主要技术措施。大庆油田、大港油田、胜利油田、中原油田等油田聚驱都已规模化应用，对油田稳产、上产起到了重要作用，注聚用的聚合物用量达到每年10.4×104t，取得了较好的经济社会效益。但同时注聚过程中也遇到了一些问题。突出的问题是随着注聚的不断注入、向地层深部运移，因聚合物的黏弹性以及存有不溶物残物，在地层更小的吼道、空隙中滞留、捕集堵，再加上聚合物溶液包裹无机钙垢和铁锈，致使注聚井井筒和近井地带容易发生堵塞，导致注聚井注入压力逐渐升高，出现注聚井注不够、注不进的现象日趋严重，影响注入井的正常生产，从而进一步影响驱油效果，影响油井产能。针对海上油田生产特性和注聚井情况及堵塞物的深入细致分析，通过大量的实验与研究，室内研发出适合海上油田注聚井解堵的一种有效、安全、可靠的解堵剂。

图1 堵塞物分析结果图

1 实验研究

1.1 堵塞物分析

为了很好的分析堵塞原因，从不同堵塞部位取出堵塞物，对其成分进行了细致深入的分析，结果（见图1）。

从堵塞物分析可看出，堵塞物主要是含有C、O、Si、Ca、Fe等元素，也就是堵塞物主要成分是聚合物不溶物、黏土矿物、无机垢、铁锈。

1.2 解堵机理

解堵剂注入到井筒和近井地带，首先把无机垢、黏土、铁锈等包裹着的聚合物以及聚合物不溶物完全分解掉，并流向地层深部，使无机垢、黏土、铁锈等固态堵塞物完全裸露，然后这些裸露堵塞物被后续注入的酸化物溶解，流向地层。从而完全达到疏通井筒与近井地带的目的。

1.3 主要材料

主剂（自制）、次氯酸盐、稳定剂（复合）、土酸、添加剂（自制）。

1.4 堵剂配方

通过大量的室内实验，得到了堵剂体系各组分的配比（见表1）。

表1 体系配方表

2 堵剂体系性能

2.1 不同温度储存稳定性研究

因堵剂中含有氧化性很强的次氯酸盐，其在高温、照晒下会发生分解反应产生气体，影响储存与运输。为此通过向体系中添加稳定剂抑制分解反应，以方便储存、运输和施工[1-3]。

（1）实验方法：把堵剂装入耐温耐压的棕色瓶中，放于不同温度下定期测试堵剂含量。（堵剂中只有次氯酸盐会发生分解反应，故以有效氯含量变化来表示堵剂的稳定性）。

（2）实验结果（见表2）。从实验结果可看出，堵剂有效氯含量随温度的升高，下降幅度增大；有效氯含量随储存时间的延长而减小；50℃条件下添加稳定剂的堵剂有效氯含量下降率只有6.3%，无稳定剂的堵剂有效氯含量下降率高达70.0%，表明稳定剂对有效氯含量具有明显的抑制作用。

2.2 降解剂对聚合物溶液的降解研究

（1）实验方法：用JZ9-3油田注入水配制1 000 mg/L、5 000 mg/L的聚合物溶液，向溶液中添加不同浓度的降解剂混合均匀，放于65℃恒温烘箱中，定期测试溶液黏度，并观察聚合物溶液状态。

（2）实验结果（见表3）。实验结果表明：降解对聚合物溶液具有良好的降黏作用，尤其对高黏度聚合物溶液作用更为明显。

2.3 降解剂对聚合物不溶物的降解研究

为了更好的表征该降解剂对聚合物的分解作用，进一步对聚合物不溶物的分解性做了研究。

（1）实验方法：用JZ9-3油田注入水配制5 000 mg/L的聚合物溶液2 L，然后在0.2 MPa压力下通过100目筛网进行过滤，收集筛网上的不溶物，滤干5 h并称重，然后完全转移到4.0%的降解剂溶液中，密封放于不同温度的恒温烘箱中，定期观察溶液状态并把溶液同样相同条件过滤，收集滤网上的质量，常温滤干1 h称重。以滤网上的残留物多少来衡量降解剂对聚合物不同物的分解能力。

（2）实验结果（见表4、图2）。结果表明：降解剂对聚合物不溶物同样具有良好的分解作用。分解时间1 h，其降解率就达到95%以上，随着分解时间的延长，降解率增加，但变化不大。

表2 稳定性研究结果表

表3 对聚合物溶液降解结果表

表4 对聚合物不溶物降解结果表

图2 聚合物不溶物降解结果图

2.4 堵塞物溶解实验研究

为了更真实的反应降解剂的解堵能力，从现场取回堵塞物进行溶解实验。

（1）实验方法：

第一步：称取定量的现场取回堵塞物，放于4.0%降解剂溶液中密封，然后放于65℃恒温烘箱中恒温2 h。

第二步：把经过第一步处理的堵塞物用蒸馏水清洗，保留固体残留物烘干，称重。

第三步：经过第二步处理的堵塞物放于2.0%土酸溶液中密封，然后放于65℃恒温烘箱中恒温2 h。然后取出保留固体残留物烘干，称重。

（2）实验结果（见表5）。结果表明：现场取回的堵塞物经过降解剂和土酸处理后，堵塞物溶解率达到90%以上，基本被溶解掉。

2.5 模拟岩心解堵实验研究

（1）实验方法：

第一步：用细粉砂和黏土按照95:5的质量比混合均匀制作模拟岩心。并饱和、测试原始孔隙度和渗透率。

第二步：正向挤注0.5%聚合物溶液5 PV，测试挤后渗透率，然后岩心密封65℃恒温72 h。

第三步：正向挤注4.0%降解剂溶液2 PV，密封65℃恒温2 h，取出水驱5 PV测试岩心渗透率。

（2）实验结果（见表6）。岩心模拟解堵实验结果表明：该解堵剂能够有效分解掉岩心空隙孔吼中的聚合物堵塞物，解堵后，岩心渗流能力基本能够恢复，渗透率恢复率达到90%以上。

表5 堵塞物溶解实验结果

表6 模拟岩心解堵实验结果

3 结论

（1）室内研究得到了适合海上注聚井解堵的解堵剂，其配方主剂20%～30%、次氯酸盐5%～10%、稳定剂1%～5%、添加剂1%～5%。

（2）4%的降解剂对聚合物溶液降黏率100%，聚合物不溶物分解率95%以上。

（3）4%降解剂和2%土酸配合使用处理现场取回堵塞物，堵塞物基本溶解，溶解率达到90%以上。

（4）4%降解剂和2%土酸配合使用解堵模拟聚合物堵塞岩心，岩心渗流能力基本能够恢复，渗透率恢复率达到90%以上。

［1］ 王建峰.HAL-1型聚合物降解剂的研制与应用［J］.中国高新技术企业，2009，（8）：13-14.

［2］ 郑进胜.高稳定性次氯酸钠消毒剂的研制［J］.中国消毒学杂志，2005，22（4）：405-408.

［3］ 杨志祥，王军明，牛俊峰，等.次氯酸钠水溶液体系稳定性研究［J］.浙江科技学院学报，2007，199（3）：202-204.

Laboratory study on plugging removal system of polymer flooding wells in offshore oilfield

WU Qinghui，ZHANG Yanhui，WEI Ziyang，XIE Shizhang
（CNOOC Drilling&Production Technology Research Institute，Tianjin 300452，China）

Polymer flooding is present a major technical measures to improve EOR in every big oilfield for three times.But as polymer injects continuously into and moves forward,the polymer well is a gradually increasing pressure for viscoselasticity of polymer and there is polymer wreckage.And appear the phenomenon injecting not enough and not into,and it is serious,affect the normal production.Against the features of oil production in the sea,the situation of polymer well and the detailed analysis to plugs,through a great deal of experiments and research,obtain an efficient,safe and reliable agent for the well injecting polymer.

polymer wells；agent；stability；security

TE357.46

A

1673-5285（2017）05-0126-05

10.3969/j.issn.1673-5285.2017.05.030

2017－03-23

吴清辉，男（1979-），工程师，主要研究方向为调剖堵水技术研究，邮箱：wuqh3@cnooc.com.cn。