某油田有机垢成因及溶蚀剂配方优选研究

石艳霞

中国石油大庆油田有限责任公司第五采油厂 （黑龙江 大庆 163513)

在油田三次采油过程中，聚合物作为一种重要的化学驱油药剂，由于其良好的驱油性能，被广泛应用[1-4]。但注聚井在关井或洗井返吐时，会造成原油、胶质、沥青质、蜡及其他有机物移动到井筒附近，形成有机垢吸附或乳化，堵塞储层孔道，造成储层渗透率下降，油田现场具体表现为措施井注入端注入压力不断升高，而采出端油井产量下降。研究表明，有机垢主要指石蜡、沥青质及胶质在井眼附近地带或地层内部的沉积[1-8]。有机垢的的成因主要有两方面因素：①外来液体与地层原油不配伍；②油井生产过程中，外界条件的改变使原有地层中化学平衡被破坏产生有机垢[9-12]。有机垢对地层的损害是引起产能下降的一个重要原因，某油田为了提高聚合物驱化学解堵效果，通过进行实验筛选出最佳的有机垢溶蚀剂配方。

1 注聚井返排物化验及有机垢成因分析

通过对注聚区块返排污染物的成分进行化验分析及基本物性测定，分析注聚区块聚合物有机垢成因。

1.1 注入井返排物成分化验

取一定量的返排液，用恒重后的滤纸进行抽滤，然后将滤出物用蒸馏水冲洗干净，烘干。用分析天平测定滤出物（固形物）质量，计算返排物含水率和固形物含量，测定结果见表1。

表1 注聚井返排物中有机物成分测定结果

由表1测定结果可见，返排物含水率很高，均在99.5%以上，有机物含量分别为0.072%和0.054%，有机物可形成有机垢。

另测定了两口井返排物中聚合物的分子量，返排物A中聚合物分子量为3.13×104，返排物B中聚合物分子量为2.59×104。

1.2 有机垢成因分析

分析认为，注聚过程中，聚合物从注入井注入地层，聚合物虽然经过地面配液装置、注入泵、井筒管线、射孔炮眼、地层孔隙等环节的剪切，但仍然具有较长的分子链，聚合物分子链上的羧酸基团存在与电荷的吸附作用，会影响石蜡、沥青质及胶质等有机成分堆积在孔喉部分成垢，造成地层孔隙堵塞。

2 有机垢溶蚀剂优选

2.1 优选有机垢溶蚀剂类型

1）实验材料与仪器。将原油与石英砂（粒度为165～245 μm）混合（含油10%）做成油砂，用于模拟有机垢；玻璃刻度试管；恒温箱；电子天平；搅拌棒；滤纸；吸油纸等。溶垢剂为分析纯纯度，均来自大庆东昊化工。原油来自目标油藏，地面脱气密度0.851 0 g/cm3，地面黏度(45℃)13.9 mPa·s，凝固点31℃，含蜡21.5%，含胶10.7%，体积系数1.115，饱和压力7.08 MPa。

2）实验步骤。①将烘干试管称重。②称取2.5 g油砂混合物，放入试管中。③分别加入10 g不同质量分数的有机垢溶蚀剂。④放入45℃恒温箱中，恒温放置24 h。⑤清除上层析出油，倒出残余液体。⑥烘干，称重，计算有机垢溶蚀率。

其中，有机垢溶蚀率（%）=洗出油重/总油重×100%

3）实验结果。在恒温箱中恒温反应24 h，然后将各试管中洗出的油和溶液吸出。吸出后把试管放入恒温箱中烘干，取出试管称其质量[13]。计算洗出油量，计算有机垢溶蚀率，结果如图1。

图1 有机垢溶蚀率变化曲线

由图1可见，SM6-3有机垢溶蚀清除效果较好，质量分数为1.5%的SM6-3的有机垢清除率超过90%；其次是PSOI-1。

2.2 优选有机垢溶蚀剂复配比

为了进一步提高溶蚀剂的溶蚀性能，将SM6-3和PSOI-1进行复配，优选最佳的复配比。

1）实验材料与仪器同上。

2）实验步骤同上。

3）实验结果。在恒温箱中恒温反应24 h，然后将各试管中洗出的油和溶液吸出，吸出后把试管放入恒温箱中烘干，取出试管称其质量[13]，计算析出油量，计算有机垢溶蚀率，结果如图2。

由图2和图1对比可知，SM6-3+PSOI-1溶蚀剂复配后的溶蚀效果要优于单独使用的效果，这主要是由于SM6-3通过降低石蜡凝点，能有效减缓石蜡凝结，防止蜡晶析出，其长链分子结构对胶质沥青质亦具有良好携带作用；同时PSOI-1由有机溶剂和多种表面活性剂复配而成，其中磺酸、胺基等亲水基团有助于表活剂在蜡晶表面吸附，使之获得极性表面，进一步阻止了已成型的蜡分子、沥青及胶质的沉积。因此，SM6-3+PSOI-1具有防结晶和防沉积的双重作用，与单一作用相比，其组合效果更好。由图2可知，当SM6-3的质量分数超过1.5%以后，有机垢清除率均高于93%，清除效果较好；1.5%和2.0%SM6-3的两条曲线较为接近，说明SM6-3的质量分数达到1.5%已经足够。因此，取最佳的配方为：1.5%SM6-3+1.0%PSOI-1，有机垢清除率为95.08%。

图2 不同质量分数SM6-3与PSOI-1溶蚀效果

3 结论

1）SM6-3有机垢溶蚀清除效果较好，质量分数为1.5%的SM6-3的有机垢清除率超过90%，其次是PSOI-1。

2）1.5%SM6-3+1.0%PSOI-1有机垢溶蚀剂类型及配比最佳，有机垢清除率为95.08%。