付美龍，周志亮（長(zhǎng)江大學(xué)石油工程學(xué)院，湖北 武漢 430100）

在聚驅(qū)開(kāi)發(fā)過(guò)程中，隨著聚合物累計(jì)注入量的增加，注聚井堵塞日益嚴(yán)重，油田總體聚合物注入狀況逐年變差。注聚井堵塞的主要原因體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：聚合物在多孔介質(zhì)中的吸附及滯留；注入井由于完井過(guò)程污染或試注措施不當(dāng)而造成的堵塞［1］；注聚過(guò)程中近井及炮眼堵塞和聚合物溶液變性及凝膠的形成造成堵塞。

1 注聚井堵塞機(jī)理研究

注聚返吐物呈固態(tài)渣狀，肉眼觀察其中有黑色的油狀物、腐爛的樹(shù)葉、巖石顆粒以及大量的聚合物凝膠等。通過(guò)化學(xué)分析法分析注聚返吐物成分，其組成如表1、2所示。

表1 注聚返吐物成分表

表2 注聚返吐物離子質(zhì)量濃度

從注聚返吐物成分分析數(shù)據(jù)可以看出，聚合物凝膠占堵塞物的質(zhì)量分?jǐn)?shù)90.98%，是造成堵塞的主要物質(zhì)。分析堵塞原因如下：

1）堵塞物中的總鐵離子含量較高（若水中Fe3＋質(zhì)量濃度大于1mg／L，就有堵塞的可能；若Fe3＋質(zhì)量濃度大于3mg／L，就可產(chǎn)生明顯堵塞，使注入壓力急劇上升［2］），地層中的鐵離子既可與聚合物發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)，生成具有剛性的交聯(lián)物堵塞地層，也可與微生物產(chǎn)生的黏膠結(jié)合，形成一種剛性的微粒堵塞在巖石的孔道中，造成堵塞［3］。另外由于硫酸鹽還原菌的存在，與地層中的鐵離子很可能反應(yīng)生成硫化亞鐵（FeS），F(xiàn)eS是油潤(rùn)濕性物質(zhì)，重質(zhì)烴類(lèi)可以將其與其他有機(jī)生物質(zhì)黏合在一起，附著在管壁或巖石上很難清除［4］?？梢?jiàn)，鐵離子，無(wú)論是三價(jià)、二價(jià)，還是不溶于水的氧化鐵，都將加劇聚合物的堵塞，而且隨其中的鐵離子質(zhì)量濃度的增加，堵塞程度增加，甚至堵塞聚合物溶液已經(jīng)堵塞的孔隙。因此鐵離子的質(zhì)量濃度必須控制在lmg／L 以下，注聚合物過(guò)程中，必須加強(qiáng)注水管線的防腐、防銹工作，使氧化鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)控制在0.05%以下。

2 解堵劑解堵效果評(píng)價(jià)

2.1 試驗(yàn)材料

1）試驗(yàn)巖心 石英砂環(huán)氧樹(shù)脂膠結(jié)人造巖心，直徑2.5cm，長(zhǎng)度8～11cm。

2）試驗(yàn)用水 雙河區(qū)塊的注入水，表3是雙河區(qū)塊注入水的離子成分表。

表3 雙河區(qū)塊注入水離子成分表

3）聚合物 正力Ⅱ型，相對(duì)分子量2.2×107，水解度24%，固含量89%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）。

4）APS解堵劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)配比為 4%APS＋1%NaOH＋2%NH4Cl，該配方由河南油田提供。

2.2 APS解堵劑效果評(píng)價(jià)

2.2.1 APS解堵劑對(duì)聚合物溶液的解堵效果

向巖心中注入聚合物溶液，直到注入壓力大幅度上升，造成堵塞，同組試驗(yàn)間的堵塞程度盡量接近；之后緩慢注入2PV 的APS解堵劑，反應(yīng)24h后再次測(cè)水測(cè)滲透率。堵塞程度和解堵有效率分別用傷害率和恢復(fù)率表示。

式中：K1為巖心的原始水測(cè)滲透率，D；K2為注聚堵塞后的水測(cè)滲透率，D；K3為解堵后的水測(cè)滲透率，D；p1、p2、p3分別為對(duì)應(yīng)的注入壓力，MPa；Q1、Q2、Q3分別為相應(yīng)出口流量，ml／s。結(jié)果如表4所示。

表4 APS解堵劑對(duì)聚合物溶液的解堵效果

從表4的室內(nèi)巖心模擬試驗(yàn)結(jié)果來(lái)看，河南油田提供的解堵劑配方對(duì)聚合物溶液造成的堵塞已達(dá)到了較好的巖心解堵效果，當(dāng)巖心滲透率較小時(shí)（0.086D）其滲透率恢復(fù)率為57.14%，接近60%，隨著巖心滲透率的增加，解堵效果越好，當(dāng)滲透率接近1D 時(shí)，滲透率恢復(fù)率可達(dá)到71.72%。

According to the National Kidney Foundation of Japan (1998) there is a high prevalence of cardiovascular morbidity in patients with chronic kidney disease (CKD),and cardiovascular mortality is higher in dialysis patients than in the general population[8].

2.2.2 APS解堵劑對(duì)聚合物凝膠的降解效果

在聚合物溶液中加入交聯(lián)劑，注入巖心中，候凝24h，模擬聚合物凝膠對(duì)地層造成的堵塞，緩慢注入2PV 的APS解堵劑進(jìn)行解堵，反應(yīng)24h后再次測(cè)水測(cè)滲透率，結(jié)果如表5所示。

表5 4%APS解堵劑對(duì)聚合物凝膠的巖心模擬解堵試驗(yàn)

從表5顯示的室內(nèi)巖心模擬試驗(yàn)結(jié)果來(lái)看，4%APS解堵劑對(duì)聚合物凝膠的解堵效果不太理想，當(dāng)滲透率較小時(shí)（0.114D），其巖心滲透率恢復(fù)率僅為40.78%，滲透率的恢復(fù)率隨巖心滲透率的增大而增加，當(dāng)巖心滲透率較大時(shí)（1.012D），滲透率恢復(fù)率為57.00%，依然不能達(dá)到有效解堵的要求。

2.2.3 增大質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)APS解堵劑化學(xué)解堵效果的影響

將配方中各成分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)增大至8%APS＋2%NaOH＋4%NH4Cl，重復(fù)APS解堵劑對(duì)聚合物溶液和凝膠的解堵試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果如表6、7所示。

表6 APS解堵劑（8%）對(duì)聚合物溶液的巖心模擬解堵試驗(yàn)

表7 APS解堵劑（8%）對(duì)聚合物凝膠的巖心模擬解堵試驗(yàn)

由表6、7可以看出，增大APS解堵劑的質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)聚合物溶液的解堵有較好效果，滲透率恢復(fù)率由64.80%增加到71.43%，增加了6.63個(gè)百分點(diǎn)；但對(duì)凝膠解堵效果不大，只增加了2.92個(gè)百分點(diǎn)。

3 提壓增注技術(shù)提高解堵有效率研究

選用化學(xué)解堵試驗(yàn)中的2＃和4＃巖心，化學(xué)解堵后采用不同的泵排量進(jìn)行驅(qū)替，提高驅(qū)替壓力，研究化學(xué)解堵后提高驅(qū)替壓力對(duì)解堵效率的影響。試驗(yàn)結(jié)果如表8所示。

表8 提高驅(qū)替壓力對(duì)APS解堵劑解堵效率的影響

由表8顯示的結(jié)果可以看出，化學(xué)解堵后提高注入壓力可以增加巖心滲透率的恢復(fù)率，提高解堵有效率。對(duì)于聚合物溶液造成的堵塞，當(dāng)注入壓力分別提升0.075、0.230、0.400MPa后，滲透率恢復(fù)率從原來(lái)的64.80%增加到81.00%、91.27%、92.57%，恢復(fù)率分別增加了16.2、26.47、27.77個(gè)百分點(diǎn)；對(duì)于聚合物凝膠造成的堵塞，當(dāng)注入壓力分別提升0.132、0.393、0.692MPa后，滲透率恢復(fù)率從原來(lái)的40.78%增加到53.85%、58.46%、62.11%，恢復(fù)率分別增加了13.07、17.68、21.33個(gè)百分點(diǎn)；數(shù)據(jù)顯示，注入壓力增幅越大，巖心滲透率恢復(fù)率越好。但注入壓力并不能無(wú)限制提升，注入壓力應(yīng)小于地層破裂壓力。

4 結(jié)論

1）聚合物凝膠占堵塞物的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為90.98%，是造成堵塞的主要物質(zhì)。

2）APS解堵劑對(duì)聚合物溶液造成的堵塞有較好的解堵效果，當(dāng)滲透率接近1D 時(shí)，滲透率恢復(fù)率可達(dá)到71.72%。增大APS解堵劑的質(zhì)量分?jǐn)?shù)可以使?jié)B透率恢復(fù)率提高6.63個(gè)百分點(diǎn)，因此增大解堵劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)聚合物溶液的解堵有較好效果；但對(duì)聚合物凝膠造成的堵塞的解堵效果不太理想，增大APS解堵劑的質(zhì)量分?jǐn)?shù)滲透率恢復(fù)率只增加了2.92個(gè)百分點(diǎn)，不能達(dá)到有效解堵的要求。

3）化學(xué)解堵后提高注入壓力可以增加巖心滲透率的恢復(fù)率，對(duì)于聚合物溶液造成的堵塞，當(dāng)注入壓力提高0.450MPa后，滲透率恢復(fù)率從原來(lái)的64.80%增加到92.57%，恢復(fù)率提高了27.77個(gè)百分點(diǎn)；對(duì)于聚合物凝膠造成的堵塞，當(dāng)注入壓力提升0.692MPa后，滲透率恢復(fù)率從原來(lái)的40.78%增加到62.11%，恢復(fù)率提高了21.33個(gè)百分點(diǎn)。注入壓力增幅越大，巖心滲透率恢復(fù)率越好。但注入壓力并不能無(wú)限制提升，注入壓力應(yīng)小于地層破裂壓力。

［1］付美龍，胡望軍.聚合物驅(qū)地層聚合物解吸劑的研究 ［J］.精細(xì)石油化工進(jìn)展，2007，8（10）：9～11.

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