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一种致密油气层保护剂的研制与应用

李昕潼 郑文武 刘福 孙中伟 王松

李昕潼,郑文武,刘福,等. 一种致密油气层保护剂的研制与应用[J]. 钻井液与完井液,2022,39(5):565-572 doi: 10.12358/j.issn.1001-5620.2022.05.006
引用本文: 李昕潼,郑文武,刘福,等. 一种致密油气层保护剂的研制与应用[J]. 钻井液与完井液,2022,39(5):565-572 doi: 10.12358/j.issn.1001-5620.2022.05.006
LI Xintong, ZHENG Wenwu, LIU Fu, et al.Development and application of a protective agent for tight oil and gas reservoirs[J]. Drilling Fluid & Completion Fluid,2022, 39(5):565-572 doi: 10.12358/j.issn.1001-5620.2022.05.006
Citation: LI Xintong, ZHENG Wenwu, LIU Fu, et al.Development and application of a protective agent for tight oil and gas reservoirs[J]. Drilling Fluid & Completion Fluid,2022, 39(5):565-572 doi: 10.12358/j.issn.1001-5620.2022.05.006

一种致密油气层保护剂的研制与应用

doi: 10.12358/j.issn.1001-5620.2022.05.006
基金项目: 国家重大专项“大型油气田及煤层气开发”(2017ZX05023-003-005)
详细信息
    作者简介:

    李昕潼,在读硕士研究生,现在主要从事油气田应用化学研究。电话 17732571179;E-mail:791153254@qq.com

    通讯作者:

    王松,电话13507219348;E-mail: 1508871707@qq.com

  • 中图分类号: TE254.4

Development and Application of a Protective Agent for Tight Oil and Gas Reservoirs

  • 摘要: 在新疆本布图油田的勘探开发过程中,时常发生水层及油气层井段井径不规则,严重影响固井质量,损害了油气层。为了钻采过程中满足对本布图油田储层保护的要求,采用无肥皂乳液聚合法合成了聚合物弹性微球NWL,并对其进行了表征,另外优选了防水锁剂。将NWL、防水锁剂、微米级的刚性酸溶性颗粒(CaCO3)、石油树脂C9按照一定比例进行复配,得到了储层保护剂CBJ。并评价了CBJ与地层裂缝孔隙适配性、酸溶性与油溶性、与现有钻井液配伍性的评价和储层保护效果,并进行了现场实验。结果表明,CBJ满足地层裂缝孔隙封堵粒径大小的要求,具有良好的酸溶性与油溶性,API滤失量下降了20%左右,渗透率恢复值达80%以上,现场实验效果良好。研究结果表明,CBJ具有良好的储层保护性能,能够因地制宜地保护本布图油田储层,最大限度地提高油井产量。

     

  • 图  1  聚合物微球红外吸收光谱

    图  2  聚合物微球的粒径分布

    图  3  聚合物微球的扫描电镜图

    图  4  储层保护剂CBJ的粒径分布

    图  5  本部图岩心暂堵前后的图片

    表  1  防水锁剂的表面张力测定

    样品 CMC/% σCMC/(mN·m−1 与模拟地层水配伍性
    PFWD 0.50 35.29
    JPZ-2 0.20 54.43
    JZP-3 0.20 47.83 较好
    OP-10 0.20 31.21
    OP-15 0.20 32.64
    XY-W 0.20 28.65
    SATRO 0.20 31.01
    S2 0.40 40.14
    S3 0.75 40.14
    F4 0.15 31.73
    F5 0.25 31.06 不好
    F6 0.50 37.74
    F7 0.75 42.07
    F9 0.75 42.07
    F10 0.50 34.86
    HAR 0.50 30.62
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    表  2  表面活性剂起泡及乳化性能的评价

    表面活性剂 加量/% 起泡性能 乳化性能 浊度
    PFWD 1.0 轻度乳化 11.1
    OP-10 1.0 严重乳化 16.5
    XY-W 0.5 严重乳化 39.5
    SATRO 1.0 轻度乳化 8.5
    F4 1.0 明显乳化 42.3
    F10 0.5 严重乳化 36.7
    HAR 0.5 不起泡 不产生乳化 2.0
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    表  3  本部图油田储层不同层孔喉分布区间表

    孔喉缝隙/μm 不同层位孔喉缝隙百分比/%
    26-3 26-2 1-2 19-2 7-2 57-1 42-3 25-1 5-2 1-1 T15 14-1 平均
    >75 0.38 0.39 0.40 0.38 1.20 0.52 0.35 0.71 0.61 0.66 0.30 0.51 0.53
    75~30 0.37 0.08 0.20 0.26 0.09 0.13 0.26 0.19 0.06 0.20 0.30 0.18 0.19
    30~15 0.51 0.24 0 0.13 0.09 0.40 0 0.25 0.06 0.07 0 0.22 0.16
    10~15 0.37 0.39 0.27 0.31 0 0.01 0.26 0.20 0.30 0.20 0.30 0.12 0.23
    10~7.5 0.13 0 0.34 0.07 0.10 0.12 0.35 0.32 0 0.19 0.08 0.07 0.15
    >7.5 1.76 1.10 1.21 1.15 1.48 1.18 1.22 1.67 1.03 1.31 0.98 1.20 1.27
    7.5-2.5 0.37 0.63 0.79 10.62 4.15 5.94 0.96 0.32 0.73 0.79 1.12 14.01 3.37
    2.5~0.94 1.13 4.32 21.37 21.98 29.80 22.49 18.05 23.10 17.29 22.02 15.47 20.23 18.10
    0.94~0.44 5.40 24.44 12.93 13.98 14.21 12.43 10.64 16.68 12.56 14.00 12.31 12.30 13.49
    0.44~0.11 22.47 29.86 22.29 21.74 21.23 21.58 19.63 23.93 21.72 20.59 19.52 18.12 21.89
    0.11~0.02 15.82 19.88 15.77 12.31 11.07 15.56 20.14 17.74 18.87 18.87 14.86 11.09 16.00
    <0.02 53.05 19.77 25.64 18.22 18.06 20.82 29.36 16.56 27.80 22.41 35.74 23.15 25.88
      注:M-m为孔喉缝隙最大值-孔喉缝隙最小值
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    表  4  室温下油气层保护剂CBJ在煤油中随时间的溶解率

    t/
    h
    I号暂堵剂 Ⅱ号暂堵剂
    溶解后重量/g 溶液状态 油溶率/% 溶解后重量/g 溶液状态 油溶率/%
    1 19.8 溶液澄清 1.0 19.8 溶液澄清 1.0
    12 19.5 溶液澄清 2.5 19.4 溶液澄清 3.0
    24 19.2 溶液澄清 4.0 19.1 溶液微浑浊 4.5
    48 18.8 溶液微浑浊 6.0 18.9 溶液微浑浊 5.5
    72 18.4 溶液微浑浊 8.0 18.5 溶液微浑浊 7.5
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    表  5  80 ℃下油气层保护剂CBJ在煤油中随时间的溶解率

    t/
    h
    I号暂堵剂 Ⅱ号暂堵剂
    溶解后重量/g 溶液状态 油溶率/% 溶解后重量/g 溶液状态 油溶率/%
    1 19.7 溶液澄清 1.5 19.7 溶液澄清 1.5
    12 19.4 溶液澄清 3.0 19.3 溶液澄清 3.5
    24 19.1 溶液澄清 4.5 19.0 溶液澄清 5.0
    48 18.6 溶液微浑浊 7.0 18.6 溶液微浑浊 7.0
    72 18.1 溶液微浑浊 9.5 18.2 溶液微浑浊 9.0
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    表  6  室温下油气层保护剂CBJ在15%HCl中随时间的溶解率

    t/h I号暂堵剂 Ⅱ号暂堵剂
    溶解后重量/g 溶液状态 酸溶率/% 溶解后重量/g 溶液状态 酸溶率/%
    1 10.2 溶液澄清 49.0 10.0 溶液澄清 50.0
    12 5.3 溶液澄清 73.5 5.2 溶液澄清 74.0
    24 3.8 溶液澄清 81.0 3.8 溶液澄清 81.0
    48 3.7 溶液澄清 81.5 3.7 溶液澄清 81.5
    72 3.6 溶液澄清 82.0 3.7 溶液澄清 81.5
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    表  7  油气层保护剂CBJ与河南钻井液的配伍性

    CBJ/
    %
    老化
    条件
    AV/
    mPa·s
    PV/
    mPa·s
    YP/
    Pa
    Gel/
    Pa/Pa
    FLAPI/
    mL
    pH
    0 老化前 31.0 20.5 10.5 3.0/8.5 5.0 9
    120 ℃、16 h 33.5 22.0 11.5 3.0/9.0 10.6 9
    1 老化前 34.0 22.5 11.5 3.0/8.5 4.7 9
    120 ℃、16 h 35.5 23.5 12.0 3.0/9.5 8.5 9
    2 老化前 35.0 23.0 12.0 3.0/8.5 4.2 9
    120 ℃、16 h 36.5 23.5 13.5 3.0/9.5 6.1 9
    3 老化前 35.5 23.0 12.5 3.0/8.5 3.0 9
    120 ℃、16 h 37.5 24.5 13.0 3.0/9.5 5.4 9
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    表  8  钻井液暂堵深度评价

    钻井液体系类型 岩心编号 岩心长度Lo/
    cm
    K0/
    mD
    截取长度Li/
    cm
    截取后剩下段渗透率Ki/
    mD
    侵入深度/
    cm
    河南钻井液 253 5.96 0.129 3.12 0.121 ≥3.0
    河南钻井液+2%CBJ 75 6.12 0.125 1.10 0.120 ≤1.10
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    表  9  CBJ加量对河南钻井液体系的储层保护效果

    CBJ/
    %
    岩心 K0/
    mD
    Kd/
    mD
    Kd/K0/
    %
    暂堵实验条件
    压差/MPa t/min T/℃
    0 368 0.122 0.0879 72.00 3.5 120 90
    1 210 0.157 0.1250 79.62 3.5 120 90
    2 342 0.206 0.1750 84.95 3.5 120 90
    3 313 0.125 0.1080 86.40 3.5 120 90
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    表  10  现场钻井液性能

    井深/
    m
    ρ/
    g·cm−3
    FLAPI/
    mL
    PV/
    mPa·s
    YP/
    Pa
    Gel/
    Pa/Pa
    Cs/
    %
    pH 固相含量/
    %
    摩擦
    系数
    2500 1.11 5.3 21.3 9 2.0/8.0 0.2 10.0 4.0 0.3946
    2615 1.12 5.2 20.9 10 4.0/10.5 0.2 9.0 4.5 0.4017
    2636 1.13 5.4 21.1 12 3.0/9.5 0.2 8.5 5.0 0.3946
    2880 1.13 5.0 21.7 11 2.5/9.5 0.3 9.0 5.0 0.4017
    3009 1.14 5.4 23.7 12 2.0/8.0 0.3 9.0 5.5 0.3946
    3140 1.15 5.3 23.5 12 2.5/8.0 0.2 9.0 5.0 0.4017
    3314 1.15 5.4 23.3 11 2.5/8.0 0.2 8.5 5.5 0.4017
    3423 1.15 5.2 23.3 13 2.5/8.0 0.2 9.0 5.0 0.4017
    3554 1.14 5.4 24.1 12 3.0/9.5 0.3 9.0 5.0 0.4017
    3671 1.14 5.4 23.7 13 3.0/9.5 0.2 9.0 5.0 0.4017
    3795 1.15 5.3 24.4 12 3.0/9.5 0.2 9.0 5.0 0.4017
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出版历程
  • 收稿日期:  2022-05-06
  • 修回日期:  2022-06-13
  • 刊出日期:  2023-01-10

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