海上稠油油田聚合物驱受效井复合解堵剂的优选与应用

张洪菁，顾津龙，崔波，丁文刚，吴广(.中海油田服务股份有限公司，天津 300459；.中海油能源发展股份有限公司工程技术分公司，天津 300459)

0 引言

渤海油田W区块为稠油区块，目前部分聚合物驱受效井采出液含聚合物浓度超过250 mg/L，聚合物在近井地带及井筒富集，并与原油重质组分、无机垢缠绕包裹形成复合堵塞，影响油井产能释放。堵塞物分析表明，聚合物复合垢样中主要有聚合物、重质原油、无机垢等，其中无机垢主要为碳酸钙、碳酸镁，其次含少量铁垢。针对油水井的聚合物堵塞问题行业内已经进行了系统的研究，明确了聚合物驱受效井的堵塞机理和解堵措施，针对以聚合物、重质原油和无机垢为主的聚合物驱受效井以“单步法”的解堵工艺为主要发展趋势[1-3]。由于堵塞物成分的复杂性，解堵剂需满足“单步法”的解堵工艺要求，对聚合物、重质原油和无机垢均具有良好的溶解性，对设备和管柱腐蚀速率小，与地层水配伍，不伤害储层等特点。本文针对渤海油田W区块聚合物堵塞情况，采用解聚+有机+螯合的“单步法”解堵技术开展解堵剂的研究，同时解决因三种堵塞物形成的复合污染，并进行了现场应用。

1 实验部分

1.1 实验材料

化学药品CaCO3，分析纯；甲苯，分析纯，膨润土，分析纯，天津光复精细化工研究所；HPAM，工业级，北京东润科石油技术股份有限公司；解聚剂PA-PB，缓蚀剂PA-CI，重垢解堵剂PA-OS，螯合解堵剂PA-NC，伊利石，绿泥石，蒙脱石，高岭石，醛胺酮类缓蚀剂KYH-01、KYH-02，咪唑啉类缓蚀剂MH-16，炔醇类缓蚀剂CH-05，工业级，天津开发区跨越工贸有限公司；堵塞物垢样为W区块2口井现场井筒堵塞物，实验用水为二级水，N80挂片，尺寸50.00 mm×10.00 mm×3.00 mm。

1.2 实验方法

腐蚀性评价实验参照中国石油天然气行业标准SY/T 5405—1996《酸化用缓蚀剂性能试验方法及评价指标》；聚合物降粘测试实验采用粘度计测试表观黏度，在常温常压和剪切速率7.34 s-1下测定聚合物的表观粘度。垢降解率评价实验采用差量法，计算垢样溶蚀率。

2 复合解堵剂的优选与性能评价

2.1 复合解堵剂的优选

在60 ℃条件下，分别向5个100 mL的0.2%质量浓度部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)溶液中加入质量分数为2%，4%，6%，8%，10%的降解剂PA-PB，反应24 h，期间记录各溶液粘度变化，实验结果表明PA-PB用量为6%时降粘率趋近于100%，这说明PA-PB对HPAM具有良好的降解效果。

实验收集了 PA-CI、KYH-01、KYH-02、MH-16、CH-05 等 5 种常用的缓蚀剂，其中PA-CI为实验室自制的无机盐类缓蚀剂，其余4种为市售产品。常压、60 ℃下，在质量分数6%的PA-PB溶液中分别加入质量分数为1%的缓蚀剂，N80挂片在6%PAPB+1%PA-CI中悬挂 4 h，腐蚀速率为 1.24 g/(m2·h)，达到了SY/T 5450—1996》中的一级标准，可有效抑制设备和管柱的腐蚀，表明PA-CI缓蚀剂满足现场应用的要求。

常压、45 ℃下，将10#沥青挂片置于15 mL各有机溶剂中，反应10 min后取出晾干并称重，计算得到溶沥青速率。常压、45 ℃下，将58#蜡球置于15 mL各有机溶剂中，待完全溶解计算得到溶蜡速率。采用闭口闪点测试方法，测试各有机溶剂闪点。在所考察的溶剂中，PA-OS具有较高的溶蜡和溶沥青速率，分别为0.024 9 g/min和0.751 5 g/min，闪点为66 ℃，解堵效能和安全性能均能满足现场使用要求。

称取2 g(精确至0.000 1)碳酸钙置于100 mL反应瓶中，向其中加入40 mL实验室自制螯合解堵剂PA-NC溶液后将反应瓶置于60 ℃水浴中反应24 h，20%的PA-NC反应速率和溶蚀率最佳。以上述实验方法，采用20%PA-NC对膨润土、伊利石、绿泥石、蒙脱石、高岭石进行溶蚀实验，结果表明，PA-NC对粘土矿物也具有一定的溶蚀能力。

在60 ℃下，将PA-PB、PA-CI、PA-NC与现场油井产出水进行了配伍性评价，配制的溶液静置24 h后呈透明状，溶液不分层，无沉淀，说明配伍性良好。最终复合解堵剂配方确定为：6%PA-PB+1%PA-CI+5%PA-OS+20%PA-NC。

2.2 复合解堵剂性能评价

2.2.1 堵塞物成分分析

对现场2口井的井筒堵塞物进行室内分析，首先将垢样放入索式抽提器，用甲苯对原油进行萃取，晾干后称重计算获得垢样含油量。将剩余部分煅烧，质量差为聚合物的含量，将煅烧后的粉碎水洗，过滤后烘干称量，得到水溶性无机盐含量，残余部分为无机垢。聚合物垢样分析成分如表1所示，堵塞物主要为聚合物，其次为原油、无机垢。

表1 堵塞物成分分析

对A1和A2井无机垢样进行XRD定性分析，分析结果显示无机垢主要为CaCO3和MgCO3晶体。对A1和A2井无机垢样进行XRF无标样半定量分析，以百分比含量计，如表2所示，分析结果显示无机垢样中主要为钙，其次为碳、铁、镁等。

表2 XRF分析结果

2.2.2 堵塞物样品溶解

样品为具有粘弹性的黑色胶状物质，配制6%PA-PB+1%PACI+5%PA-OS+20%PA-NC 水溶液，在 20、30、40、50、60、70 ℃，常压条件下将堵塞物放入50 mL解堵液中，反应24 h后实验结果如图1所示。实验结果表明：复合解堵剂在60 ℃时降解率超过90%，优选的复合解堵剂具有很好的解堵性能，能满足现场施工要求。

图1 聚合物垢样降解实验结果

3 复合解堵剂现场应用

现场选择了W1、W2井进行试验，试验结果如表3所示。W1井为东营组聚合物驱受效井，产出液中含有聚合物，加注解堵剂70 m3，关井反应24 h后启泵生产。产油由10.5 m3/d增加至25.5 m3/d，产液由52.7 m3/d上升至115.8 m3/d，流压由2.87 MPa上升至10.15 MPa，含水率稳定在80%左右，解堵效果明显，目前累增油5 000余m3。

W2井为东营组聚合物驱受效井，检泵时发现泵吸入口堵塞有大量聚合物复合垢样，加注解堵剂50 m3，关井反应24 h后启泵生产，产液由45.7 m3/d增加至93.4 m3/d，产油由3.9 m3/d上升至11.5 m3/d，流压由2.19 MPa上升至3.62 MPa，解堵效果明显，含水率稳定在88%左右，目前累增油3 000余m3。

表3 解堵剂现场应用效果分析

4 结语

组成为5%解聚剂PA-PB+1%缓蚀剂PA-CI+5%重垢解堵剂PA-OS+20%螯合解堵剂PA-NC的解堵剂可有效溶解碳酸钙和粘土矿物，在60 ℃，24 h时对碳酸钙溶垢率为94.5%，对粘土矿物溶蚀率为20.1%～53.5%；对蜡和沥青质的溶解速率分别为0.024 9 g/min和0.751 5 g/min；对N80钢片的腐蚀速率为 1.24 g/(m2·h)。

复合解堵剂可有效降解以聚合物、无机垢和重质原油组成的复合堵塞物，在50～70 ℃下，对复合垢样的降解率为94.0%～96.3%。现场采用单步法直接加注方式解堵后，受效井流压增加1.43～7.28 MPa，产油量增幅1.47～1.94倍，增产效果显著。