新型“清洁剂”让含硫化氢油气井洗井不再难
时间:2015-06-08 15:09
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近年来,随着对油层保护认识的不断提高,大港油田油层保护技术得到了较快的发展,尤其是修井作业过程的油层保护已研究并形成了多项技术,如系列油层保护液技术、暂堵技术、机械防污染技术、一体化保护模式、常规解堵等,从预防到解除污染形成的技术满足了大港油田的基本需求。但针对特殊油藏,如含硫油气藏目前大港油田还没有一项针对性的油层保护技术。在油气开发含硫化氢井的完井及修井作业中,如采用不恰当的洗井液,不仅会污染油层,降低产量,而且还有可能发生硫化氢外泄,导致重大安全事故,造成经济损失。
新型洗井液体系洗井稳定
目前,针对含硫化氢井的防硫化氢洗井液主要包括两种,其一,采用高浓度碱水,高浓度碱水不仅容易造成较强碱敏损害,还会与钙镁离子结合生成沉淀污染地层,使得除硫不彻底。其二,加入除硫剂(如碱式碳酸锌),但碱式碳酸锌与硫化氢反应生成的硫化锌会沉淀污染地层,导致减产。因此如能研制出一种既具有适宜的pH值,又能与硫化氢发生清洁反应,无沉淀生成,且能根除硫化氢,避免污染地层的新型防硫化氢洗井液体系,将会有广阔的应用前景。
研究人员采取多项试验配置新型洗井液,室内针对含硫井修井作业,形成了两套配方。针对高含硫化氢井的配方为基液 + 2%氯化钾+0.2%新型除硫剂A+0.6%新型pH值保持剂C + 0.2%助排剂;针对低硫化氢含量井的配方为基液 + 2%氯化钾+0.6%新型pH值保持剂C + 0.2%助排剂。该体系不仅具有无固相体系的全部优点,而且还具有较强的防硫化氢、极低的腐蚀率、更高的防膨率、超强的抗钙、镁能力以及油层保护性能,是一种新型防硫化氢低伤害清洁洗井液配方体系。
无固相防硫化氢低伤害洗井液的除硫及保护储层机理在于,采用两种新型的防硫化氢处理剂的复配体系,通过氧化还原根除体系中的硫,其中一种处理剂作为pH缓冲剂给洗井液提供适宜的碱性环境,且抗钙镁消耗能力强,在消耗硫化氢的同时,为整个洗井过程中提供稳定的碱性环境,防止硫化氢的二次析出。因此,该洗井液在清洁除硫的同时,还具有良好的配伍性,不会沉淀堵塞地层导致减产。而使用常规强碱,会产生一些沉淀和硬度较高的离子,导致碱溶液的损失和颗粒堵塞等问题。此外该洗井液还具有较低的油水界面张力,减轻水锁伤害;具有良好的防止粘土膨胀性能,保护油层效果好。
新型洗井液功能强复产显著
研究人员通过试验对各种除硫剂溶解性做了对比。试验表明该洗井液体系中的物质具有一定水溶性。同时,将已吸收了硫化氢的新型吸收剂进行pH检测,并与常规碱液进行了对比实验表明,新型防硫化氢体系在吸收了大量硫化氢后,体系pH值仅从10-11之间降到了10,体系抗消耗能力强,仍然具有较稳定的碱性环境,避免硫化氢二次析出的可能。而常规碱液抗消耗能力差,反应后体系已由碱性降为了中性,硫化氢很有可能二次析出。对于防膨性能,除硫剂与氯化钾协同作用时体现了除硫剂的优良特性,其粘土恢复率达到了90%以上,高于氯化钾80%, 其粘土稳定效果非常好,同时除硫剂的弱碱性,还可起到pH调节剂的功效。
研究人员又对新型洗井液与小集污水与地层水配伍性进行了评价。新型洗井液的pH值为9-11之间,因此洗井液与地层水配伍的评价标准就是与不同比例模拟地层水中的Ca2+ 、Mg2+混合后是否产生沉淀。在常温和50℃两种条件下分别作地层水的配伍性实验,观察到混合溶液澄清透明无沉淀生成。这说明地层水与洗井液在常温和井筒温度(50℃)下都能很好的配伍。洗井液与地层水的配伍性好,是由于洗井液中
离子能够与碱金属离子和碱土金属离子发生络合作用而产生稳定的过饱和溶液,这种过饱和溶液可以稳定保存1~2个月而不会有溶质析出。这是新型洗井液相比常规碱性洗井液以及其它除硫剂所具有的优越之处。
针对于储层岩石配伍性,研究人员选取目标区块的岩心进行渗透率恢复实验,实验结果表明,岩心经洗井液伤害后24h的渗透率恢复率都能达到80%以上。目前现场所用的常规碱液和其它除硫剂洗井液,岩心渗透率恢复率也只能达到33%,而且恢复期较长。因此,新型洗井液在储层伤害方面较现有的洗井液有了很大的进步,提高了恢复率,降低了恢复期,对油层起到了一定的保护作用。不仅如此,新型除硫剂是阳极钝化剂,可在各种金属表面形成钝化层,且具有一定的抗菌作用,抗腐蚀能力强。
最后,研究人员进行了现场应用。2014年通过同大港油田采油三厂及相关单位合作,针对含硫井使用碱液污染地层的问题,成功在2口井上应用新型防硫化氢低伤害洗井液体系。顺利完成2口井的施工作业并取得了良好的保护油层效果。作业井目前已投产,作业前日产油6吨,作业后日产油6.2t,恢复期2天,恢复率100%,油层保护效果显著。