“塔河稠油井筒解堵抑堵剂研制”项目通过评议

<正>2014年3月28日,中国石化石油化工科学研究院承担的"塔河稠油井筒解堵抑堵剂研制"项目在北京通过了由中国石油化工股份有限公司科技部组织的技术评议。本项目研究了塔河稠油井筒堵塞物的形成机理;针对塔河稠油井筒堵塞物沥青质含量高的特点,研制了含有特定酸碱性成分、与稠油组成相匹配的分散剂主剂和低聚物型分散稳定助剂,形成了复合解堵抑堵剂配方体系;针对现场工况,开发了掺稀油连续加剂稠油开采生产工艺。所研制的解堵抑堵剂性能优良,最大堵塞物溶解量达     

稠油沥青分散剂的筛选及效果研究

为解决我国西部某油田稠油开采过程中胶质、沥青质析出堵塞井筒问题,考察了沥青分散MCS,WD-06,JX-108,CL-5,XJ-2的溶解和分散性能,筛选出对堵塞物溶解效果最好的分散剂XJ-2。并考察了分散剂XJ-2对石蜡的溶解效果、热处理温度对分散剂溶解速率的影响、分散剂的最大溶解量及对稠油黏度的影响。结果表明,分散剂XJ-2具有良好的溶解蜡质堵塞物和抑制其析出的能力;当热处理温度为90℃时,溶解速率达1.713 2 mg/(m L·min);当其加量为1 000 mg/L时,原油黏度大幅下降。现场应用表明,该分散剂可有效防治胶质、沥青质沉积造成的堵塞。     

塔河油田沥青质稠油成因分析及防治技术

塔河油田TK235、TK305等井陆续出现沥青质稠油沉积堵塞油管造成停产,对生产造成了严重影响。针对此类问题,文中对塔河油田原油中沥青质的沉积问题进行了综合研究,形成了有效的沥青质稠油沉积堵塞防治技术。通过对塔河油田沥青质原油组分进行分析,结合沥青质沉积堵塞物成分的分析,发现沥青质沉积主要是由于原油组分在举升过程中的环境条件变化所导致,从而开发了掺稠油、掺改性稠油（稠油＋沥青分散稳定剂）等治理工艺．试验结果表明：这些工艺较好地解决了沥青质沉积堵塞油管的问题,实现了油井的正常生产,并在现场应用中取得了良好的效果。     

微乳热化学复合解堵剂的研制及应用

为了解决稠油井堵塞的问题，在研究现场使用的各种解堵剂的基础上，通过大量的室内实验研究，研制出适合稠油开发的复合型解堵剂——微乳热化学复合解堵剂。该解堵剂适用于下列井况：油层疏松、渗透性差、产能低的油井，胶质 沥青质堵塞的油井，稠油乳化堵塞井。在高升油田现场施工6井次，施工成功率达到100％，并取得了较好的经济效益。     

稀油反洗防井筒有机垢堵塞方法研究及应用

渤海JX1-1油田2D井区油井自投产以来频繁发生井筒有机垢堵塞现象。为了改善油井生产状况，开展了井筒治理对策研究，首先对2D井区原油组分及物性进行分析，然后对现场取得的有机垢的流变性、组分和元素组成进行实验分析。结果表明，2D井区原油为中等含蜡的普通稠油，析蜡点较高，兼具结蜡和沥青质沉积风险。有机垢主要为沥青质和其他的油质组分组成，且有机垢经高温预处理再重新冷却后其流变性将变得更差，因此常规热洗效果较差。借鉴掺稀采油技术，考虑利用邻井稀油反洗溶解分散2D井区井筒有机垢。通过井口采油树将B8井稀油直接导入B25井油套环空进行反洗，B25井在实施稀油反洗防井筒有机垢堵塞措施后，产油量增加27.5%，有效期达1年以上。现场实践证实，稀油反洗可以有效预防稠油井的沥青质沉积、结蜡等有机垢堵塞，对相似油田和区块具有一定的推广价值。     

一种高效有机解堵剂的室内实验研究

蜡质、胶质、沥青质在原油中普遍存在。伴随开采,蜡质、胶质、沥青质等有机物析出会给石油开采、生产、输送和加工带来很多问题;特别是在油田生产过程中,由于温度和压力变化,它们会在近井地带、井筒沉积下来,甚至堵塞油流通道。为了解决这一问题,本文对14种有机解堵剂进行了溶蜡、溶沥青质性能室内评价,筛选出一种性能优良的有机解堵剂,并进行配方改良,使得该体系兼具低表面张力,高效的溶蜡、溶沥青质、溶解稠油的优良性能,在室温条件下表面张力27.94 mN/m,在80℃条件下溶蜡速率16.612 mg/mL·min、溶沥青质速率8.301 mg/mL·min、稠油溶解速率10.978 mg/mL·min。     

塔河油田奥陶系油藏重质烃类堵塞物形成机理及防治方法

塔河缝洞型碳酸盐岩油藏开采过程中有24口井出现沥青质堵塞井筒现象,油井无法生产。实验证明沥青质堵塞物形成的主要原因是凝析油与稠油互相混合作用的结果。结合塔河奥陶系油藏的成藏特征,发现堵塞井均处在凝析气与重油的过渡带上。通过分析生产动态特征,总结了堵塞物形成前后的生产动态变化规律,提出以掺改性稠油为核心的油井解堵、以环空注活性水及地层注水预防沥青质堵塞物形成的综合防治技术,对已出现沥青质堵塞严重的6口井进行了成功的治理,恢复了油井正常生产。     

塔河油田TK305井井筒沥青质沉积防治

塔河油田奥陶系油藏(地温126℃)多口采油井井筒出现沥青质沉积,其中TK305井多次处理无效而停产,连续注入掺沥青分散稳定剂SLAD-02(主要成分为大分子含氟表面活性剂)的原油,使该井恢复生产。TK305井沥青质沉积物含沥青质60.19%,含胶质7.64%,85℃时不流动,95℃时较易流动,在120℃不溶于性质与TK305井原油相近的S86井原油(稀油),在塔一联原油(稠油)中溶解率为4.8%,在加入0.4%SLAD-02的塔一联原油中溶解率达30.13%,混入高达50%的模拟地层水基本上不影响加剂塔一联原油对沥青质沉积物的溶解率。溶解了沥青质沉积物的加剂塔一联原油与S86井原油的等量混合油,30~60℃黏度在50~350 mPa.s之间,在井筒内可正常举升。TK305井井筒沉积沥青质沉积物4800 m,用SLAD-02处理解堵后,2005年8月13日~10月6日期间通过环空注入加剂塔一联原油,根据产出油黏度调整加剂原油注入量和地层产油量,10月1日~6日期间进行评价,累计注入加剂原油550.2 m3,累计地层产油399.9 m3,注采比1∶0.73,该井恢复了生产。图4表4参5。     

生物酶稠油解堵剂的实验应用研究

详细介绍了生物酶稠油解堵剂的解堵机理:该解堵剂能够降低油水界面张力,改变岩石润湿性,使胶质、沥青质脱离固体颗粒表面,同时细粉砂也可随着液流排出,在解除有机垢堵塞的同时也可使固体颗粒堵塞部分解除。岩心驱替实验结果显示,对于渗透率小于1μm2的岩心,生物酶稠油解堵剂的解堵效果并不理想,而对于渗透率大于1μm2的岩心其解堵效果则很明显。现场应用结果表明,生物酶稠油解堵剂能够有效解除稠油油藏堵塞,提高油井产量。     

渤海油田注水井解堵增注技术

为解决渤海油田注水困难的问题,在对注水井注水动态和堵塞物资料进行分析的基础上,得到了注水井的系列堵塞机理,并研制出相应的解堵剂,即BHJ系列解堵剂。分别对有机解堵剂溶解沥青、石蜡能力、洗油能力、破乳能力以及无机解堵剂溶蚀充填砂、溶蚀岩样、溶解无机盐垢、溶解铁锈、静态挂片腐蚀性、难溶垢转化率等进行了室内评价试验,结果表明,该解堵剂对堵塞物溶蚀率高达90%以上。在渤海油田进行现场施工12井次,措施井视吸水指数大幅度上升,措施成功率100%。实践表明,BHJ系列解堵剂具有解堵且不伤害地层骨架的优点,同时具有适用范围广、解堵率高、渗透率改善效果好等特点,可大面积推广。     

Study of asphaltene dispersion and removal for high-asphaltene oil wells

Many wellbores are blocked by asphaltene deposits,which lead to production problems in the oilfield development process.In this paper,methods such as elemental analysis,and solvent extraction are adopted for the study of wellbore blockages.The content of organic matter in blockages is higher than 96% and asphaltene is the main component of the organic matter with n-heptane asphaltene content of 38%.Based on the above analyses,an agent for asphaltene dispersion and removal(named as SDJ) was developed.The performance of the SDJ agent was evaluated,and it was found that the dissolution rate of asphaltene can reach 2.9 mg.mL-1.min-1 at 60 oC.SDJ agent(1wt%) was added to crude oil with a colloid instability index greater than 0.9 can effectively inhibit asphaltene deposition in the wellbore.By the viscosity method,the dissolution amount of SDJ agent was calculated,and it was found that when the viscosity of the system is around 2,000 mPa.s(the common viscosity of crude oil),the amount of SDJ agent added to the blockage was at least 96 g per 100 g blockages.Therefore,SDJ agent has promising application for dispersion and removal of asphaltene deposition in high-asphaltene wells.     

HB复合解堵技术在二连低渗透油田的应用

根据二连阿南，哈南低渗透砂岩油田的地质和开发特征及造成油层污染的主要原因。研制了以溶蜡，胶质沥青为主的HB有机解堵剂配方和以清除酸溶盐，铁的腐蚀产物，粘土颗粒及乳化水堵塞为主的HB无机解堵剂配方。介绍了HB复合解堵技术解堵机理。解堵剂性能和现场施工工艺。在二连“两南”低渗透砂岩油田现场应用取得了较好的效果。     

吉林油田新Ⅴ区块注水压力高原因分析及对策

对吉林油田新Ⅴ区块注水压力高的原因进行了分析。经研究发现 ,注水压力上升的主要原因是粘土膨胀、机械杂质、胶质及沥青质等造成的地层堵塞。另外 ,钻井泥浆污染也是造成注水压力升高的原因之一。对区块实施“热酸复合型地层强化处理技术”和大排量洗井等措施后 ,注水压力和启动压力都有了明显下降     

NEW TECHNIQUES AND METHODS FOR THE STUDY OF AGGREGATION, ADSORPTION, AND SOLUBILITY OF ASPHALTENES. IMPACT OF THESE PROPERTIES ON COLLOIDAL STRUCTURE AND FLOCCULATION

The solubility of Furrial asphaltene in toluene was 57g L^-1. However, using a new technique, based on the precipitation of this sample by the phenol PNP, we found that a fraction [2], comprising 47% of the asphaltene, is of low solubility. This suggested that this material constitutes the colloidal phase, and the rest acts as the dispersing fraction. This technique allowed the fractionation of asphaltenes in fractions A₁, A₂, and A₃ according to solubility, going from practically insoluble (A₁) to low (A₂, 1 g L^-1) to high (A₃, around 57 g L^-1). The adsorption isotherms of asphaltenes on glass and silica in toluene consist of a sequence of steps or step-wise adsorption. The first layer or first step is formed by the adsorption of free asphaltene molecules and by small aggregates (aggregation number between 3 and 6) which saturate the glass or silica surface in the usual manner (L-type or H-type isotherms). However, we suggest that the second, third, and other asphaltene layers adsorb sequentially according to the above differences in solubility. The very slow changes with time and the negligible desorption from the surface measured for the above isotherms were interpreted as the effect of packing or the building up of a well packed layer. This would be achieved by the slow formation and rupture of bonds between neighboring molecules at the surface. Thus, molecules with difficulties to pack, adsorbed by a kinetically controlled process, are either rejected or relocated in a thermodynamic controlled process. The above results and ideas were used to improve the models for asphaltene and petroleum colloids and to underscore the importance of surfaces and colloid dispersants in asphaltene precipitation during the production of crude oils. For instance, the results described below suggest that colloids are constituted by a well packed and insoluble asphaltene core, impervious to the solvent, and by a loose packed periphery which, by allowing solvent penetration, keep the colloid in solution. According to this model, desorption of compounds in the above loosely packed periphery, such as the one promoted by a surface, would be the main cause of asphaltene precipitation from crude oils. In this case, solubility reductions caused by pressure drops during oil production would have a minor effect. Also, preliminary number average molecular weights M_n for four asphaltenes, obtained using a new procedure, are presented here. The M_n values obtained ranged from 780 to 1150 g/mol.     

准噶尔盆地南缘井筒堵塞物中沥青质分子组成研究

采用傅里叶变换离子回旋共振质谱分析技术,分析了准噶尔盆地南缘高探1井原油及井筒堵塞物抽提物中沥青质化学组成及差异,探讨了沥青质的组成及结构与沥青质沉积关系,对于沥青质聚集理论研究具有重要意义.研究结果显示,高探1井原油及井筒堵塞物抽提物中沥青质分子主要为N1、N1 O1、O1、O2、O3和O4类化合物,但堵塞物抽提物中...     

油井中胶质沥青质沉积结垢的防治

对配制的不同配方的解堵剂,通过各种性能评价,包括腐蚀实验和破乳剂的配伍性实验,得到该解堵剂的性能较好,对油井管柱、设备均不会造成腐蚀伤害,并且不会影响原油的后续处理加工。不同配方的解堵剂不仅对塔河油田油井中沥青质堵塞物的产生有较好的抑制作用,而且对已经产生的堵塞物有较好的溶解效果,对效果好的解堵剂进行复配后发现解堵效果有明显改善;另外该解堵剂对原油还有一定的降粘作用,有利于原油的开采输送。     

渣油磺酸盐表面活性剂对晋45断块高温油田的适应性评价

通过对渣油磺酸盐在晋45断块高温油田溶解性、界面张力、稳定性、吸附量及驱油效率的测定,研究渣油磺酸盐在高温油田的驱油性能。结果表明,该表面活性剂在晋45断块油藏条件下,具有较好的溶解性,与该断块脱水原油的界面张力可以达到10-3mN/m数量级;注入浓度0.3%时,在晋45断块岩心上的吸附量小于2 mg/g油砂;0.2%表面活性剂自发吸吮采收率达到25%。室内岩心驱油试验结果表明,0.2%表面活性剂注入0.3 PV可比水驱提高采收率13个百分点以上。研究认为,该表面活性剂可以较大幅度地提高晋45断块油藏采收率。     

哈萨克K油田油井堵塞物分析及解堵技术

K油田井下油管、套管出现了较为严重的作业后堵塞问题,严重影响了油井正常生产。针对这一问题,鉴定了堵塞物类型并研制了一种螯合型高效解堵剂。首先,对K油田的储层特征进行了全面的分析,了解其潜在的油井堵塞可能,得出结垢和CO₂腐蚀剥落铁锈的可能堵塞原因。然后,根据XRF和XRD等大型仪器分析结果,确定了堵塞物的主体为氧化铁并含有少量石盐。最后,通过多种酸液体系的溶解实验,进一步确认了堵塞物类型,并优选出螯合剂与氢氟酸组合的解堵液配方体系和与之适应的缓蚀剂体系,同时使用现场井筒堵塞物样品对其进行了溶解验证实验。结果表明,该螯合型解堵液体系能够耐受120℃的高温,对油套管的N80钢片无溶蚀作用,而2 h内对堵塞物锈块样品有着高达82%的溶蚀率,达到既能保护油套管而又能溶蚀堵塞物的目的,显示出良好的解堵效率。该解堵液体系,加入KMS-Z缓蚀剂后,腐蚀速率大幅降低,低至8.91 g/（m2×h）,可超过行业一级标准。与之相比,土酸体系虽然具有良好的溶解能力,但腐蚀速率始终无法得到有效控制,这可能与铁锈溶解后三价铁的高氧化性有关。      

渤海油田疏水缔合类堵塞物伤害机理及解堵技术

针对渤海S油田注聚井进行多次解堵仍达不到油藏配注需求的生产难题,开展了堵塞特点及伤害机理的研究。利用扫描电镜、红外光谱及原子力显微镜等实验仪器对该油田注入过程中形成的疏水缔合类堵塞物与常用聚丙烯酰胺类堵塞物进行了对比研究,发现疏水缔合类堵塞物比常规堵塞物结构更加复杂、包裹油污能力更强,并针对其伤害特点研发出新型SOA解堵剂。通过室内实验发现,新型SOA解堵剂对疏水缔合聚合物类堵塞物降解率达到90%以上,而当SOA与酸组合使用后降解率达到99%以上,由此形成了一套SOA解堵剂与酸交替注入的新工艺。研究成果在S油田完成4井次现场应用,有效率100%,为海上油田注聚井高效解堵提供有效的方法,具有很好的推广应用前景。     

JZ9-3油田注聚井安全解聚剂研制及评价

针对JZ9-3油田长期注聚造成堵塞问题,分析了W井堵塞物成分和特征。通过氧化剂和稳定剂的筛选及优化,研制成一种安全解聚剂,并进行了堵塞物溶蚀、一维填砂管模型驱替实验、腐蚀速率的性能评价。结果表明,过碳酰胺对高浓度聚合物溶液和凝胶的降黏率均能达到99%;加入稳定剂后,可以控制活性氧释放速率,在60℃下静置72 h仍能保持8%活性氧含量,大幅度地提高了解聚剂的安全性。解聚剂对堵塞物溶蚀率达到91.6%,解堵后渗透率恢复率达到305%,具有低腐蚀速率、不产生氧气的特点,确保现场施工的安全。在W井现场解堵施工应用中表明,该解聚剂对长期注聚产生的堵塞具有良好的解除效果。