新疆某细粉砂油藏防膨抑砂体系室内试验研究

新疆某油田埋藏深度在970～1 404.9 m，油层为砂岩地层；其中沙湾组下部以大套疏松的含砾细砂岩、细砂岩夹灰绿色泥岩沉积为主，属于泥质胶结，泥质含量达7.4%；砂岩的支撑方式为颗粒式，接触方式主要为点线方式，地层胶结疏松；据出砂情况发现砂粒中细粉砂含量高，粒度中值只有0.17 mm。针对该油田细粉砂油藏防砂问题，常规物理充填防砂效果并不理想。油田有尝试用化学防砂应对其粉细出砂问题。但因树脂黏度高，需加入有机溶剂，至生产成本高且污染严重；且大多数树脂固结后渗透率下降严重，只能保持原始渗透率的40%～60%，导致减产，甚至堵死油井，造成油水井事故[1]。因此，研究价廉、高效、实用的复配型化学防砂剂是开发疏松砂岩的必然趋势[2]。针对该油田地质条件，通过实验筛选出具有防膨抑砂效果的高分子防膨抑砂体系，以满足该油田地层粉细砂的防砂要求，为油田现场粉细防砂施工提供参考。

1实验

1.1仪器和药品

3PB00C型平流泵，北京卫星制造厂；UC-2102可见分光光度计，汇博仪器有限公司；填砂管驱替装置，郑州市长城科工贸有限公司；NDJ-1B黏度计，上海昌吉地质仪器有限公司； ARC120型电子天平，梅特勒-托利多仪器(上海)有限公司。

KCL、NaCL，工业级，广东泰瑞新材料有限公司；碘化镉、可溶性淀粉，分析纯，天津博迪化工股份有限公司；甲酸钠、溴水，分析纯，国药集团化学试剂有限公司。

1.2实验方法

1.2.1吸附量的测定

在一定浓度范围内，吸光度与聚合物质量浓度之间存在线性关系，并且吸附量与聚合物质量浓度之间也存在计算公式，可先采用淀粉-碘化镉法测量出待测抑砂剂溶液在被砂粒吸附前后的吸光度[3]，从而得到其被砂粒吸附前后的浓度，再计算出待测抑砂剂的吸附量。

1)淀粉-碘化镉

根据文献[4]绘制聚合物浓度同吸光度标准曲线。

2)静态吸附量测定[5]

采用浸泡法测量抑砂剂在多孔介质中的静态吸附量。称取5 g的100～120目细砂于比色管中，再加入30 mL抑砂剂，用玻璃棒充分搅拌后，静置12 h。然后测量被吸附前后抑砂剂的吸光度，通过吸光度与质量浓度的标准曲线得被吸附前后的质量浓度，根据公式1计算静态吸附量；

式中：q—静态吸附量，mg/g；V—抑砂剂溶液的体积，L；co—抑砂剂溶液的初始质量浓度，mg/L；ce—吸附平衡后抑砂剂溶液的最终浓度，mg/L；m—砂岩颗粒的质量，g。

1.2.2动态抑砂效果测定

在L=50 cm，截面积S=4.9 cm2的填砂管中填充满砂粒制成岩芯，称取此时的质量为W1，然后以1 mL/min的排量用蒸馏水饱和岩芯，直到出口端出水量均匀，读出此时的压力为P，由公式(2)计算出渗透率，再次称量填砂管的质量为W2，则孔隙度即为(W2-W1)mL；以1 mL/min的排量注入抑砂剂静置12 h，然后分别以300～4 800 mL/h的排量用水驱替岩芯，驱替体积均为10 PV，将冲出液过滤，烘干后称重。

式中：K为渗透率，μm2；Q为流量，mL/s；L为填砂管的长度，cm；μ为黏度，mPa·s；S为填砂管的横截面积，cm2；p为压力，0.1 MPa。

2结果与讨论

2.1防膨抑砂体系的确定

2.1.1不同复配体系的防膨性能

按照SY/T 5971—1994《注水用黏土稳定剂性能评价方法》中的离心法对比不同类型的防膨剂，优选出实验室自制有机防膨剂为BSA-101，质量分数为0.5%。将其加入到3种复合抑砂剂SW-91、GX-1和0.3%有机阳离子聚合物(相对分子质量为800万，离子度为50%)中，进行黏土防膨效果试验，以筛选出至少2种防膨效果较好的抑砂体系做动态冲砂试验，其中防膨率对比结果见表1。

表1防膨抑砂体系的防膨效果防膨体系黏土初始高度/cm黏土最终高度/cm黏土防膨率/%0.5%BSA-101+%BSA-101+%BSA-101+0.3%有机阳离子聚合物%有机阳离子聚合物煤油水1.28.00

将0.5%BSA-101+SW-91命名为BS-95，将0.5%BSA-101+0.3%有机阳离子聚合物命名为BY-53。由表1可知，BS-95和BY-53的防膨效果最好，防膨率分别为89.7%和83.82%。通过试验初步筛选出BS-95和BY-53作防膨抑砂体系的防膨效果较好。

2.1.2体系的静态稳砂效果评价

1)防膨抑砂剂静态稳砂效果

配制出BY-53、BS-95防膨抑砂体系，与油田现有复配防膨抑砂体系SW-91、GX-1和0.3%有机阳离子聚合物抑砂剂做静态抑砂效果对比实验。将相同浓度BY-53、BS-95、SW-91、GX-1、0.3%有机阳离子聚合物5种抑砂剂置于100 mL比色管中，加入100～120目细砂，在静置24 h，反复翻转10次倒置于试管架上观察细砂沉降情况。BY-53抑砂体系和BS-95抑砂的沉降砂子较少，稳砂效果好；但单从宏观方面观察2种防膨抑砂体系稳砂效果，不足以充分证明体系的稳砂性能。

文章来源：《油田化学》 网址: http://www.ythxzzs.cn/qikandaodu/2020/1228/350.html