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注水增注剂研发及应用 二零一二年三月 主 要 内 容 前言 注水压力升高原因分析 降压增注机理研究 现场应用情况 结论 室内技术研发 第一部分：前言 本文通过合成一种降低油水界面张力、改变岩石的润湿性、抑制黏土膨胀及细菌生长等，提高注入水的渗流能力的助剂，达到低渗透油田降压增注的目的。 .油田开发进入中、后期，油层压力下降速度快，注水成为维持油层压力的重要手段。 随着油田注水开发时间的延长，注水压力不断升高，注水成本逐年增加。 第二部分：注水压力升高原因分析 注水压力升高原因分析 地层粘土堵塞 第二部分：注水压力升高原因分析 长庆油田是典型的的低产、低压、低渗透油田，全油区平均渗透率56．6×10-3μm2，其中特低渗透油藏仅有2．0×10-3μm2。地层沉积的储层内有大量的低渗透泥质夹层，其成分主要为易膨胀的粘土，其中蒙脱石和伊/蒙混层具有较高的亲水性、膨胀性及较高的比表面,在所有粘土矿物中水敏性最强。由于砂层组分渗透率变异系数快，岩石湿润性偏亲水。因此，在注入水时，泥质夹层中的粘土就会膨胀，造成地层堵塞。 第二部分：注水压力升高原因分析 主要表现在注入水造成地层粘土矿物水化膨胀;注水速度过快,引起地层松散,微粒分散、运移; 注入水中的悬浮固体、原油液滴、有机残渣及细菌和高密度盐水结垢共同作用会引起岩心严重堵塞。 油田在注水开发过程中,由于外来液体与储层岩石矿物、储层流体等不完全配伍导致结垢,水中悬浮物质、微生物的存在,以及原油中石蜡、沥青胶质等析出 常引起地层堵塞,使油井产量下降,注水压力升高,影响正常生产。 注 入 水 水 质 导 致 地 层 堵 塞 第二部分：注水压力升高原因分析 注入水水质伤害导致油层堵塞 试验表明,水中溶解氧的浓度在1 mg/L的情况下,就能引起碳钢的严重腐蚀。溶解氧加剧腐蚀的原因有两个：一、氧很容易与阴极上的氢离子结合; 二,如果pH值超过4时,Fe2+易被氧化为Fe3+,形成难溶于水的Fe (OH) 3。Fe (OH) 3 可脱铁生成铁锈Fe2O3。所以,含 氧高造成的Fe (OH) 3 沉淀伤害是重要原因。 此外,细菌大量繁殖也会造成地层伤害,特别是硫酸盐还原菌,可造成管线腐蚀,导致地层伤害。 第三部分：降压增注机理研究 降压增注机理研究 表面活性剂降压增注机理 杀菌剂增注机理 有机酸增注机理 其他助剂的增注机理 第三部分：降压增注机理研究 采用合适的表面活性剂，具有强乳化性，进入配注水中形成微乳液，遇油后很快形成油水混相乳状液，亲水亲油得到平衡，并使油水界面张力降低，从而降低油层孔隙中毛细管束缚力，提高水相渗透率和油水微乳液的运移速度。 表面活性剂降压增注机理 第三部分：降压增注机理研究 杀菌剂增注机理 油田注水系统中，硫酸盐还原菌可能比其他任何细菌都更为严重。它们能把水里的硫酸根中的硫还原为负二价硫离子而生成硫化氢。硫化氢能引起腐蚀，且在腐蚀反应中产生的硫化亚铁是极易造成堵塞的物质。因此选择一种合适的杀菌剂是必要的。 第三部分：降压增注机理研究 有机酸具有较强的溶蚀粘土能力和缓速性能，通过添加NH4F等添加剂可同时具有耐Fe3+能力强，对油管的腐蚀性小，抑制二次反应产生沉淀等功效，并能有效清除近井地带污染物堵塞，提高地层渗透率和吸水能力。 其他助剂增注机理 除过以上表面活性剂、杀菌剂和有机酸外，缓蚀剂起到防止腐蚀的目的，阻垢剂起到防止结垢堵塞的目的，粘土稳定剂起到防止粘土膨胀的目的等。 1、研发技术思路 第四部分：室内技术研发 通过对长庆油田注水现状及注水增注机理的研究，制定出研发技术思路：筛选一种或几种表面活性剂进行复配，提高水相渗透率和油水微乳液的运移速度。同时添加具有不同功效的酸化剂、杀菌剂、缓蚀剂、阻垢剂等，使采出水回注时减少对地层的次生伤害，并降低油水界面张力，疏通地层堵塞，达到降压增注的目的。 2、配方设计及助剂选择 配方设计包括表面活性剂、酸化剂、杀菌剂、缓蚀剂、阻垢剂等化工原料，以达到设计要求。根据油田注水井的一般情况和实际需要进行了各种化学剂的选择和组合。 2.1、 酸化剂的选择 表1 酸化剂配比实验记录 序号 名称 添加比例% 溶解率（%） 管材腐蚀速率mm/a 碳酸钙 硫化亚铁 1 氯乙酸 2 20 10 2.25 2 柠檬酸 2 15 18 1.03 3 氯乙酸+柠檬酸 1:1 2 30 20 2.2 4 盐酸 2 30 30 15.8 5 氯乙酸 4 40 20 2.45 6 柠檬酸 4 30 40 1.05 7 氯乙酸+柠檬酸 1:1 4 80 50 2.3 8 盐酸 4 60 60 19.2 9 氯乙酸 6 50 30 2.5