耐高温改性酚醛树脂复合堵剂体系的研制及性能评价

8

精细石油化工进展

第14卷第3期

A D V A N C ES I N FI N E P E TR O C H E M I C A L S

耐高温改性酚醛树脂复合堵剂体系

的研制及性能评价

付敏杰，赵修太，王增宝，王静，陈龙

(中国石油大学(华东)石油工程学院，山东青岛266580)

[摘要]研制了耐高温改性酚醛树脂复合堵剂体系，并对其性能进行了评价。确定了可满足现场油田污水配制要求的复合堵剂体系最佳配方：3000m g／L H PA M+4．5％改性酚醛树脂+

0．08％膨润土。性能评价结果表明，复合堵剂体系的耐温抗盐性能良好，可用于200℃的稠油热

采井的调剖堵水作业；封堵性能良好，封堵率高达98．6％，80oC放置20d进行后续水驱，封堵率变

化不大，稳定性好。

【关键词】改性酚醛树脂复合堵剂稠油热采耐温抗盐性能评价

胜利油田孤东油区稠油油藏主要集中在9个

区块的馆陶组地层，埋深1050～1450m，油层厚度3—15m，渗透率为0．2—2．0斗m2，地面原油黏度为2000～15000m Pa s，属于“中深层、薄层、普通一特稠”类型稠油油藏¨J。自1996年投产以来，已形成以注蒸汽开采为主，火烧油层及其他热力采油技术为辅的稠油开采配套技术。

由于孤东稠油油藏具有河流相正韵律沉积、胶结疏松、低中渗透、泥质含量高、易出砂等地质特点¨J，随着稠油热采的不断深入，地层压降增大，边底水侵入或相邻注水井注入水突进，造成含水上升，影响了热采开发效果。目前，垦东K D521区块整体含水率大于90％，K D53区块整体含水率也近89％，因此，开展热采高温堵水调剖技术研究十分必要。结合我国蒸汽开采技术现状，蒸汽发生器产生的蒸汽温度约350oC，沿程(管线及井筒)温度损失约150℃，实际注入油藏的蒸汽温度为200℃。在一定条件下，将H PA M、改性水溶性酚醛树脂复配，添加少量无机固相颗粒，在地面搅拌均匀，注入地层，可形成不溶、不熔且具有较高强度和耐温性的固相结构，实现对高渗层的有效封堵。

1改性酚醛树脂复合堵剂体系配方的优选将H PA M和改性水溶性酚醛树脂复配，放人80℃恒温箱中进行交联实验，根据针人深度和交联时间对改l生酚醛树脂复合堵剂体系配方进行优选。1．1改性水溶性酚醛树脂加量

改性水溶性酚醛加量是影响堵剂体系成胶性能的重要因素。在80℃和不同H PA M浓度下，考察改性水溶性酚醛树脂加量对成胶性能的影响，结果见表1。H PA M浓度对复合堵剂体系成胶性能影响不大；而改性水溶性酚醛树脂加量增加，体系的针人深度明显下降，成胶时间缩短。但实验过程中发现，当酚醛树脂加量增加到一定值后，再增加改性水溶性酚醛树脂加量导致成胶固体黏弹性变差、脆性增强且易碎。因此，确定改性水溶性酚醛树脂加量为4．5％。

表1改性水溶性酚醛树月旨加量对成胶性能的影响

醛树脂加量／％500m g／L1000m g／L1500m g／L时间／h 2．25A A A17

4．506．65．85．615

6．752．42．32．214

9．001．81．41．213

13．50．61．21．010

注：实验所用针质量40．96g，A表示测试针接触至测试容器底部。

1．2I-I PA M浓度

复合堵剂体系中H PA M浓度增加，可提高成胶固体的黏弹性，增强体系的封堵效果。固定改性水溶性酚醛树脂加量为4．5％，考察H PA M浓度对成胶性能的影响，结果见表2。

收稿日期：2013—01—03。

作者简介：付敏杰，在读硕士研究生，研究方向为提高采收率与采油化学。

基金项目：中央高校基本科研业务费专项资金(27R1202006A)。

2013年5月付敏杰等．耐高温改性酚醛树脂复合堵剂体系的研制及性能评价9

从表2看出，H PA M浓度对体系的成胶性能影响不大，当H PA M浓度为3000m g／L时，复合堵剂体系针入深度5．1cm，成胶时间11．5h。因此，确定体系H PA M浓度为3000m g／L。

1．3无机固相颗粒类型及加量

少量无机固相颗粒的加入，可作为晶核，有利于有机交联体的吸附和有机／无机复合堵剂体系的形成。为方便现场施工，节约成本，实验用油田污水(矿化度为8000m g／L)作为分散介质，固定其他条件，H PA M浓度为3000m g／L，分别对膨润土及不同粒径粉煤灰加量进行了考察。

1．3．1粉煤灰

由于粉煤灰的颗粒粒径不均，首先对粉煤灰进行分级处理，分成100—120目，120—160目，160～200目和200目以上，粉煤灰加量为2．0％，考察其粒径对成胶性能的影响，结果见表3。

表3粉煤灰粒径对成胶性能的影响

从表3看出，粉煤灰粒径过大，则易沉淀至容器底部，不能有效地增加成胶强度；而当粉煤灰粒径大于200目时，其悬浮效果较好，且成胶固体颜色与不加粉煤灰时相同。因此，采用大于200目的粉煤灰进行进一步实验，考察其加量对成胶性能的影响，结果见表4。

表4粉煤灰加量对成胶性能的影响

从表4看出，粉煤灰能在一定程度上增加成胶强度，但效果不明显。1．3．2膨润土

固定其他条件，考察膨润土加量对体系成胶性能的影响，结果见表5。

表5膨润土加量对成胶性能的影响

从表4和表5看出，一定加量的膨润土可提高体系成胶固体的强度，而不影响成胶时间，效果优于粉煤灰。因此，实验选用膨润土，加量以0．08％为宜。

综上所述，确定复合堵剂的最佳配方为：3000m g／L H PA M+4．5％改性水溶性酚醛树脂+0．08％膨润土，其中配制用8000m g／L的油田污水。

2复合堵剂体系的性能评价

为考察复合堵剂体系在稠油热采井中的适应性，对最佳配方制备的复合堵剂体系的耐温抗盐及封堵性能进行了评价。

2．1抗盐性

目前，油田现场常用油田污水(或清水配母液、污水稀释注入)配制复合堵剂，矿化度较高。在80℃，不同矿化度下考察复合堵剂体系抗盐性能，结果见表6。

表6复合堵剂体系的抗盐性

笙丝鏖』(竖：兰：12笪△鋈堡』!竺堕壁堕囹￡!

O5．111．5 30006．O12．0

80007．012．5

130009．013．0

18000A13．5

从表6看出，随着矿化度升高，成胶强度降低，但成胶时间变化不大。当矿化度8000m g／L 时，成胶强度仍较大，满足复合堵剂的封堵要求。因此，在现场作业时，可用矿化度为8000m g／L的油田污水作为分散介质。

2．2耐温性

将最佳配方制备的复合堵剂密封放置在80℃的恒温箱中成胶，待体系成胶后，分别置于不同温度下加热6h，测定其脱水量和成胶强度，结果见表7。

一一㈣舢；兰¨㈣性一一。。一一一一i i i i孓靴一～㈣一耋一