渤海砂岩储层沥青质清除剂优选评价实验研究

渤海砂岩储层 沥青质清除剂优选评价实验研究

蒋纪陶

成都理工大学能源学院 610059

【摘要】渤海油田是我国在海上开发的最大的高孔高渗油田，具有原油黏度高，沥青含量高等特点。酸化施工后沥青游离，破坏井下设备，降低酸化效果，影响油井单井产量。本文取渤海油田含沥青原油样品，溶解抽提，分析沥青结构。基于沥青质清除剂清除效果实验，结合沥青质结构与性质对沥青质清除剂进行优选。

【关键词】沥青质；砂岩储层；沥青质清除剂

沥青在地层条件下为高粘液体至固体，形成于储集层孔隙空间中，储集层中的沥青占据储集层的部分储集空间，会破坏储集层孔隙结构，不仅会减小储集层的孔隙度，还会大幅度降低储集层的渗透率，严重影响储集层的物性及油井产能（陈龙龙.，2017）。

渤海砂岩储层原油中沥青含量高，而沥青质沉积是造成油气损害的主要原因之一。沥青质在储层和井筒中的沉积不光会造成储层物性的破坏，还会导致井筒堵塞，破坏井下结构，进而影响油井的单井产量。因此有必要找到一种能够有效去除储层和井筒中沥青质沉积的方法，进行解堵酸化，以恢复油井的正常生产，提高采收率。

一、实验方法

1.沥青结构参数表征

使用索式抽提法进行沥青试验样品制备。利用红外官能团分析、X射线衍射分析法，对沥青的结构参数、化学组成及性质进行表征和分析。

2.沥青质清除剂的优选评价

针对甲苯+酸清洗剂、苯混合物清除剂以及二甲苯乳化酸等三种沥青质清除剂的溶解评价实验，使用控制变量法，优选出制备简单，清除能力较强的沥青质清除剂。

3.储层岩心渗透率改善实验

基于沥青质清除剂的溶解评价实验，岩心驱替实验以及配伍性实验，优选适合于酸压体系的沥青质清除剂。

二、结果与讨论

1.沥青结构参数表征

沥青是一种苯环结构较多的化合物，其主要组分为芳香族化合物，其次还含有脂肪烃。红外结果显示在3900~3300cm^-1之间出现羟基-OH、胺基-NH₃土丘状吸收峰，苯环上的C-H反对称伸缩振动频率表现在3070~3030cm^-1处；在3000~2750cm^-1处出现C-H键的强吸收峰；在1755~1670cm^-1区域出现一个弱吸收峰，对应为C=O键，可能是其含有羧酸或醛酮类物质；在4000~400cm^-1的波数范围内出现有裂缝型吸收峰，推测是沥青质中含有酚醇类物质，通过分子内氢键作用生成聚合物，发生了内部变化，造成吸收峰的分裂。又因为分子间作用力使沥青质分子发生缔合，最终让沥青质处于缔合状态表现出较大极性。

图1 沥青样品红外光谱曲线

通过图2的X射线衍射结果发现，所选取的沥青样品具有十分繁杂的矿物类型，含有SiO₂、CaCO₃、NaAlSi₃O₈、伊利石、高岭石等硅酸盐类矿物，而且在图像上的2 =26.65°位置有一个清晰的SiO₂特征峰，在图中别的地方也发现了碳酸钙、硅酸盐类等粘土矿物的衍射峰。在2 =18°~19°、2 =24°~25°处出现的2个较宽的衍射峰，二者彼此交叠，导致峰值变高，沥青质含量高，衍射特征显著。

图2 沥青样品X射线衍射图谱

2.沥青质清除剂的优选评价

（1）甲苯+酸清洗剂

控制变量法测试甲苯+酸清洗剂（8%HCL＋1.5%HCP＋1%HAS＋3%HR＋余量水）的清除效果。将温度设定为50℃，把甲苯溶剂用量调整为125mL/g，作用时长为8h，酸清洗剂浸泡2h，如此一来，井筒中沉淀的不溶物的溶解率可以增加至80%以上。

（2）苯混合物清除剂

控制变量法测试苯混合物清除剂（甲苯、降粘剂、磺酸盐）清除效果。常温下，当用量增加时，溶解率升高，使用量200mL/g时，溶解率为83.8%；用量为75mL/g时，温度升高，溶解率大幅增加，80℃下达到85.7%溶解率。

（3）二甲苯乳化酸

控制变量法测试二甲苯乳化酸（15%HCL、防腐剂、增强缓凝剂、防泥剂、非离子表活剂、控铁剂）清除效果。当二甲苯乳化酸的剂量为200mL/g时，溶解率接近90%；用量为75mL/g时，温度80℃，溶解率升高至88.7%。

3.储层岩心渗透率改善实验

（1）地层流体配伍性实验

如图3所示，沥青清除剂与地层水混配时，在90℃条件下观察2小时，混配液无沉淀生成；沥青清除剂与清洁酸、转向酸不同比例混配时，在90℃条件下观察2小时后仍清亮、无沉淀。

图3 沥青样品X射线衍射图谱

高温条件下清除剂与地层水混配无沉淀；与酸液混配浊度均小于10，说明沥青清除剂与地层水及酸液配伍性良好。

（2）岩心驱替实验

测定三块岩心在沥青清除剂作用前后渗透率恢复率，来评价清除剂的清除能力。

如图4，二甲苯乳化酸作用后，裂缝的液相渗透率恢复率基本能达到20%以上，裂缝中沥青质的清除效果较好，为裂缝的导流能力提供保障。

图4-11 驱替试验渗透率改善变化图

三、结论

1.利用红外光谱以及X射线衍射对沥青结构分析后，发现该区沥青具有极性较强，沥青质含量高等特点。

2.二甲苯乳化酸制备简单且溶解率最高，岩心驱替实验表明二甲苯乳化酸清除效果良好配伍性良好，在酸液体系中适用性强。

参考文献

[1]陈龙龙, 余华贵, 汤瑞佳, 等. 2017. 沥青质沉积对轻质油藏CO2驱的影响[J]. 油田化学, 34(1): 87-91.

[2]Berna Hascakir. 2017. A New Approach to Determine Asphaltenes Stability[R]. Society of Petroleum Engineers, 9–11October.

作者简介：蒋纪陶（1996-），男，汉族，成都，硕士研究生，油气田开发工程。