重晶石螯合解堵剂作用机理及其评价方法研究

以重晶石加重剂为主要成分的钻井液滤饼形成的重晶石堵塞是造成油气储层伤害、影响油气产量的主要因素之一。常规的酸化解堵措施难以溶解重晶石堵塞物,而研制高性价比的非酸螯合解堵剂并制定科学的解堵施工工艺是解决重晶石堵塞的有效工程手段。氨基多羧酸螯合剂通过与重晶石表面的钡离子形成强螯合物,促进重晶石的快速溶解,有助于解除重晶石滤饼堵塞。文章归纳了常见的氨基多羧酸螯合剂的结构特征,从螯合解堵机理角度认为DTPA对重晶石堵塞的油气井解堵效果最佳;同时分析了常用的螯合解堵剂评价方法的优缺点,建立了一套准确、简单、快捷的重晶石螯合解堵剂性能的评价方法。相比于其他评价方法,高温动态溶解率评价方法具有实验耗时短、对实验器材要求低、实验结果直观等优点,推荐使用高温动态溶解率评价方法去评价螯合解堵剂的性能。

重晶石滤饼堵塞机理与螯合解堵决策技术论评

钻井液加重剂重晶石在储层中的迁移、转化、沉淀形成了难以酸溶的重晶石泥饼,对油气藏造成严重伤害,需要安全可靠地解除重晶石堵塞。而对重晶石堵塞重视程度不够、堵塞机理与解堵机制不明、解堵决策设计不当、投入产出得不偿失、商家技术保密等种种原因,制约了我国重晶石解堵技术的进步。以氨基多羧酸盐为主要组分的螯合型解堵剂是解除重晶石堵塞最有前途的工艺选择,而螯合剂结构(氨基种类、羧基数量、环链大小、化学稳定性等)、金属离子的性质(电荷、离子半径、电离电位或碱度、共伴生金属离子等)、介质环境(pH值、温度、压力等)等对重晶石的溶解效应都有较大影响。经济高效的螯合型解堵剂及其解堵工艺的设计必须要考虑不同螯合剂的解堵特点、使用浓度、催化剂、碱性转化剂、聚合物溶蚀剂、井底温度、环境友好性、腐蚀性、地层岩石基质、解堵过程造成的二次储层伤害等因素。借助滤饼溶蚀、溶蚀产物组分及形貌、岩心流动等现代实验技术测评,精心设计解堵剂注入量、注入压力、浸泡时间、返排液处理等螯合解堵工艺细节,以便全面了解重晶石堵塞机理、螯合型解堵剂设计及其在油气田重晶石解堵决策中的应用。综述了近几年先行研究者在解除重晶石滤饼堵塞方面所做的比较系统的工作,希望能为读者提供一个新视角,以提高我国钻井液与完井液技术创新水平。