防膨剂的优化及现场应用

防膨技术调研与思考防膨技术调研与思索为了爱护油气地层的渗透性，必需使用化学处理剂稳定地层中的粘土矿物〔即粘土稳定剂，也称分子膜剂〕。

防止粘土矿物膨胀以及粘土微粒运移，增加油井的产量，削减损害油管线和油泵状况发生。

油田常用的的粘土稳定剂有无机盐〔如氯化钾〕型粘土稳定剂及聚胺、聚季铵等高分子型防膨剂。

无机盐性粘土稳定剂易猎取，价格廉价，维护简洁，但时效性差，投药量大，不耐水洗；聚胺和聚季铵等高分子型防膨剂在盐酸体系中具有较好的防膨作用且投药量小，但其热稳定性较差，且耐温性能随着相对分子质量的增加而降低，不适用于高温条件下的粘土防膨。

同时，随着中低渗透油藏的开发，聚合物型高分子防膨剂由于分子链较长，简单吸附堵塞孔道，造成储层渗透率的降低，增加后期的注水开发难度。

一、技术机理1.1 粘土矿物粘土矿物主要包括高岭石，伊利石，蒙脱土，蛭石和海泡石，其中蒙脱土为膨胀性粘土。

蒙脱土是两层硅氧四周体晶片之间夹着铝氧八面体晶片层产生重叠结构形成粘土颗粒的单元晶胞。

由于在晶格中存在晶格取代〔晶格取代是指低价阳离子取代晶格中的高价阳离子的现象，例如Al3+→Si4+，Mg2+→Al3+〕，晶格正电荷的损失造成晶格带负电荷，该电荷被层间补偿阳离子中和，从而保持晶格呈电中性。

补偿阳离子是指为保持电中性而被带负电的晶体层外表吸附的阳离子。

高岭石晶体层的一侧是氧层，另一侧是氢氧化物层。

在结晶层之间可以形成氢键，因此结合力相对较强，并且不简单发生吸水和膨胀现象。

由于油藏储层冗杂的地质结构，导致注水开采过程中极易发生问题，其中最主要缘由就是粘土矿物作为油藏储层组成部分具有较高的水敏性。

1.2 粘土稳定原理金属离子在水溶液中是以水合离子状态存在，它的电性使水分子发生极化。

极化之后的水分子与金属离子之间存在配位键，从而形成了金属离子的水化内层，而水合离子还会吸引部分水分子在其四周，形成水化外层。

由表中几种离子的水化能可以看出，〔机理一〕钾离子的水化能比锂、钙、钠低，这说明钾离子与外层水分子的结合力没有锂、钙、钠离子与外层水分子的结合力大，所以较易被除去。

防膨剂BHFP-02性能评价及现场应用曹新;王林杰;于兆坤;田初明【摘要】油田大规模注水导致注水井黏土膨胀,无法满足油藏开发过程中的配注量,直接影响到油井的产量.加入防膨性能优异的防膨剂可防止黏土水化膨胀,还可恢复长期注水造成的水化膨胀伤害.试验优选了防膨剂及其用量,考察了防膨剂的防膨性能.结果表明,阳离子季铵盐聚合物BHFP-02防膨效果优异,抗冲刷能力强,BHFP-02防膨剂质量分数3％为最佳用量.分析了防膨剂的防膨机理.通过对防膨剂防膨段塞浓度设计,并在渤海S油田现场施工中采用了三段塞浓度梯度降低处理方式,作业后对注水井黏土起长期保护作用,有效抑制黏土矿物水化膨胀,达到注水井防膨作业的目的.【期刊名称】《精细石油化工进展》【年(卷),期】2018(019)004【总页数】3页(P34-36)【关键词】注水井;防膨剂;梯度降低;段塞【作者】曹新;王林杰;于兆坤;田初明【作者单位】中海油能源发展股份有限公司工程技术分公司,天津300452;中海油能源发展股份有限公司工程技术分公司,天津300452;中海油能源发展股份有限公司工程技术分公司,天津300452;中海油能源发展股份有限公司工程技术分公司,天津300452【正文语种】中文油田长期大规模注水后，注水井压力上升，无法达到油藏设计的注入量，通常采用酸化解堵措施达到降压增注的目的。

酸化解堵后敏感地层部分矿物表面裸露，注水易发生水化膨胀，需要进行防膨处理，防止地层黏土膨胀堵塞地层孔隙。

通过室内试验优选防膨剂并对防膨剂性能评价，结合现场施工得出防膨剂BHFP-02与注入水混合后无沉淀产生，作业后可有效抑制黏土矿物水化膨胀，对黏土起长期保护作用。

1 室内实验1.1 仪器和原料离心机(转速0～2 000 r/min)、离心管、天平(感量0.01 g)、固体粉碎机(JW-1或同类型产品)。

待检测防膨剂(BHFP-02、BHFP-01、NFP-01)，膨润土，煤油(经无水氯化钙处理)，蒸馏水。

低渗油藏防膨剂配方研究与应用探究作者：宋淑娟来源：《科学与技术》2018年第23期摘要：针对低渗油藏储层特征，从防膨率、腐蚀率、破碎率和配伍性实验优化筛选防膨剂，现场应用结果可满足油田需要。

本文通过对影响低渗透油藏注水开发效果的各因素的分析，在室内实验以及借鉴相似区块注水工艺的基础上，重点开展了对低渗透油藏注水开发的防膨工艺研究。

低渗透油藏具有储层低渗、孔喉小、注水启动压力高，储层敏感性强等特点，导致注水压力高、注入水不配伍、水敏，注水开发效果差，通过开展低渗透油藏防膨技术研究，并成功在区块应用，实现了低渗透油藏有效注水。

关键词：低渗透油藏；注水开发；防膨剂；室内实验1低渗透油藏注水影响因素分析（1）储层低渗、孔喉小，注水启动压力高如：A块储层渗透率为6.63×10-3um2，孔隙度11.8%（地科院本次测定数据），B块储层渗透率11.98×10-3um2，孔隙度15.8%，均属低孔低渗储层。

（2）储层敏感性影响A、B块储层粘土矿物含量较高，其中A块粘土含量在5～12%，绿泥石含量24～50%，伊蒙混层含量14～31%；高890块粘土含量为9.4%，其中伊利石含量21.2～23%，高岭石含量19～27%，伊蒙混层含量5～25.4%。

由于储层粘土矿物含量较高，在注水开发中会存在速敏以及水敏影响。

（3）储层润湿性影响利用油藏岩石润湿性（自吸法）试验对AB块岩心润湿性进行评价，结果表明C井岩心吸水62.88%，属强亲水；D井2#样品吸水73.10%，10#样品吸水38.37，均属强亲水。

同时，在注水开发过程中，由于注入水前端的油水界面张力过大，油滴不易分散，受毛管阻力影响，会导致驱替压力升高。

（4）注入水与地层水及储层不配伍影响对AB地层水进行分析发现，地层水呈酸性，PH值在4.5-5.5，利用等离子发射光谱检测到地层水中均含有一定量的铁离子及Ca、Mg、Ba、Sr等成垢离子。

2低渗透油藏注水防膨工艺研究2.1减少储层敏感性影响对于储层粘土矿物含量高，注水过程中易发生膨胀、运移的问题，在油井转注时挤入小分子季铵盐防膨剂段塞进行预处理，处理半径5-6m，进行了大量的室内试验及现场应用情况表明，防膨剂与注入水、地层水配伍性良好。

１前言钢筋混凝土的裂缝出现几率增多，已引起政府和工程界的关注。

随着我国建筑工程规模的快速发展，钢筋混凝土的大量推广和混凝土强度等级的提高，结构裂缝出现几率大大增加。

建筑构件向大体积、大面积、形状复杂多样的方向发展，裂缝的出现亦较以往多得多。

近年来，混凝土外加剂的发展日趋成熟，在各类防水工程中应用得到成功。

本文着重介绍膨胀纤维抗裂防水剂在防水工程中的使用与质量控制手段。

２工程概况XX市新浦区行政中心工程，建筑面积２９１９５．７０m2，其中地下建筑面积６２５５．１７m2，为人防地下室，防水等级为1级，地下室基础、墙、柱、梁、板均为Ｃ４０，抗渗等级为Ｐ６。

为了克服地下室混凝土因浇筑长度较长、体积较大所引起的收缩变形和温度变形而形成的裂缝问题，结构设计中在混凝土中添加抗裂纤维。

据现场实际情况表明，整个大面积的底板、墙板、顶板未发现明显的裂缝，防水效果良好。

３混凝土结构裂缝产生的原因结构裂缝产生的原因很复杂，根据国内外的调查资料，引起裂缝有两大类原因，一种由外荷载〔如静、动荷载〕的直接应力和结构次应力引起的裂缝，其机率约２０％；一种是结构因温度、膨胀、收缩和不均匀沉降等因素由变形变化引起的裂缝，其机率约８０％。

由于这些变形受到约束引起的应力超过混凝土的抗拉强度导致裂缝，统称为“变形作用引起的裂缝〞。

３．１干燥收缩。

研究表明，水泥加水后变成水泥硬化体，其绝对体积减小。

每１００克水泥水化后的化学减缩值为７～９ｍl，如砼水泥用量为３５０ｋｇ／m3，则形成孔缝体积约２５～３０升／m3之巨。

这是砼抗拉强度低和极限拉伸变形小的根本原因。

研究表明，每１００克水泥浆体可蒸发水约６ｍｌ，如砼水泥用量为３５０ｋｇ／m3，当砼在干燥条件下，则蒸发水量达２１升／m3。

毛细孔缝中水逸出产生毛细压力，使砼产生“毛细收缩〞。

由此引起水泥砂浆的干缩值为０．１～０．２％；砼的干缩值为０．０４～０．０６％。

而砼的极限拉伸值只有０．０１～０．０２％，故易引起干缩裂缝。