CN110007065A - 一种井筒堵塞物系统检测分析方法 - Google Patents

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万里平
刘振东
姚金星
李皋
肖东
陈永斌
潘家豪
季雄雄
晋国栋
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Abstract

本发明专利涉及一种井筒堵塞物系统检测分析方法，主要针对检测井筒堵塞物中的有机无机组分，为后续相应解堵措施提供依据。该方法主要包括3个步骤，第一步对井筒中的堵塞物进行热重分析，确定堵塞物中的无机组分占比；第二步对堵塞物样品进行索氏抽提处理，对处理后的无机组分进行EDS元素分析和XRD分析，结合地质特征、入井流体以及施工工况确定无机组分的组成及含量；第三步对堵塞物样品进行索氏抽提处理，对处理后的有机物样品进行高温模拟蒸馏碳数分布分析以及IR分析，结合地质特征、入井流体以及施工工况确定堵塞物中有机组分的组成及含量。本发明提供了一种系统、可靠的井筒堵塞物检测分析方法，为后续采取相应的解堵措施提供了依据。

Description

一种井筒堵塞物系统检测分析方法
技术领域
本发明涉及一种井筒堵塞物系统检测分析方法。
背景技术
石油和天然气是国家能源支柱，是国民经济命脉。无论是石油还是天然气，都需要通过钻井进行开采。而在油气开发过程中，井筒堵塞现象屡屡发生，严重影响了油气的正常开采。为了解决井筒堵塞问题，需要对井筒内的堵塞物进行检测分析，确定堵塞物成分以便采取相对应的解堵方案。油气井开发过程中遇到的井筒堵塞物可划分为有机和无机两种。堵塞物中的无机组分通常包括碳酸盐岩化合物、硫单质、部分金属物质、钡锶硫酸盐、粘土以及地层砂粒等；有机组分包括沥青质、蜡质、天然气水合物、入井流体高温分解产物等。目前各油田采用的解堵措施都是根据以往的经验，采用物理法和化学法解堵，并未详细分析堵塞物成分，而采取相应解堵措施，致使解堵效果欠佳或是重复解堵。对井筒堵塞物系统准确的分析可以为后续解堵提供依据。因此，需要一种能够及时准确分析堵塞物组分的有效方法，以便油田现场作业人员能够采取针对性的解堵措施，保证后期油气井的安全开采。
发明内容
本发明的目的：针对目前无法准确检测分析井筒堵塞物的不足，提供一种系统、可靠的井筒堵塞物检测分析方法，便于后期采取相应的解堵措施。
本发明采用的技术方案包括以下步骤：
1.对从井筒取出的堵塞物进行热重分析(TG)，根据堵塞物样品失重率与温度关系曲线，确定堵塞物中的无机组分占比；
2.对堵塞物样品进行索氏抽提处理，对处理后的无机组分首先进行X射线能谱分析(EDS)，然后再进行X射线衍射分析(XRD)，同时结合地质特征、入井流体以及施工工况，判断无机组分的成分及相对含量；
3.对堵塞物样品进行索氏抽提处理，对处理后的有机组分进行高温模拟蒸馏碳数分布分析，确定堵塞物中有机组分的主要成分，再进行红外光谱分析(IR)，结合地质特征、入井流体以及施工工况共同确定堵塞物中有机组分的主要成分及相对含量。
本发明的优点：检测方法系统可靠、全过程检测自主、灵活，适合系统推广。
具体实施方式
下面结合实施实例来进一步说明本发明。
实施例1
1.堵塞物TG分析：采用热重分析仪对一定质量的堵塞物样品进行热重分析，根据堵塞物样品失重率与温度关系曲线，确定堵塞物中的无机组分占比为46.36％；
2.无机组分EDS元素分析：对堵塞物样品进行索氏抽提处理，对抽提处理后的无机组分样品进行EDS元素分析，得到堵塞物所含元素种类及含量。其中，元素C和S百分含量分别为32.61％、24.31％，其次为元素Fe，其百分含量为10.15％，元素Au的百分含量为15.13％，元素O的百分含量为2.97％，元素Na的百分含量为1.13％；
3.无机组分XRD分析：将索氏抽提处理后得到的无机组分样品进行XRD分析。对照标准衍射图谱分析，堵塞物含有黄铁矿(FeS2)和重晶石(BaSO4)、以及少量的SiO2，其中BaSO4的百分含量为62.38％，FeS2的百分含量为34.63％，SiO2的百分含量为2.99％。判断BaSO4来源于钻井液中添加的加重剂材料，FeS2应为地层矿物组分或是H2S与井下金属管材的腐蚀产物，SiO2来源于地层出砂；
4.高温模拟蒸馏碳数分布分析：C8以下的为轻烃，一般是石油气的主要组成部分，C8以上的属于液态石油烃，是石油的主要组成部分，C10附近的不溶于低分子正构烷烃但能溶于热苯的物质为胶质沥青质，C17～35之间的为石蜡。堵塞物有机组分碳数分布主要集中在C8～12之间，应为沥青类堵塞物；
5.有机组分IR分析：根据图谱对应峰值情况，得出堵塞物中的有机组分主要基团分布。图谱中最强特征峰在2923cm-1、2854cm-1处，属于烷烃的化合物，其次还有1452cm-1和1685cm-1处，属于醛类化合物。根据峰值特征与图谱分析，应为沥青质混合烃类物质。此种沥青是古油藏原油经高温热降解演化的残留物，属焦沥青类；
6.堵塞物检测结果：结合生产区块地质特征、入井流体以及施工工况等综合推断井筒堵塞物成分主要包括沥青质、重晶石(BaSO4)以及黄铁矿(FeS2)。
实施例2
1.堵塞物TG分析：采用热重分析仪对一定质量的堵塞物样品进行热重分析，根据堵塞物样品失重率与温度关系曲线，确定堵塞物中的无机组分占比为79.61％；
2.无机组分EDS元素分析：对堵塞物样品进行索氏抽提处理，选择堵塞物样品中均匀部位进行EDS元素分析，得到堵塞物所含元素种类及含量。该井堵塞物中元素含量最多的是Ca、Si、O三种元素。其中Ca元素含量15.69％～23.42％，Si元素含量6.42％～26.01％，O元素含量22.5％～32.12％，堵塞物中的无机组分为无机矿物质；
3.无机组分XRD分析：将索氏抽提处理后得到的无机物样品采用X射线衍射法进行矿物组成分析。对照标准衍射图谱分析，堵塞物中粘土矿物含量、方解石含量较高，与产层岩性组成相匹配，应来源于地层出砂；
4.高温模拟蒸馏碳数分布分析：对经索氏抽提处理后的样品，进行高温模拟蒸馏碳数分布分析，得到一系列沸点数据，处理数据发现，堵塞物高温模拟蒸馏馏程图无任何峰显示，说明堵塞物中无任何碳数的烷烃存在，即该堵塞物主要成分为无机物；
5.堵塞物检测结果：结合生产区块地质特征、入井流体以及施工工况等综合判断井筒堵塞物成分主要为地层粘土矿物、地层砂粒类无机矿物质。
通过上述系统检测分析方法，得出了两口井井筒堵塞物的主要物质组成及相对含量，最终两口井良好的解堵效果也验证了该井筒堵塞物检测方法的可靠性。
本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本发明中披露的新特征或任何新的组合。

Claims (2)

1.一种井筒堵塞物系统检测分析方法，主要包括3个步骤，第一步对井筒中的堵塞物进行热重分析(TG)，确定堵塞物中的无机组分占比；第二步对堵塞物样品进行索氏抽提处理，对处理后的无机组分进行X射线能谱分析(EDS)和X射线衍射分析(XRD)，结合地质特征、入井流体以及施工工况判断无机组分的成分及相对含量；第三步对堵塞物样品进行索氏抽提处理，对处理后的有机组分样品进行高温模拟蒸馏碳数分布分析以及红外光谱分析(IR)，结合地质特征、入井流体以及施工工况确定堵塞物中有机组分的主要成分及相对含量。
2.根据权利要求1所述的一种井筒堵塞物系统检测分析方法，其特征在于：对井筒堵塞物中所含的有机和无机两种组分进行系统检测分析，同时结合地质特征以及施工工况共同确定堵塞物组成成分，为油田后续采取合适的解堵工艺提供依据。
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