油溶性降粘劑輔助蒸汽驅(qū)在稠油開采中的應(yīng)用研究

周林碧，李海亮，石 磊，李永飛，劉 穎

（1.新疆巴音郭楞職業(yè)技術(shù)學(xué)院石油化工學(xué)院，新疆巴音 841000；2.新疆天普石油天然氣工程技術(shù)有限責(zé)任有限公司，新疆輪臺(tái) 841600；3.新疆貝肯石油科技開發(fā)有限責(zé)任公司，新疆克拉瑪依 834000）

油溶性降粘劑輔助蒸汽驅(qū)在稠油開采中的應(yīng)用研究

周林碧1，李海亮2，石 磊3，李永飛3，劉 穎3

（1.新疆巴音郭楞職業(yè)技術(shù)學(xué)院石油化工學(xué)院，新疆巴音 841000；2.新疆天普石油天然氣工程技術(shù)有限責(zé)任有限公司，新疆輪臺(tái) 841600；3.新疆貝肯石油科技開發(fā)有限責(zé)任公司，新疆克拉瑪依 834000）

在研究新疆風(fēng)城稠油性質(zhì)的基礎(chǔ)上，開展了一種油溶性降粘劑輔助蒸汽驅(qū)在稠油開采中的應(yīng)用研究。研究表明，在50℃時(shí)，該降粘劑的室內(nèi)凈降粘率達(dá)80%以上，結(jié)合注蒸氣工藝，室內(nèi)提高采收率34.3%?，F(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)增效作用明顯，顯著延長(zhǎng)生產(chǎn)周期，提高油汽比和產(chǎn)油量。

降粘劑；稠油；蒸氣驅(qū)；油汽比

新疆油田超稠油蒸汽驅(qū)開采后剩余含油飽和度場(chǎng)及溫度場(chǎng)變化表明，經(jīng)過(guò)多個(gè)周期生產(chǎn)后，蒸氣吞吐的波及范圍已經(jīng)變化不大，波及范圍30～40 m之內(nèi),平面上主要分布井周圍40 m以外未被波及，縱向上層間滲透率差異較大，由于蒸汽超覆導(dǎo)致中下層剩余油較高。本文探討了一種以高碳醇、芳香烯烴、馬來(lái)酸酐、烯酸酯為單體合成的油溶聚合物與活性劑、滲透劑復(fù)配出的油溶性降粘劑輔助蒸汽驅(qū)在稠油開采中的應(yīng)用。

1 油溶性降粘劑室內(nèi)效果評(píng)價(jià)

稠油種類很多，至今尚沒有一種適合用所有稠油的降粘劑，因此在討論稠油降粘時(shí)首先要了解該區(qū)稠油組份結(jié)構(gòu)特征。風(fēng)城稠油總體表現(xiàn)為“四高兩低”的特點(diǎn)，即密度、粘度、凝固點(diǎn)和膠質(zhì)含量高，而瀝青質(zhì)含量和硫含量低。室內(nèi)稠油組份分析結(jié)果表明：稠油中的膠質(zhì)瀝青質(zhì)的大分子膠束結(jié)構(gòu)是稠油高粘的主要原因。

表1 風(fēng)城稠油物性表

根據(jù)該區(qū)稠油特點(diǎn)，在降粘劑中引入羧酸酐和酰胺極性基團(tuán)，具有較強(qiáng)的氫鍵締合能力，破壞稠油中膠質(zhì)瀝青質(zhì)大分子膠束。降粘劑中的活性劑與滲透劑則通過(guò)分散與滲透作用，有助于降粘劑大分子進(jìn)入膠束結(jié)構(gòu)間，參與形成新的分散結(jié)構(gòu)體，分散減少膠束的高級(jí)結(jié)構(gòu)。同時(shí)降粘劑中的側(cè)鏈烷烴可通過(guò)共晶、吸附的作用，達(dá)到防蠟降凝降粘的作用。

1.1 油溶性降粘劑室內(nèi)降粘效果

國(guó)內(nèi)尚無(wú)統(tǒng)一的國(guó)家或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)用于評(píng)價(jià)油溶性降粘劑降粘效果。本文參照各企業(yè)自有標(biāo)準(zhǔn)并結(jié)合稠油地層降粘的實(shí)際要求建立了本企業(yè)室內(nèi)凈降粘率評(píng)價(jià)方法。

將稠油油樣放入80℃水浴中，使其表觀具有流動(dòng)性為宜，控制轉(zhuǎn)速為50～100 r/min攪拌15 min后均分成250 g待用；油溶性降粘劑的配制：藥劑濃度按照混合液進(jìn)行計(jì)算，用煤焦油配制濃度標(biāo)準(zhǔn)為600 mg/L的降粘劑；取兩份100 g稠油樣品,其中一份加入一定體積混合濃度為600 mg/L降粘劑，另一份加入同樣體積的煤焦油作為空白實(shí)驗(yàn)，在80℃水浴中以50～100 r/min的攪拌速率加熱攪拌15 min,保證其均勻混合，冷卻至50℃恒溫，測(cè)試加藥條件下50℃時(shí)混合油樣的粘度η以及僅加煤焦油未加藥的混合油樣粘度η0，并按如下公式計(jì)算降粘劑在50℃該油溶性降粘劑的凈降粘率φ50。

采用上述方法，取4口稠油井的稠油進(jìn)行了降粘實(shí)驗(yàn)，結(jié)果（見表2）。

表2 降粘效果評(píng)價(jià)表

從表2可以看出，該油溶性降粘劑對(duì)稠油降粘率在80%以上，具有良好的降粘效率，且該降粘劑較適用于粘度較高的稠油降粘。

1.2 降粘劑結(jié)合蒸汽驅(qū)提高巖心驅(qū)油效率效果評(píng)價(jià)

降粘劑輔助蒸汽驅(qū)室內(nèi)實(shí)驗(yàn)裝置與模擬條件：三管模型裝置；制作滲透率變異系數(shù)大約為0.78。滲透率為高、中、低三個(gè)級(jí)別的巖心。巖心裝置的模擬條件為隔熱法（50℃），即巖心用隔熱材料全部包扎，然后注200℃蒸汽（蒸汽干度75%），在無(wú)熱損失條件下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。原油粘度為13333.88 mPa·s。

純蒸汽驅(qū)時(shí)，低滲透層的剩余油飽和度高達(dá)51.20%，總采收率僅為47.9%（見表3）；加入降粘驅(qū)油劑進(jìn)行驅(qū)替實(shí)驗(yàn)時(shí)，蒸汽的波及狀況得到較大改善，高滲透層的驅(qū)油效率提高了17.9%，剩余油飽和度降低了11.6%，總采收率比純蒸汽驅(qū)提高了34.4%。

表3 三管巖心驅(qū)替實(shí)驗(yàn)結(jié)果（原油13333.88 mPa·s）

2 油溶性降粘劑輔助蒸汽驅(qū)現(xiàn)場(chǎng)使用情況

為考察油溶性降粘劑輔助蒸汽驅(qū)現(xiàn)場(chǎng)增效效果，2011年，選擇了風(fēng)城齊古組4口井進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)。該區(qū)油層特性特征（見表4）。

齊古組油層特點(diǎn)屬于孔隙度大的淺層油藏。在試驗(yàn)中選井是試驗(yàn)成功的關(guān)鍵因素之一。試驗(yàn)中選擇的五口井，符合以下條件：（1）因粘度過(guò)高蒸汽驅(qū)開采無(wú)法實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)開采的油井；（2）無(wú)嚴(yán)重汽竄和出砂的油井；（3）通過(guò)多周期的注氣開采后，油汽比低，產(chǎn)油量和周期生產(chǎn)時(shí)間短的井；（4）邊底水侵不嚴(yán)重的稠油井。

現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)工藝為：先注入一定量的蒸汽，預(yù)熱地層，清洗井眼，接著按孔隙體積設(shè)計(jì)量注入一定量油溶性降粘劑，通過(guò)降粘劑預(yù)處理油層后，再注入蒸汽?，F(xiàn)場(chǎng)增效效果（見表5）。

表4 油層物性特征

表5 油溶性降粘劑輔助蒸汽驅(qū)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用效果

從表5可知，油溶性降粘劑輔助蒸氣驅(qū)，通過(guò)高效的油溶性復(fù)合降粘劑預(yù)處理油層，利用油溶性降粘劑與注入蒸汽協(xié)同降粘、混合傳質(zhì)及增能助排作用，能有效提高油汽比，延長(zhǎng)生產(chǎn)周期，增加產(chǎn)油量。

3 結(jié)論

通過(guò)室內(nèi)實(shí)驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，考察了一種降粘性能良好的油溶性降粘劑的室內(nèi)及現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用效果。結(jié)合注蒸汽開采，該粘降能有效提高蒸汽利用率，增加蒸汽泄油半徑和油汽比，增加超稠油生產(chǎn)周期和產(chǎn)油量。

油溶性降粘劑具有直接添加，無(wú)乳化降粘存在的后期破乳脫水難題的優(yōu)勢(shì)，并能有效增加超稠油儲(chǔ)量動(dòng)用量，對(duì)下游煉油行業(yè)影響，因此，油溶性降粘劑結(jié)合注氣工藝已成為超稠油開采的重點(diǎn)研究對(duì)象。下一步工作是擴(kuò)大該降粘劑現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)規(guī)模，獲得相應(yīng)工藝參數(shù)后推廣應(yīng)用。

[1] 劉文章.稠油注蒸汽熱采工程[M] .北京:石油工業(yè)出版社，1997.

[2] 吳本芳.稠油油溶性降粘劑研究進(jìn)展概況[J] .油氣儲(chǔ)運(yùn)，2003，22（2）：1－6.

[3] 宋昭崢.丙烯酸烷基酯-馬來(lái)酸酐-苯乙烯高聚物降粘劑的研究[J] .油田化學(xué)，2000，17（2）：21－25.

[4] 高永榮.超稠油氮?dú)狻⑷軇┹o助蒸汽吞吐開采技術(shù)研究[J] .石油勘探與開發(fā)，2003，30（2）：73-75.

[5] 石國(guó)新.風(fēng)城淺層超稠油油藏水平井注蒸汽開發(fā)試驗(yàn)效果分析[J] .石油勘探與開發(fā)，1997，24（5）：89-91.

The study on the application of Oil-soluble viscosity reducer supplement steam flooding in extra-heavy oil recovery

ZHOU Linbi1，LI Hailiang2，SHI Lei3，LI Yongfei3，LIU Ying3
（1.Xinjiang Bayin Guoleng Vocational Tenchnical College Petrochemical Industry College，Bayin Xinjiang 841000，China；2.Xinjiang Tianpu Petroleum and Gas Technology&Engineering Co.，Ltd.，Luntai Xinjiang 841600，China；3.Xinjiang Beiken Petroleum Science and Technology Development Co.，Ltd.，Karamay Xinjiang 834000，China）

Based on the investigation the chemical component of extra-heavy oil in Xinjiang oilfield,this paper studies the application of a kind of oil-soluble viscosity reducer in steam flooding to recovery the extra-heavy oil.Laboratory experiments shows that this oil-soluble viscosity reducer’s optimal net viscosity reduction rate can reaches above 80%of at 50 ℃,combined with steam flooding process,EOR can reaches 34.3%.Field tests prove that adding this oil-soluble viscosity reducer can obviously enhance extra-heavy oil recovery by significantly extending production period,and improving oil-steam ration.

viscosity reducer；heavy oil；steam flooding；oil-steam ratio

10.3969/j.issn.1673-5285.2012.11.006

TE357.12

A

1673－5285（2012）11－0021－03

2012-10-23

周林碧，女（1985-），四川省遂寧人，中國(guó)石油大學(xué)碩士研究生，現(xiàn)在新疆巴音郭楞職業(yè)技術(shù)學(xué)院石油化工學(xué)院，從事石油及油田應(yīng)用化學(xué)技術(shù)教學(xué)工作，郵箱:linbi910@qq.com。