氣動(dòng)力乳化助排油層處理技術(shù)研究與應(yīng)用

匡 旭 光

（中油遼河油田公司， 遼寧 盤(pán)錦 124109）

氣動(dòng)力乳化助排油層處理技術(shù)研究與應(yīng)用

匡 旭 光

（中油遼河油田公司， 遼寧 盤(pán)錦 124109）

隨著曙光油田稠油開(kāi)發(fā)的不斷深入，大部分油井已進(jìn)入吞吐開(kāi)發(fā)中后期，流動(dòng)性差、動(dòng)用不均、低產(chǎn)低能等矛盾日益突出，單一技術(shù)的局限性日趨明顯，已無(wú)法滿(mǎn)足稠油中后期高效開(kāi)發(fā)的需要。針對(duì)上述問(wèn)題，結(jié)合稠油油藏不同區(qū)塊油品性質(zhì)及儲(chǔ)層特性，從提高驅(qū)油效率、乳化降粘、降低界面張力等角度優(yōu)選助排劑和乳化劑，通過(guò)篩選復(fù)配乳化助排配方體系，確定現(xiàn)場(chǎng)施工工藝及施工參數(shù)，形成一種新型的氣動(dòng)力乳化助排油層處理技術(shù)。通過(guò)室內(nèi)實(shí)驗(yàn)及現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用結(jié)果表明，該技術(shù)實(shí)現(xiàn)了降粘助排、暫堵調(diào)剖、氣體增能工藝的有機(jī)結(jié)合，有效改善了油井生產(chǎn)效果。

汽竄；原油粘度；乳化；助排劑

曙光油田是遼河油田公司主要原油生產(chǎn)單位之一，構(gòu)造上位于遼河盆地西部凹陷西斜坡中段，目前已開(kāi)發(fā)的含油層系有館陶、興隆臺(tái)、大凌河、蓮花、杜家臺(tái)、古潛山六套層系，共44個(gè)開(kāi)發(fā)單元，累積探明含油面積185.79 km2，探明地質(zhì)儲(chǔ)量41 972萬(wàn)t；動(dòng)用含油面積141.38 km2，動(dòng)用地質(zhì)儲(chǔ)量36 409.53萬(wàn)t；全油田標(biāo)定可采儲(chǔ)量8 854.80萬(wàn)t，采收率24.3%，是一個(gè)涉及稀油、稠油、超稠油，涵蓋近百個(gè)小斷塊的極為復(fù)雜的油田，以稠油蒸汽吞吐開(kāi)發(fā)方式為主[1]。2013年稠油總產(chǎn)量143.3萬(wàn)t，占全廠產(chǎn)量的71.6%，是維持曙光油田產(chǎn)量穩(wěn)定的主導(dǎo)力量。

目前，曙光油田稠油井大部分已經(jīng)入高輪次吞吐階段，油井吞吐效果逐漸變差。超稠油因原油粘度高、流動(dòng)阻力大，且多輪次吞吐后，原油粘度呈現(xiàn)增高趨勢(shì)，增加了滲流阻力，導(dǎo)致油井產(chǎn)量低，回采水率低，地層存水多。同時(shí)，隨著油井吞吐周期的增加，汽竄現(xiàn)象較為頻繁，由于汽竄會(huì)導(dǎo)致注汽井能量外溢，蒸汽熱利用率降低，生產(chǎn)時(shí)率下降，影響產(chǎn)量，嚴(yán)重受竄井甚至發(fā)生套壞，造成油井報(bào)廢。汽竄干擾已制約油藏開(kāi)發(fā)效果提高的主要矛盾之一。另外，隨著采出程度的不斷提高，地層壓力急劇下降，注入蒸汽加熱范圍有限，導(dǎo)致遠(yuǎn)離井筒的油層得不到有效開(kāi)發(fā)，而近井地帶油層過(guò)度開(kāi)發(fā)，地層虧空嚴(yán)重，導(dǎo)致油井開(kāi)發(fā)效果變差[2]。

針對(duì)稠油開(kāi)發(fā)中后期存在的流動(dòng)性差、動(dòng)用不均、低產(chǎn)低能等問(wèn)題，開(kāi)展氣動(dòng)力乳化助排油層處理技術(shù)研究。在室內(nèi)研究的基礎(chǔ)上，開(kāi)展了現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，改善稠油開(kāi)發(fā)效果找到一條新的有效途徑。

1 技術(shù)原理

氣動(dòng)力乳化助排油層處理技術(shù)在注蒸汽之前將氮?dú)夂腿榛艅┩瑫r(shí)注入井內(nèi)，乳化助排劑中的聚合物、表面活性劑與氮?dú)饽軌蛐纬纱罅糠€(wěn)定的泡沫屏障，泡沫優(yōu)先進(jìn)入滲流阻力小的高滲透層，在賈敏效應(yīng)作用下，高滲透層的滲流阻力增加，迫使后續(xù)的流體更多的進(jìn)入中低滲透層，從而達(dá)到提高注入蒸汽的波及體積，改善油層動(dòng)用程度。泡沫在地層流動(dòng)中，可有效封堵蒸汽的竄流通道，增加蒸汽流動(dòng)阻力，減緩汽竄，起到調(diào)剖、補(bǔ)充地層能量的作用[3]。另外，乳化助排劑具有表面活性劑的乳化和降低界面張力的作用，降低油巖界面張力，剝離油膜,有效地提高了驅(qū)油效率。該技術(shù)實(shí)現(xiàn)了降粘助排、暫堵調(diào)剖、氣體增能工藝的有機(jī)結(jié)合，有效改善了油井生產(chǎn)效果。

2 配方篩選及性能評(píng)價(jià)

2.1 藥劑配方研究與篩選

結(jié)合曙光油田稠油油藏不同區(qū)塊油品性質(zhì)及儲(chǔ)層特性，從提高驅(qū)油效率、乳化降粘、降低界面張力等角度優(yōu)選助排劑和乳化劑，在此基礎(chǔ)上復(fù)配形成乳化助排體系。通過(guò)與氮?dú)饨Y(jié)合形成泡沫，利用泡沫的賈敏效應(yīng)，封堵高滲透層，達(dá)到油層均勻處理的目的。

配伍性研究：各工作液之間的配伍性研究；工作液與儲(chǔ)層巖性配伍性研究；工作液與儲(chǔ)層流體配伍性研究。

2.2 乳化助排劑性能評(píng)價(jià)

2.2.1 表面張力性能測(cè)定

將試樣按不同濃度配成水溶液，用JYW-200A全自動(dòng)表、界面張力儀測(cè)定其表面張力，測(cè)試結(jié)果顯示濃度在0.3%時(shí)，表面張力達(dá)到≤29.7 mN/m（見(jiàn)表1）。

2.2.2 界面張力性能測(cè)定

將試樣按不同濃度配成水溶液，用JYW-200A全自動(dòng)表/界面張力儀測(cè)定其表面張力，測(cè)試結(jié)果表明，當(dāng)復(fù)配濃度達(dá)到0.3%時(shí)，界面張力≤9.9 mN/m（見(jiàn)表2）。

表1 試樣不同濃度水溶液的表面張力Table 1 The specimen surface tension of aqueous solution of different concentration

表2 試樣不同濃度的界面張力Table 2 The interfacial tension of specimens with different concentration

2.2.3 耐溫性（活性物損失）測(cè)定

將試樣配成10%水溶液100 mL裝入陳化釜中，擰緊螺帽。將陳化釜放入電阻爐中，分別加熱到280℃，耐溫24 h，按CTMAB標(biāo)準(zhǔn)溶液的標(biāo)定。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,耐溫性（活性物損失）280 ℃,24 h≤8.4%（見(jiàn)表3）。

表3 耐溫性（活性物損失）測(cè)定Table 3 Temperature determination

2.2.4 發(fā)泡體積性能測(cè)定

將試樣配成不同濃度的溶液200 mL置于吳茵混調(diào)器中，用75 mA電流，高速檔測(cè)定1 min，將泡沫倒入1 000 mL量筒中，讀取泡沫體積。將測(cè)試?yán)L制成曲線，濃度在1%水溶液發(fā)泡體積≥940 mL。室內(nèi)實(shí)驗(yàn)表明其具有良好的發(fā)泡性能（見(jiàn)表4）。

表4 發(fā)泡體積性能測(cè)定Table 4 Determination of foaming volume performance

2.2.5 抗鹽性能測(cè)定

將試樣配成1%濃度的溶液200 mL，置于吳茵混調(diào)器中高速檔攪拌，讀取泡沫體積，算出發(fā)泡體積變化率。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，抗鹽性（1%NaCl溶液），發(fā)泡體積變化率≤17%（見(jiàn)表5）。

表5 抗鹽性能測(cè)定Table 5 Determination of anti salt performance

2.2.6 配伍性測(cè)定

按油田用化學(xué)品與原油脫水配伍性技術(shù)評(píng)價(jià)方法（Q/SY LH 0164—2004）和原油破乳劑技術(shù)評(píng)價(jià)方法（Q/SY LH 0165—2004）規(guī)定（見(jiàn)表6）。

實(shí)驗(yàn)結(jié)論：油水界面清晰，污水顏色均達(dá)到清或乳白色；脫水量百分差值在10%以?xún)?nèi)；拐點(diǎn)處脫水量差值在4 mL以?xún)?nèi)；凈化油含水與空白相比較小于1%。從以上四點(diǎn)看出，樣品對(duì)破乳劑無(wú)影響,破乳劑配伍性良好[4]（見(jiàn)表7）。

3 現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用效果

氣動(dòng)力乳化助排油層處理技術(shù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施6井次，措施增油3 887 t，平均單井增油647.8 t，有效解決了稠油開(kāi)發(fā)中后期存在的流動(dòng)性差、動(dòng)用不均、低產(chǎn)低能等問(wèn)題，改善了油井吞吐效果，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，具有廣闊的應(yīng)用前景。

表6 脫水量相對(duì)百分差值實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表Table 6 Water removal relative percent difference experimental data

表7 破乳劑實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表Table 7 Demulsifier experimental data

3.1 措施后周期產(chǎn)油、油汽比顯著提高

實(shí)施該項(xiàng)技術(shù)后，油井生產(chǎn)情況得到較大改善，統(tǒng)計(jì)6口井，平均周期產(chǎn)油由上周期的720 t上升到925 t，單井周期對(duì)比增油205 t，油汽比由0.38提高到0.45，措施增產(chǎn)效果明顯。

3.2 措施后周期回采水率得到提高

由周期生產(chǎn)效果看，周期回采水率由前一周期的60.2%提高到79.5%。說(shuō)明實(shí)施點(diǎn)該技術(shù)，改變了油藏潤(rùn)濕性能，降低了油水界面張力，提高了周期回采水率。

典型井例：

杜813-44-K45井，該井位于杜813興隆臺(tái)南，50 ℃時(shí)原油脫水粘度為127 300 mPa·s，注汽過(guò)程中與杜813-44-43井汽竄，且油層動(dòng)用不均。本輪實(shí)施氣動(dòng)力乳化助排措施后，與上周期對(duì)比注汽壓力提高了2.1 MPa，周期產(chǎn)油增加500 t，減少汽竄影響產(chǎn)量85.2 t，油汽比提高0.2，吞吐效果得到了明顯改善。

4 認(rèn)識(shí)與結(jié)論

結(jié)合曙光油田稠油油品和特性，篩選多種表面活性劑，通過(guò)復(fù)配乳化助排配方體系，形成一種新型復(fù)合油層處理技術(shù)，室內(nèi)實(shí)驗(yàn)及現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)表明該技術(shù)具有提高驅(qū)油效率、乳化降粘、增能等多種功能，推廣應(yīng)用前景廣闊[5]。

（1）該技術(shù)實(shí)現(xiàn)降粘助排、暫堵調(diào)剖、氣體增能工藝的有機(jī)結(jié)合，解決了單一技術(shù)的局限性，有效改善了油井生產(chǎn)效果。

（2）采用復(fù)合注入方式。將氮?dú)夂椭艅┩瑫r(shí)注入油層，在封堵高滲通道的同時(shí)，使更多助排劑進(jìn)入低動(dòng)用層位，擴(kuò)大藥劑的有效作用體積。

［1］陳鐵錚.曙光油田勘探與開(kāi)發(fā)[M].遼寧科學(xué)技術(shù)出版社，2009-01：159-160．

［2］許國(guó)民.曙光油田稠油開(kāi)發(fā)技術(shù)與實(shí)踐[M].遼寧科學(xué)技術(shù)出版社，2010-12：143-144．

［3］楊紅兵. 泡沫流體技術(shù)在稠油油藏中的應(yīng)用[J]. 勝利油田職工大學(xué)學(xué)報(bào),2008，10, 22(5):51-53．

［4］任芳祥.稠油開(kāi)發(fā)技術(shù)與實(shí)踐[M].遼寧科學(xué)技術(shù)出版社,2011-10:583.

［5］韓彬.遼河油田齊40塊蒸汽驅(qū)汽竄特征與控竄對(duì)策[J].大慶石油地質(zhì)與開(kāi)發(fā)，2011，30（6）： 148-152．

Research and Application of Aerodynamic Emulsification Cleanup Oil Layer Processing Technology

KUANG Xu-guang
（PetroChina Liaohe Oilfield Company, Liaoning Panjin 124010，China）

With the development of heavy oil in Shuguang oilfield, most wells have entered in late stage of huff and puff development, the liquidity is poor; producing uneven, low production contradictions have become increasingly prominent, the limitations of single technology is becoming more and more obvious, has been unable to meet the needs of high efficient development of heavy oil in the late stage. Aimed at the above problems, combined with oil properties and reservoir characteristics in different blocks of the heavy oil reservoir, preferred cleanup additive and emulsifier for improving displacement efficiency, emulsification and viscosity reduction, reducing the interfacial tension were determined. Through the screening of compound emulsion cleanup formula systems, the site construction technology and construction parameters were determined; an aerodynamic emulsification cleanup oil layer processing technology was formed. Indoor experiment and field application results show that, the technology to realize the organic combination of viscosity reducing cleanup, temporary plugging and profile control, gas empowerment process, can improve the production effect of oil well.

Steam channeling; Viscosity of crude oil; Emulsion; Cleanup agent

TE 357

： A

1671-0460（2015）01-0072-03

2014-07-09

匡旭光（1989-），男，遼寧盤(pán)錦人，助理工程師，2010年畢業(yè)于東北石油大學(xué)石油工程專(zhuān)業(yè),從事油田采油工藝技術(shù)工作。E-mail：kuangxuguang0522@163.com。