DM300復(fù)合增注技術(shù)在雙河油田的研究與應(yīng)用

李廣志，劉慶云，張 薇， 王春梅， 潘二亮，夏銘輝

(1.中國(guó)石化河南油田分公司第一采油廠，河南桐柏 474780；2.中國(guó)石化河南石油勘探局雙河社區(qū)服務(wù)中心)

DM300復(fù)合增注技術(shù)在雙河油田的研究與應(yīng)用

李廣志1，劉慶云2，張 薇1， 王春梅1， 潘二亮1，夏銘輝1

(1.中國(guó)石化河南油田分公司第一采油廠，河南桐柏 474780；2.中國(guó)石化河南石油勘探局雙河社區(qū)服務(wù)中心)

針對(duì)雙河油田江河區(qū)低滲透欠注層酸化增注困難的問題，開展了復(fù)合增注機(jī)理研究和礦場(chǎng)適應(yīng)性評(píng)價(jià)。實(shí)驗(yàn)研究表明，DM300增注劑具有改變儲(chǔ)層巖石表面潤(rùn)濕性和降低含油飽和度的復(fù)合降壓增注能力，低滲透巖心水相滲透率經(jīng)其驅(qū)替后提高49.4%。通過工藝優(yōu)化形成了適合江河區(qū)低滲透油藏特點(diǎn)的DM300復(fù)合增注技術(shù)，現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施后使江河區(qū)低滲透欠注層的酸化增注效果和有效注入能力得到進(jìn)一步提高。

雙河油田;復(fù)合增注技術(shù)；含油飽和度；低滲透儲(chǔ)層

雙河油田進(jìn)入開發(fā)后期特高含水自然遞減階段，隨著油藏邊部、上傾尖滅區(qū)域非主力油層的開發(fā)動(dòng)用，酸化改造增注難度逐年加大。目前江河區(qū)因物性差不吸水和吸水差的注水井有120口200個(gè)層段，日配注5 970 m3，實(shí)注694 m3，欠注5 276 m3，分別占雙河油田欠注總井?dāng)?shù)的58.3%、總層數(shù)的65.8%、總欠注量的63.2%，主要分布在江河區(qū)Ⅶ下、ⅧⅨ油組及上傾尖滅區(qū)低滲透儲(chǔ)層。雖經(jīng)多次酸化改造，欠注情況并未明顯改善，嚴(yán)重制約著低滲透儲(chǔ)層的有效動(dòng)用。為此根據(jù)雙河油田江河區(qū)相滲特征開展了DM300復(fù)合增注技術(shù)研究。

1 DM300增注性能評(píng)價(jià)

1.1 復(fù)合增注機(jī)理[1-2]

低滲透欠注井層酸化增注效果差，除生產(chǎn)中地層污染堵塞外，主要是受基質(zhì)低滲透本質(zhì)特征影響。一方面在基質(zhì)滲透率低和殘余油共同作用下，儲(chǔ)層水相滲流能力低；另一方面儲(chǔ)層巖石表面表現(xiàn)為強(qiáng)親水，固-液界面分子力使巖石表面親水性增強(qiáng)，水化膜厚度增大，孔隙中有效流通通道變小，使水相滲透率降低。

DM300增注劑可改變巖石表面的潤(rùn)濕性，使地層巖石表面由強(qiáng)親水向弱親水轉(zhuǎn)變，在降低水化膜厚度的同時(shí)，使固-液界面分子力的作用減弱；溶解清洗重質(zhì)有機(jī)物，改善油水低界面張力性能，清除地層堵塞，促進(jìn)殘余油流動(dòng)，從而更好增加低滲透儲(chǔ)層水相滲透率，降低注入壓力，提高注水量。

1.2 潤(rùn)濕性能改變?cè)u(píng)價(jià)[3-4]

雙河油田江河區(qū)地層水屬碳酸氫鈉水型，總礦化度7 512 mg/L，氯離子含量3 176 mg/L，陽(yáng)離子主要以鉀、鈉離子為主，鈣、鎂離子較少。

用動(dòng)態(tài)接觸角測(cè)量?jī)x測(cè)定未浸泡和DM300溶液浸泡24 h的水潤(rùn)濕載玻片潤(rùn)濕接觸角；用潤(rùn)濕角測(cè)量?jī)x測(cè)定未浸泡和用模擬地層水配置后的DM300溶液浸泡24 h的江河區(qū)天然巖心巖石表面潤(rùn)濕角，結(jié)果見表1。由表1看出，DM300增注劑可使水潤(rùn)濕石英載玻片和巖石表面由強(qiáng)水濕轉(zhuǎn)為弱水濕，具有改變潤(rùn)濕性性能，且隨著濃度提高，改變能力略有提高，但差別很小。初步確定增注劑濃度為30 000～50 000 mg/L。

1.3 地層清洗性能評(píng)價(jià)

1.3.1 溶解瀝青、石蠟的能力

江河區(qū)原油平均含蠟26.3%，膠質(zhì)含量8.25%。配制不同濃度的DM300增注劑溶液，分散均勻放入螺口試劑瓶中。用天平定量稱取實(shí)驗(yàn)用瀝青、#60～#72標(biāo)準(zhǔn)蠟片，放入不同濃度的DM300增注劑溶液中，分別在40℃、50℃、60℃條件下恒溫靜態(tài)浸泡，然后測(cè)定完全溶解2 000 mg瀝青和2 000 mg石蠟的能力，結(jié)果見表2。由表2看出，無(wú)論升高溫度還是提高DM300增注劑濃度，都有利于提高瀝青的溶解速度，但濃度高于30 000 mg/L時(shí)，度隨濃度的增加而趨于變緩；另外，DM300還能較好地溶解石蠟。

表1 潤(rùn)濕性改變能力測(cè)定結(jié)果

表2 溶解瀝青和石蠟?zāi)芰υu(píng)價(jià)結(jié)果

1.3.2 界面性質(zhì)改變?cè)u(píng)價(jià)

用江河區(qū)模擬地層水配制不同濃度的DM300溶液，在不同濃度溶液中加入江河區(qū)原油樣品，用界面張力儀測(cè)量不同濃度增注劑的原油與模擬地層水體系的界面張力。從圖1可看出，加入少量DM300可使界面張力發(fā)生較大變化并具有表面活性劑特征，DM300在20 000～40 000 mg/L濃度下，可較好降低油水界面張力，但當(dāng)濃度大于30 000 mg/L時(shí)，改變界面張力的幅度逐漸變小。

圖1 不同濃度增注劑與原油間的界面活性

1.3.3 洗油能力評(píng)價(jià)

將江河區(qū)塊原油和實(shí)驗(yàn)砂樣按1∶10的質(zhì)量比例混合成油砂，在60 ℃條件下，恒溫密封老化7天以上。用模擬地層水配制不同濃度的DM300增注劑溶液，分散均勻放入螺口試劑瓶中，用天平定量稱取老化油砂，放入2倍油砂的DM300溶液中，分別在20℃、40℃、60℃條件下靜態(tài)浸泡24 h，測(cè)定洗油能力，結(jié)果如表3。由表3看出，DM300增注劑洗油能力較好，在60 ℃條件下，30 000 mg/L濃度溶液洗油效率可達(dá)到83%。

表3 不同溫度條件下的洗油效率

1.4 增注性能流動(dòng)實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)

利用儲(chǔ)層敏感性評(píng)價(jià)裝置、江河區(qū)低滲透天然巖心和模擬地層水，在實(shí)驗(yàn)溫度60 ℃、DM300注入倍數(shù)為8倍巖心孔隙體積、濃度為30 000 mg/L條件下，開展DM300增注性能評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)。

從圖2可看出，驅(qū)油過程壓力逐漸上升，當(dāng)注入倍數(shù)達(dá)到19 PV后，壓力達(dá)到峰值3.89 MPa；隨后開始下降；當(dāng)注入倍數(shù)達(dá)到32 PV時(shí)，壓力下降到3.01 MPa，模型出口不再出油。建立殘余油飽和度，繼續(xù)水驅(qū)，測(cè)定注入壓力和水相滲透率變化情況。當(dāng)壓力下降到2.96 MPa平穩(wěn)值時(shí)，水相滲透率為1.76×10-3μm2。接著注入DM300增注劑8 PV，保壓48 h，繼續(xù)水驅(qū)，水驅(qū)注入11 PV；當(dāng)壓力下降到2.14 MPa最低值時(shí)，水相滲透率為2.63×10-3μm2。經(jīng)DM300驅(qū)替后，江河低滲透巖心水相滲透率可提高49.4%，相同注入排量下注入壓力下降27.7%。

圖2 DM300驅(qū)替實(shí)驗(yàn)結(jié)果

1.5 靜態(tài)吸附時(shí)間對(duì)滲透率的影響

采用江河區(qū)塊同一個(gè)低滲透天然巖心分段驅(qū)替濃度為30 000 mg/L的DM300增注劑溶液后，對(duì)比滲透率的變化情況，結(jié)果如圖3。從圖3看出，DM300增注劑與巖心巖石表面接觸時(shí)間48 h后，對(duì)巖心滲透率的作用已不再明顯。

圖3 DM300不同停留時(shí)間巖心滲透率的變化情況

2 DM300復(fù)合增注工藝優(yōu)化研究

根據(jù)上述DM300增注機(jī)理和增注性能評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)，確定DM300在江河區(qū)低滲透儲(chǔ)層注入濃度為30 000 mg/L。

2.1 關(guān)井反映時(shí)間的優(yōu)化

江河區(qū)平均儲(chǔ)層溫度為85 ℃左右，結(jié)合30 g/L濃度下DM300在60 ℃時(shí)地層清洗評(píng)價(jià)結(jié)果，及巖石表面靜態(tài)吸附與停留時(shí)間關(guān)系，確定施工關(guān)井反應(yīng)時(shí)間為48 h，對(duì)改善巖心滲漏率作用最為明顯。

2.2 DM300增注處理半徑的確定

根據(jù)江河不同滲透率儲(chǔ)層情況、每米砂厚注水10 m3/d強(qiáng)度下所需注水壓力在半徑方向上的分布曲線，3 m以內(nèi)是壓降敏感區(qū)，也是改造效果最明顯區(qū)域，確定DM300增注處理半徑為3～4 m。

2.3 施工工藝優(yōu)化研究

低滲透儲(chǔ)層注水啟動(dòng)壓力高、水相流動(dòng)阻力大。除改善界面性質(zhì)、提高水相滲透率外，還需近井酸化改造進(jìn)一步降低注水啟動(dòng)壓力。為評(píng)價(jià)疑難井層復(fù)合降壓增注工藝的可行性，選取江河區(qū)塊低滲透天然巖心，先酸化改造預(yù)處理，再擠注DM300增注劑的施工工藝流動(dòng)實(shí)驗(yàn)。結(jié)果表明，采用先酸化改造預(yù)處理地層，再擠注DM300增注劑的施工工藝，可使江河區(qū)塊低滲透天然巖心水相滲透率提高4倍。具體注入程序：先酸化預(yù)處理地層→關(guān)井反應(yīng)→再擠注DM300→關(guān)井反應(yīng)→開井注水。

3 現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用效果

選取江河區(qū)低滲透疑難欠注井現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施9口15個(gè)注水層段進(jìn)行增注試驗(yàn)，其中，有效8口12個(gè)注水層段，措施有效率80%，日實(shí)注水量由增注前的61 m3提高到352 m3，階段增注4.89×104m3，增注效果明顯變好。

4 結(jié)論及認(rèn)識(shí)

(1)DM300增注劑可使江河區(qū)低滲透巖石表面的潤(rùn)濕性由強(qiáng)水濕轉(zhuǎn)變?yōu)槿跛疂瘛?/p>

(2)DM300增注劑可較好地溶解瀝青、石蠟，對(duì)江河區(qū)塊原油樣品洗油能力及降低油水界面張力性能較強(qiáng)，能更好清除地層原油堵塞，改善近井地帶地層滲透性，提高地層清洗效果。

(3)DM300增注劑能更好提高低滲透儲(chǔ)層水相滲透率，對(duì)低滲透儲(chǔ)層有明顯的復(fù)合降壓增注作用。

(4)以DM300增注劑為主體、輔以酸化預(yù)處理為手段的DM300復(fù)合增注工藝技術(shù)，可進(jìn)一步提高江河區(qū)低滲透疑難欠注井層的酸化增注效果和有效注入能力。

[1] 黃延章．低滲透油層滲流機(jī)理[M]．北京：石油工業(yè)出版社，1998：30-100.

[2] 王啟蒙，汪強(qiáng)，諸葛鎮(zhèn)．低滲儲(chǔ)層滲流規(guī)律及水驅(qū)油機(jī)理的試驗(yàn)研究[J]．江漢石油學(xué)院學(xué)報(bào)，2003(S2)：32-35.

[3] 鄂捷年．油藏巖石潤(rùn)濕性對(duì)注水過程中驅(qū)油效率的影響[J]．石油大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)，1998，7(3)：53-57.

[4] 吳景春，賈振岐，孫連榮，等．降低特低滲透油層啟動(dòng)壓力機(jī)理分析[J]．大慶石油學(xué)院學(xué)報(bào)，2003，2(27)：26-30.

編輯：劉洪樹

1673-8217(2015)02-0137-03

2014-11-12

李廣志，工程師，1973年生， 2009年畢業(yè)于中國(guó)石油大學(xué)(華東)石油工程專業(yè)，現(xiàn)從事采油工程工作。

TE357.43

A