高溫凝膠泡沫調(diào)堵與催化降粘技術在錦91區(qū)塊的應用

摘要：針對錦91區(qū)塊稠油油藏多輪次吞吐后期存在的水侵嚴重、油層動用程度不均和原油粘度不斷增大等綜合性問題，進行了高溫凝膠泡沫調(diào)堵與催化降粘技術研究。通過室內(nèi)實驗，研制了凝膠泡沫調(diào)堵體系和催化降粘劑配方。并優(yōu)選了籠統(tǒng)擠注方式，將兩項技術有效結合起來。該項技術現(xiàn)場應用4井次，取得了較好的應用效果，可有效解決油井出現(xiàn)的綜合性問題。

關鍵詞：凝膠泡沫；催化降粘；錦91

1 前言

錦91區(qū)塊已經(jīng)進入蒸汽吞吐開發(fā)中后期。隨著多輪次的開采，整個區(qū)塊普遍存在水侵嚴重，原油粘度升高等問題，嚴重制約了區(qū)塊開采，降低了油井產(chǎn)量。目前，針對錦91區(qū)塊存在的問題，主要采用化學技術進行解決。如采用高溫降粘劑技術解決原油粘度升高的問題，采用高溫調(diào)剖技術解決水侵嚴重的問題。但是，目前采用的化學技術具有一定的局限性，即針對性較強，雖然可以有效解決油井出現(xiàn)的一項問題，但是油井同時存在的其它問題也制約了油井的生產(chǎn)。因此，我們從解決錦91區(qū)塊水侵嚴重，油層動用不均和原油粘度較高的綜合性問題入手，開展了高溫凝膠泡沫調(diào)堵與催化降粘技術的研究。通過該技術的研究和應用，可以有效的解決錦91區(qū)塊油井出現(xiàn)的綜合性問題。

2 實驗研究

2.1高溫凝膠泡沫調(diào)堵體系的研制及性能評價

2.2.1交聯(lián)劑的選擇

通過實驗，使用酚醛樹脂和有機鉻交聯(lián)劑的復合交聯(lián)體系，在不同的礦化度條件下，比酚醛樹脂、間苯二酚和有機鉻交聯(lián)劑單獨體系相比，具有更強的成膠強度。因此，選取此類交聯(lián)劑作為主交聯(lián)劑。

2.2.2 起泡劑的確定

在實驗中，我們選取AOS、SDS、DDBS、OP—10、吐溫80、糖苷C12-14、AES和CTAB作為起泡劑進行優(yōu)選。通過對比起泡體積和起泡穩(wěn)定性，最終選擇AOS作為起泡劑，其最佳起泡濃度為0.2%。

2.2.3 凝膠泡沫調(diào)堵體系基本配方的確定

在實驗時，采用正交試驗方法?；谀z泡沫的基本組成與濃度對性能影響的初步評價結果。綜合分析實驗結果，確定凝膠泡沫體系的基本配方為：0.2%AOS+0.3%有機鉻交聯(lián)劑+0.2%酚醛樹脂交聯(lián)劑+3000mg/L HPAM。

2.2.4耐溫凝膠泡沫調(diào)堵體系配方的確定

為了提高凝膠泡沫調(diào)堵體系的耐溫性能和泡沫穩(wěn)定性能，我們在基本配方中添加了泡沫穩(wěn)定劑GX。通過實驗數(shù)據(jù)，我們可以得出泡沫穩(wěn)定劑的添加，大大提高了凝膠泡沫的穩(wěn)定性。泡沫穩(wěn)定劑的用量為0.1%-0.2%為宜。

最終，確定了耐溫凝膠泡沫調(diào)堵體系配方：0.2%AOS+0.3%有機鉻交聯(lián)劑+0.2%酚醛樹脂交聯(lián)劑+3000mg/LHPAM+GX0.1%。

2.2.2 性能評價

2.2.2.1耐溫性能評價

在實驗室，測試了該配方的耐溫性能。有表7的實驗結果可得該體系在130℃下，24小時下的泡沫體積仍占起始泡沫體積的80%。該體系220℃下仍具有保持較好的泡沫體積。

2.2.2.2封堵率實驗

對于水相封堵，凍膠和凝膠泡沫性能相差不大。對于油水封堵，凝膠泡沫對水相的封堵能力達98.6%，而對油相的封堵率為50.0%，具有選擇性封堵能力。

2.2催化降粘劑的研制及性能評價

2.2.1催化降粘劑配方的研制

實驗中，我們選取鎳的化合物作為主要的催化降粘劑主劑，尿素作為助劑。在實驗中，分別研究了反應溫度、反應時間、催化劑添加量對配方降粘率的影響。

2.2.1.1反應溫度的影響

蒸汽吞吐開采稠油，地層中近井地帶的溫度一般只能達到200℃左右，因此，在實驗中選擇實驗溫度（160～280）℃進行實驗研究。通過實驗可得，隨著反應溫度的升高，降粘率逐漸增大，當反應溫度到達240℃后，其降粘率幾乎不再發(fā)生變化，最大值為56.89%。而加入催化劑AT，降粘率迅速上升，且降粘幅度更高，而且在220℃時降粘率達到最大值為90.35%，之后降粘率趨于平緩，穩(wěn)定在90%左右。

2.2.1.2反應時間的影響

在實驗中，選定12h、18h、24h、30h、36h來考察反應時間對降粘率的影響。由圖2的實驗數(shù)據(jù)可得，在催化劑用量為0.2%，反應溫度為240℃的條件下，粘度比隨反應時間的增加而降低，反應時間超過24小時后粘度比基本上不再變化。故反應時間24小時已足夠。

2.2.1.3催化劑加量的影響

在實驗中，我們進行了催化劑總體添加量對降粘率的影響。由圖3的實驗數(shù)據(jù)可得：隨催化劑用量的增加，降粘率急劇增加，在催化劑加量為0.3%的時候降粘率達到最大，為92%，在此之后降粘率隨著催化劑加量的增加基本保持不變。

綜上所述，通過大量實驗，我們確定了催化降粘劑的配方為：NP-3 0.2%+烷基苯磺酸鈉0.1%+尿素0.2%。

2.2.2 催化降粘劑性能評價

2.2.2.1稠油物性的變化

在實驗室，我們按照配方配置催化降粘劑，并進行稠油物性測試。測量反應前后稠油的粘度、密度比。以吡啶為溶劑，用VPO法對反應前后稠油及瀝青質(zhì)的分子量進行分析。

通過實驗可以看出，反應后各稠油樣粘度大幅度下降，密度略有下降。稠油及瀝青質(zhì)的分子量均大幅度下降，表明發(fā)生了明顯的水熱裂解反應。

2.3現(xiàn)場施工工藝的確定

注入工藝也是制約凝膠泡沫調(diào)堵技術和催化降粘技術有效結合的一個重要方面。結合現(xiàn)場實際情況確定了籠統(tǒng)注入的方式。即先擠注高溫凝膠泡沫調(diào)堵劑，燜井后擠注催化降粘劑。

3 現(xiàn)場應用及效果統(tǒng)計

全年在錦91區(qū)塊共計實施4井次，錦45-09-21，錦45-17-195，錦45-08-23，錦45-010-21側(cè)。有效地解決了水侵嚴重，油層動用不均和原油粘度較高的綜合性問題。措施有效率達到100%，截止到目前，累計增油828.1噸，創(chuàng)經(jīng)濟效益146.062萬元。

4 結論

（1）研制的耐溫凝膠泡沫調(diào)堵體系可耐溫220℃，并且具有選擇性封堵能力，對水相封堵能力可達到98.6%，對油相封堵僅達到50%。研制的催化降粘劑體系可有效降低原油中膠質(zhì)、瀝青質(zhì)等成分，降粘率可達到93%。

（2）通過優(yōu)選籠統(tǒng)擠注方式，先擠注耐溫凝膠泡沫調(diào)堵劑，燜井后在擠注催化降粘劑，將兩項技術有效結合起來，使其兼具解決油井存在的綜合性問題的能力。

（3）高溫凝膠泡沫調(diào)堵與催化降粘技術在錦91區(qū)塊現(xiàn)場應用效果較好?？捎行Ы鉀Q油井存在的水侵嚴重，油層動用不均和粘度較高的綜合性問題。

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作者簡介：孫強（1982年9月—），女，工作單位：遼河油田錦州采油廠工藝研究所工程師