稠油物化采油技術(shù)

郭玉山

1.引言

稠油富含膠質(zhì)、瀝青質(zhì)、粘度大，開采過程中與蒸汽或其他驅(qū)替液的流動比大，流動困難，并且易沉積在巖石表面，造成孔道堵塞。錦州采油廠的稠油產(chǎn)量約占年產(chǎn)量的五分之四，經(jīng)過多年的生產(chǎn)開發(fā)，其生產(chǎn)難度越來越大，生產(chǎn)成本越來越高，因而導致經(jīng)濟效益下降。為提高稠油油藏開發(fā)的經(jīng)濟效益，根據(jù)稠油油藏的具體條件，結(jié)合現(xiàn)有的稠油油藏開發(fā)工藝技術(shù)，采用了稠油物化采油工藝技術(shù)，在錦45塊進行了14井次試驗，取得了顯著的經(jīng)濟效果。

2.關(guān)鍵詞：稠油；物化；采油；技術(shù)

3.技術(shù)原理

稠油物化采油技術(shù)，是利用現(xiàn)有的注汽開發(fā)工藝技術(shù)，把乳化劑隨蒸汽一道注入地層，乳化劑均勻分散在稠油里，同時，采用聲波振動的方法使其混合攪拌，以便形成比較穩(wěn)定的水包油乳化液，從而實現(xiàn)稠油在地層內(nèi)的降粘作用。這種在油層內(nèi)形成的乳化液，能有效地降低稠油在地層內(nèi)和井筒中的流動阻力，使稠油能順利地進入井筒到達地面，從而達到降粘降耗、增產(chǎn)增效的目的。

該技術(shù)采用物理和化學兩種降粘方法互相補充，互相促進，以降低油層內(nèi)稠油粘度，提高油井產(chǎn)量為目的，盡量利用現(xiàn)有設(shè)備及現(xiàn)有工藝流程，制定稠油物化采油技術(shù)施工方案，做到少投入、多產(chǎn)出，提高了稠油開發(fā)的綜合經(jīng)濟效益。

3.1聲波技術(shù)

稠油物化降粘，僅將乳化劑泵入地層是不夠的，只有充分攪拌、混合，才能使其充分乳化，達到物化降粘的目的。在油層條件下的微裂縫和毛細孔道內(nèi)，采用一般常規(guī)的攪拌方法很難實現(xiàn)。因此，我們采用了聲波技術(shù)。聲波的振動作用能使油層孔道內(nèi)的稠油、乳化劑、凝結(jié)水充分地混合、攪拌，促成水包油乳化液的形成?？紤]到注汽井高溫、高壓的特點，選擇了以蒸汽為動力的聲波發(fā)生器。該聲波發(fā)生器的振頻率為1.5-2kh，聲強為140-160db（1-100kw/m2），作用距離為5-8m。該聲波發(fā)生器結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，結(jié)實可靠，不需外加動力，能重復使用，便于維修，是一種安全可靠的聲波發(fā)生器。由于該聲波發(fā)生器具有強大的功率，除了利用其機械振動實現(xiàn)稠油物化之外，還能利用其空化作用，振動作用促使稠油降粘，在近井地帶產(chǎn)生和擴大微裂縫，解除孔道內(nèi)的物理堵塞物及解除水鎖、氣鎖等作用，對油層有一定的調(diào)剖作用。

3.2.連續(xù)滴注降粘技術(shù)

在地層條件下，一次性注入乳化劑時，由于不同流體（稠油、降粘劑、蒸汽、水等）在地層流通通道（毛細管、裂縫等）內(nèi)的段塞作用，不僅使其增大流動阻力，而且很難使它們均勻混合，從而使絕大部分的乳化劑很難發(fā)揮作用，降低了乳化劑的使用效果。采用連續(xù)滴注技術(shù)的目的，是要使乳化劑均勻分散到注入井內(nèi)的蒸汽中，隨蒸汽一起進入地層，在蒸汽加熱稀釋稠油的同時，乳化劑也分散在溶解的稠油中并與之充分混合，擴大了乳化劑的波及范圍，提高了藥劑的利用率。為了不因滴注乳化劑而影響注汽質(zhì)量，滴注排量應(yīng)控制在80-150L/h范圍內(nèi)。

3.3.耐高溫稠油乳化劑

為滿足滴注技術(shù)的要求，藥劑必須抗350 ℃以上高溫。該藥劑主要由非離子表面活性劑，陰離子表面活性劑，無機鹽及抗高溫添加劑等復配而成，具有耐350 ℃以上高溫不降解的特性，能有效地降低了油水界面張力，促使水包油乳化液的形成，該乳化劑具有較長時間的穩(wěn)定性，隨蒸汽一起進入油層，與油層內(nèi)的稠油充分混合，為乳化創(chuàng)造了良好的條件。

該藥劑為無色、或淡黃色粘稠性液體，密度1.04—1.1g/cm3、粘度（25℃）50—100mPa.s，PH值（1%水溶液）8—8.5，耐高溫350 ℃。該降粘劑的降粘率大于98%，0.3%的水溶液PH值為7.5—8，不影響原油脫水，不會對地層造成傷害，完全能滿足稠油降粘的要求。

上述技術(shù)可單獨使用，而配套使用能使稠油物化降粘、增產(chǎn)取得最佳的技術(shù)和經(jīng)濟效果。

3.4.室內(nèi)實驗

3.4.1.將該乳化劑配成1%濃度的水溶液，然后將其進行蒸餾，取蒸餾液18g，再往蒸餾液中加入12g自來水，將其裝入盛有70g稠油油樣的燒杯中，進行降粘實驗，此時的降粘率與該降粘劑在常溫條件下0.3%濃度的降粘率相同，這說明該降粘劑的表面活性物質(zhì)有50%分配到汽相中，因而蒸汽能使表面活性劑進入地層深處，該降粘劑能夠大大地提高超稠油的采收率。

3.4.2.將稠油油樣70g加熱到50℃，再往油樣中加入30g已經(jīng)配制成0.3%的乳化劑水溶液。在50℃條件下攪拌1分鐘，稠油完全乳化，通過測量計算其降粘率為98.6%，取該乳化液20g加入鋼瓶中，放入300℃的恒溫烘箱中，恒溫24小時，冷卻后取出，放入玻璃杯中，再加熱到50℃，攪拌1分鐘，此時的稠油又完全乳化，降粘率為95.8%，此實驗說明該乳化劑在300℃高溫條件下應(yīng)具有好的乳化降粘能力，并沒有發(fā)生轉(zhuǎn)向問題。

4.施工工藝

4.1.為了保證該技術(shù)的效果，應(yīng)選擇下列條件的稠油井。

（1）油層發(fā)育較好，生產(chǎn)潛力較大的稠油井；

（2）原油粘度大于2×103mPa。s；

（3）注汽后不出或注汽壓力較高而產(chǎn)液較低的稠油井；

（4）注汽輪次較低，含水在50-60%稠油井；

（5）新井投產(chǎn)后產(chǎn)液較低的稠油井；

由于稠油乳化降粘需要保證乳化劑有一定的粘度，（0.3%）因此，對油層內(nèi)存水過多的高輪次注汽井不宜選作施工井。除了能使稠油增產(chǎn)外，還能提高回采水率，減少油層內(nèi)的存水量，降低后續(xù)注汽的能量消耗，有利于提高注汽效果。

4.2.高溫乳化劑的配制

TR-VD/ZY-1型抗高溫乳化劑，可以用復配原液滴注，也可用其水溶液進行滴注，這主要視現(xiàn)場施工溫度而定。原則上以高濃度為好，但必須易于泵送。降粘劑用量以每注1000m3汽配注2-3噸乳化劑即可，若地下存水較多，應(yīng)適當提高乳化劑的用量。乳化劑配制成水溶液時，應(yīng)保證滴注泵能按時將其泵送完畢，且不能對注汽質(zhì)量產(chǎn)生影響，否則應(yīng)采取其它措施以保證其可泵送性。

4.3.滴注設(shè)備的安裝

滴注設(shè)備是實施滴注技術(shù)的重要手段，滴注設(shè)備包括管線應(yīng)滿足注汽參數(shù)的要求，根據(jù)油田的具體情況，選用了經(jīng)過改裝的兩臺試壓泵作為滴注泵組，其額定泵壓為35MPa，排量為150L/h，完全能滿足大、小鍋爐注汽的要求。從泵組到井口的管線由1"高壓活動管線，截止閥、單流閥等組成，能耐35MPa高壓，保證安全施工。為適應(yīng)冬季施工要求，儲液罐內(nèi)裝有盤管用蒸汽加熱保溫，防止乳化劑的稠化和結(jié)晶。

4.4.井下管柱

井下管柱主要是聲波發(fā)生器組合，聲波發(fā)生器組合根據(jù)實測數(shù)據(jù)應(yīng)以每隔2-3m安裝一個，并按油層位置相應(yīng)配置。各聲波發(fā)生器之間以油管短節(jié)連接，隨注汽管柱一起下入井內(nèi)。根據(jù)油層巖性物性條件，在其巖性、物性較差的層段也可將聲波發(fā)生器以1m間隔安置，以提高其振動強度，有利于油層裂縫的產(chǎn)生并提高油層的注汽量。聲波發(fā)生器內(nèi)裝有三種孔徑不同的節(jié)流板，以提高聲波發(fā)生器的功率，安裝時應(yīng)將小孔徑的裝在下面，大孔徑的裝在上面。理論上裝節(jié)流板后會提高注汽壓力，但實際施工中的注汽壓力確實略有下降或持平，這也證明了油層裂縫的產(chǎn)生或乳化液形成后，對稠油增產(chǎn)有良好的作用。

5.現(xiàn)場試驗及效果分析

2017、2018年錦采共實施稠油物化采油技術(shù)14井次，措施成功率93%，有效率78.6%，周期對比增油6971.7噸，平均單井增油498噸?？傆推缺壬现芷诟叱?.18，投入產(chǎn)出比為5.15。

2017、2018年稠油物化采油技術(shù)總投入115萬元，每噸原按850元計算，創(chuàng)經(jīng)濟效益592.6萬元。

6.認識與結(jié)論

（1）通過錦州油田對稠油物化采油技術(shù)現(xiàn)場應(yīng)用情況表明，該技術(shù)具有較好的降粘解堵效果，延長了油井生產(chǎn)周期，提高了綜合經(jīng)濟效益。

（2）滴注技術(shù)與聲波技術(shù)配套的應(yīng)用，使藥劑隨蒸汽進入油層深部，充分地與稠油混合、乳化，有效地防止地層毛細孔道內(nèi)的段塞作用，擴大了藥劑的波及面積，進一步提高了藥劑的利用率。

（3）聲波發(fā)生器產(chǎn)生的聲波振動作用能有效地使稠油乳化，并能在油層中產(chǎn)生或擴大裂縫，解除油層物理堵塞，延長了油井生產(chǎn)周期。是一種較好的乳化、解堵工具。

（4）稠油物化采油技術(shù)具有一定的調(diào)剖作用。

參考文獻：

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