稠油油田組合調(diào)驅(qū)技術(shù)研究與礦場(chǎng)應(yīng)用*

代磊陽(yáng)，張?jiān)茖?，?慧，王 楠，呂 鵬

（中海石油（中國(guó)）有限公司天津分公司 渤海石油研究院，天津300459）

稠油開(kāi)采過(guò)程中，由于原油黏度和儲(chǔ)層非均質(zhì)性的影響，水驅(qū)開(kāi)發(fā)效果較差，存在大孔道發(fā)育程度高、含水率升高過(guò)快的問(wèn)題。針對(duì)稠油，主要通過(guò)蒸汽驅(qū)、摻稀油和加化學(xué)藥劑等方法來(lái)降黏開(kāi)采[1-4]。通?；瘜W(xué)降黏的方法占地面積較小、可以節(jié)省作業(yè)空間，提升作業(yè)效率，而且降黏幅度大、工藝簡(jiǎn)單，在陸地和海上油田已經(jīng)得到應(yīng)用[5-9]。強(qiáng)化分散體體系與冷采體系是一類大分子降粘劑，分子量達(dá)到2萬(wàn)左右，具有水相增粘（1000mg·L-1水溶液粘度可達(dá)15mPa·s）、油相降粘的功能。筆者以渤海M油田為研究對(duì)象，開(kāi)展了兩種降黏劑的性能評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)，并選定性能優(yōu)良的體系開(kāi)展礦場(chǎng)試驗(yàn)。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 儀器及試劑

布式粘度計(jì)（蘇州江東精密儀器公司）；旋滴界面張力儀（北京哈科試驗(yàn)儀器廠）。

強(qiáng)化分散體系（含量為50%）為企業(yè)自主研發(fā)體系；實(shí)驗(yàn)用油為油田目標(biāo)區(qū)塊油樣（地下粘度為230mPa·s）；實(shí)驗(yàn)用水為油田現(xiàn)場(chǎng)注入水，水質(zhì)分析 結(jié)果見(jiàn)表1。

表1 目標(biāo)井注入水離子構(gòu)成Tab.1 Injection water ion composition of the target well

1.2 性能評(píng)價(jià)

1.2.1 界面性能測(cè)定 采用油田注入水分別與兩種藥劑體系按照不同比例混合，使用混合液測(cè)定與原油之間的界面張力。

1.2.2 乳化降黏效果 按照不同配比，將原油分別與兩種藥劑體系進(jìn)行混合，恒溫箱中放置1h。之后將混合樣在250r·min-1的轉(zhuǎn)速下攪拌2min，粘度計(jì)測(cè)量乳化液黏度，得出降黏百分?jǐn)?shù)。

1.2.3 鉻凍膠成膠時(shí)間和強(qiáng)度測(cè)定 采用注入水配置不同濃度的聚合物和交聯(lián)劑，粘度計(jì)測(cè)試成膠時(shí)間和成膠強(qiáng)度。

1.2.4 鉻凍膠注入性能測(cè)定 采用單管實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ?，從不同巖心滲透率及不同凝膠配方兩方面考察優(yōu)選凝膠體系的注入性能。

1.2.5 鉻凍膠封堵性能測(cè)定 評(píng)價(jià)兩種凝膠配方：0.3%聚合物+0.3%鉻交聯(lián)劑（低強(qiáng)度）、0.6%聚合物+0.6%鉻交聯(lián)劑（高強(qiáng)度）在不同滲透率下的封堵性能。

1.2.6 組合體系提高采收率測(cè)定 通過(guò)物模實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證不同加量的調(diào)剖體系與強(qiáng)化分散體系組合之后，對(duì)提高采收率的影響，驗(yàn)證組合體系的效果。

2 結(jié)果與討論

2.1 界面張力

采用注入水配制不同類型和濃度（Cs=400、600、800、1000和1200mg·L-1）強(qiáng)化分散體系，它們與原油間界面張力測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表2。

表2 界面張力測(cè)試結(jié)果(mN·m-1）Tab.2 Interfacial tension test results（mN·m-1）

從表2可以看出，強(qiáng)化分散體系與原油間界面張力較低。隨藥劑濃度增大，藥劑與原油間界面張力呈現(xiàn)下降趨勢(shì)。

2.2 乳化降黏效果

測(cè)試強(qiáng)化分散體系在不同濃度下與原油混合后的黏度，相關(guān)測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表3，降黏率計(jì)算結(jié)果見(jiàn)圖1。

表3 黏度測(cè)試結(jié)果Tab.3 Test results of viscosity

圖1 降黏率與藥劑用量關(guān)系Fig.1 Effect of dosage on viscosity reduction

從以上結(jié)果可以看出，在“油∶水”比相同條件下，隨藥劑濃度增加，乳狀液黏度下降。在藥劑濃度相同條件下，隨“油∶水”比減小即乳狀液中原油含量減少，乳狀液黏度降低。隨藥劑濃度增大和“油∶水”比減小，乳化液降黏率都呈現(xiàn)增大趨勢(shì)。藥劑濃度高于800mg·L-1時(shí)，降粘率提升幅度不大，強(qiáng)化分散體系推薦濃度為800mg·L-1。

2.3 鉻凍膠成膠性能

以凝膠強(qiáng)度達(dá)到穩(wěn)定的時(shí)間為成膠時(shí)間，穩(wěn)定的強(qiáng)度級(jí)別作為成膠強(qiáng)度。65℃下觀察成膠后的凝膠有無(wú)脫水，評(píng)價(jià)凝膠的熱穩(wěn)定性，具體實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表4。

表4 鉻凍膠成膠情況Tab.4 Gelatinization of chromium jelly

由表4可知，聚合物與鉻交聯(lián)劑能形成凝膠。建議凝膠體系使用濃度為：0.3%～0.6%聚合物+0.3%～0.6%鉻交聯(lián)劑，成膠時(shí)間在6～10h，成膠強(qiáng)度較高，體系熱穩(wěn)定情況良好，在評(píng)價(jià)期內(nèi)無(wú)脫水現(xiàn)象。

2.4 鉻凍膠注入性能測(cè)定

考慮到分段塞組合設(shè)計(jì)需要不同強(qiáng)度的凝膠體系，實(shí)驗(yàn)選取低強(qiáng)度配方為：0.3%聚合物+0.3%鉻交聯(lián)劑；高強(qiáng)度配方為：0.6%聚合物+0.6%鉻交聯(lián)劑，考察了不同配方在填砂管巖心（滲透率約為5000mD）的注入壓力情況，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖2。

圖2 5000mD地層中不同配方的注入性Fig.2 Injectivity of different formulations to 5000mD layer

由圖2可知，對(duì)于凝膠配方強(qiáng)度越低，滲透率不變條件下，最終達(dá)到的平穩(wěn)壓力越低，注入性越好。兩種配方體系的注入皆不高，顯示較好的注入性能。

2.5 鉻凍膠封堵性能

實(shí)驗(yàn)時(shí)向巖心中注入0.3PV（孔隙體積）的凝膠成膠液，密封放置65℃烘箱中，候凝成膠后水驅(qū)測(cè)定封堵后的滲透率，測(cè)定凝膠的封堵性能，其中封堵率及殘余阻力系數(shù)的計(jì)算公式見(jiàn)式（1）。

式中 E：封堵率，%；FRR：殘余阻力系數(shù)；kw0：堵前滲透率，mD；kw1-堵后滲透率，mD。

建立單管物理實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ蛶r心，滲透率約為5000mD，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表5。

表5 不同凝膠體系配方封堵性能Tab.5 Formula plugging properities of diflerent gel systems

由表5中數(shù)據(jù)可以看出，不同強(qiáng)度凝膠體系對(duì)填砂管封堵率均較高，封堵率都在95%以上，顯示出較好的封堵性能。

2.6 組合體系對(duì)提高采收率影響

在巖心類型、強(qiáng)化分散體系濃度及用量、水驅(qū)含水均在90%情況一致的條件下，考察不同調(diào)剖段塞尺寸（0、0.05、0.075、0.10PV）組合強(qiáng)化分散體系對(duì)采出程度的影響，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖3。

圖3 采收率與PV數(shù)關(guān)系Fig.3 Relationship between recovery and PV number

從圖3可以看出，隨調(diào)剖劑段塞尺寸增加，采收率增加。在調(diào)剖劑注入階段，隨注入量增加，注入壓力增大，液流轉(zhuǎn)向效果增強(qiáng)，強(qiáng)化分散體系波及體積增加，采收率增加。

3 礦場(chǎng)應(yīng)用

組合調(diào)驅(qū)技術(shù)在渤海M油田B10井組中應(yīng)用，現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施65d，調(diào)剖體系注入2500方，強(qiáng)化分散體系注入5000方。措施后，受效井見(jiàn)到明顯增油降水效果，如圖4所示，措施后含水率由90%降低到75%以下，井組日產(chǎn)油由22方·d-1上升到55方·d-1，累計(jì)增油達(dá)到3800方，增油降水效果顯著。

圖4 B10井組生產(chǎn)動(dòng)態(tài)曲線Fig.4 Production performance curve of B10

4 小結(jié)

（1） 當(dāng)“油∶水”體積比小于7∶3時(shí)，強(qiáng)化分散體系與強(qiáng)化冷采體系相比，前者與原油間界面張力更低，乳狀液黏度更低，并且降黏率可達(dá)到80%。

（2）當(dāng)含水率較高時(shí)，強(qiáng)化分散體系更容易與原油產(chǎn)生乳化效果，形成O/W型乳狀液。

（3）建議凝膠體系使用濃度為：0.3%～0.6%聚合物+0.3%～0.6%鉻交聯(lián)劑，成膠時(shí)間在6～10h。

（4）組合實(shí)驗(yàn)表明，調(diào)剖劑與強(qiáng)化分散體系組合可以提高采收率，礦場(chǎng)試驗(yàn)結(jié)果也進(jìn)一步驗(yàn)證了該技術(shù)的可靠性。