稠油熱采水平井乳化瀝青選擇性堵水技術(shù)研究

陳天科（中石化河南油田分公司勘探開(kāi)發(fā)研究院，河南 南陽(yáng)473132）

目前春光油田稠油熱采大多數(shù)為水平井開(kāi)發(fā)，采用全井段裸眼篩管完井，水平井某一段見(jiàn)水后，由于油層段全部連通，無(wú)法采取相應(yīng)的機(jī)械堵水措施和卡封措施。通過(guò)篩選合適的軟固體瀝青和相應(yīng)乳化劑體系，制備適合熱采水平井堵水用的乳化瀝青選擇性堵劑。然后通過(guò)填砂管模型研究乳化瀝青體系注入性能和封堵性能，并對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的注入工藝參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化研究，從而形成新的乳化瀝青選擇性堵水工藝技術(shù)，提高區(qū)塊動(dòng)用程度，對(duì)改善春光油田熱采水平井開(kāi)發(fā)效果具有積極的意義。

1 乳化瀝青選擇性堵劑的制備

通過(guò)優(yōu)選乳化劑，最終得到了2.4%十六烷基三甲基氯化銨+0.4%十八烷基三甲基氯化銨+0.2%AS-8的乳化瀝青配方。通過(guò)對(duì)瀝青溫度的優(yōu)選，發(fā)現(xiàn)瀝青加熱至180℃時(shí)，瀝青的乳化效果最好。隨著瀝青軟化點(diǎn)的升高，瀝青乳化效果變差，軟化點(diǎn)30～60℃瀝青的乳化效果較好。油水比為1:1時(shí)，乳化瀝青的穩(wěn)定性最好。

2 乳化瀝青選擇性堵劑的性能評(píng)價(jià)

由2.4%十六烷基三甲基氯化銨+0.4%十八烷基三甲基氯化銨+0.2%AS-8作為乳化瀝青的乳化劑配方，制得的乳化瀝青最長(zhǎng)可穩(wěn)定12d 而不析油，乳化瀝青粒徑主要集中于10μm 以下。加入質(zhì)量濃度為5%的膠乳后，改性瀝青粒徑有所增加，但其粒徑仍集中于10μm以下。

在乳化瀝青稀釋液中加入表面活性劑溶液或陽(yáng)離子聚合物，可以提高乳化瀝青的穩(wěn)定性。因此建議乳化瀝青注入前先注入陽(yáng)離子表面活性劑溶液或陽(yáng)離子聚合物水溶液，可減小乳化瀝青的注入壓力。

高礦化度會(huì)對(duì)稀釋乳化瀝青的穩(wěn)定性造成影響，可選用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.075%的1831 作為穩(wěn)定劑，增加稀釋乳化瀝青的耐鹽穩(wěn)定性和耐溫性能。

3 乳化瀝青選擇性堵劑的注入性能評(píng)價(jià)

注入溫度對(duì)改性乳化瀝青堵劑的注入壓力有較大影響，建議注入溫度在60℃以上。在60℃下，乳化瀝青堵劑的注入壓力隨著填砂管滲透率降低而增大，建議地層滲透率大于1000mD。60℃以下，乳化瀝青濃度越高，注入壓力越高，建議乳化瀝青濃度小于30%。

4 乳化瀝青選擇性堵劑的封堵性能評(píng)價(jià)

4.1 不同濃度對(duì)封堵性能的影響

為考察不同濃度改性乳化瀝青對(duì)不同滲透率的封堵性能，用石英砂填制滲透率相似的填砂管模型，分別在60℃下注入1PV不同濃度的堵劑并老化24h后，在200℃下注蒸汽至壓力穩(wěn)定，計(jì)算其封堵性能（表1）。

表1 不同濃度改性乳化瀝青的封堵性能

在200℃條件下，隨堵劑中改性瀝青濃度的增大，堵劑對(duì)水相的封堵性能提高，故若要得到較好的封堵能力，堵劑應(yīng)選用的配方為20%瀝青+0.075%1831+2%膠乳。

4.2 不同滲透率下的封堵性能

為考察改性乳化瀝青對(duì)不同滲透率的封堵性能，用石英砂填制不同滲透率的填砂管作為模擬巖心，在60℃下注入改性乳化瀝青選擇性堵劑（20%瀝青+0.075%1831+2%膠乳）并老化24h后，在200℃下注蒸汽至壓力穩(wěn)定，從而計(jì)算其封堵性能，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)見(jiàn)表，平均封堵率為88.41%（表2）。

表2 20%乳化瀝青對(duì)不同滲透率填砂管的封堵性能

4.3 乳化瀝青的選擇性封堵性能研究

為考察改性乳化瀝青的選擇性封堵性能，用石英砂填制兩根滲透率相似的填砂管，飽和模擬地層水后，取一根飽和原油作為模擬水層，其余一根作為模擬油層。在60℃下注入1PV改性乳化瀝青堵劑，老化24h后，在200℃下，測(cè)定堵后對(duì)水相封堵率，以及60℃下油相封堵率（表3）。

乳化瀝青對(duì)水相的平均封堵率為86.6%。20%瀝青+0.075%1831+2%膠乳配方作為堵劑時(shí)，在200℃下對(duì)水層的封堵率可達(dá)到80%以上，對(duì)油層的封堵率在30%以下，有較好的選擇性封堵能力。這是由于乳化劑在帶負(fù)電的巖石表面吸附，體系穩(wěn)定性降低進(jìn)而發(fā)生破乳，析出的高粘改性瀝青吸附于巖石表面，封堵水流通道；而由于瀝青可溶于原油，少量進(jìn)入油層的改性乳化瀝青在破乳后則隨原油一起采出，不易對(duì)油層產(chǎn)生封堵作用，因此，改性乳化瀝青堵劑具有較好的選擇性封堵能力。

表3 乳化瀝青的選擇性封堵性能

4.4 乳化瀝青的耐沖刷性能研究

為考察改性乳化瀝青的耐沖刷性能，用石英砂填制不同滲透率的填砂管，飽和模擬地層水后，在60℃下注入1PV 改性乳化瀝青堵劑，老化24h 后，在200℃下，蒸汽驅(qū)至少8PV，計(jì)算不同注入體積的封堵率及其變化情況。在200℃下，20%瀝青+0.075%1831+2%膠乳配方作為堵劑時(shí)，對(duì)不同滲透率的填砂管封堵后蒸汽驅(qū)8PV，滲透率降低值均小于30%，有較好的耐沖刷性能。

5 結(jié)語(yǔ)

（1）通過(guò)優(yōu)選配方、優(yōu)化制備工藝，開(kāi)展性能評(píng)價(jià)、注入性能、封堵性能以及耐沖刷性能評(píng)價(jià)，表明該技術(shù)適合春光油田稠油底水油藏選擇性堵水，同時(shí)對(duì)乳化瀝青堵劑的現(xiàn)場(chǎng)施工工藝進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)，包括堵劑及頂替液用量、注入排量和注入壓力，形成了乳化瀝青堵劑現(xiàn)場(chǎng)配置工藝和注入工藝，滿(mǎn)足春光現(xiàn)場(chǎng)需求。

（2）應(yīng)用本方案現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施了2口井，結(jié)果能夠?qū)崿F(xiàn)均勻連續(xù)注入，施工壓力降低，措施后注汽壓力升高，平均周期增油102噸，含水下降10%，取得良好的堵水效果,從而提高了區(qū)塊動(dòng)用程度,提升了春光油田的經(jīng)濟(jì)效益。