海上油田在線調(diào)驅(qū)提高乳液聚合物黏度技術(shù)

劉文華，田津杰，陳士佳，2，陳 斌，季 聞，孔麗萍，侯 岳

（1.中海油能源發(fā)展股份有限公司工程技術(shù)分公司，天津 300452；2.海洋石油高效開發(fā)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100027）

渤海大部分油藏原油黏度高，水驅(qū)油水流度比較大，儲層非均質(zhì)性和較高的水驅(qū)流度比，導(dǎo)致注入水突進(jìn)和含水上升速度快。隨著油田開發(fā)的深入，大部分油田進(jìn)入了中高含水開發(fā)階段。聚合物驅(qū)油技術(shù)在海上油田實(shí)現(xiàn)控水增油、提高石油采收率方面發(fā)揮著越來越重要的作用，并取得了顯著的成效，調(diào)（剖）驅(qū)作業(yè)也取得了較好的效果[1-3]。

海上油田實(shí)施調(diào)驅(qū)，主要存在平臺空間、面積和承重有限；九點(diǎn)井網(wǎng)，在實(shí)施時要求裝置配液量大，配液濃度高等特點(diǎn)。因此，針對渤海BZ 油田的非均質(zhì)性強(qiáng)、高含水油田的儲層及流體特點(diǎn)，選擇與油藏匹配的非均相調(diào)驅(qū)體系，該體系具有良好的油藏適應(yīng)性、運(yùn)移能力、封堵性能和洗油性能[4-6]，為解決海上油田高溫高鹽、聚驅(qū)產(chǎn)出液處理困難、平臺空間狹小、非均質(zhì)嚴(yán)重稠油油藏提高采收率問題提供了新的技術(shù)[7，8]。

綜合陸上油田在線調(diào)驅(qū)注入工藝和海上采油平臺空間小的特點(diǎn)[9，10]，海上油田在線調(diào)驅(qū)所用的連續(xù)相，是一種油包水型（W/O）乳液聚合物，其與高壓水配制成聚合物溶液需要經(jīng)過溶解、破乳和混合過程[11-13]。因此，為了提高在線調(diào)驅(qū)用乳液聚合物黏度，保證在線調(diào)驅(qū)順利應(yīng)用實(shí)施，本文通過對內(nèi)置破乳器的設(shè)計(jì)改進(jìn)，進(jìn)一步提高破乳效果，并通過現(xiàn)場實(shí)施，達(dá)到抑制含水上升、改善開發(fā)效果提高采收率的目的。

1 油田地質(zhì)特征

渤海BZ 油田為海上大型復(fù)雜河流相沉積的稠油油田，主要目的層段為明化鎮(zhèn)組下段，埋深在1 650～1 850 m。地層原油黏度為20～209 mPa·s，油藏溫度在60～75 ℃，具有粒間孔發(fā)育、連通喉道大、連通性好的特點(diǎn)。根據(jù)巖心樣品常規(guī)物性分析統(tǒng)計(jì)，孔隙度變化范圍為18%～40%，平均33%，75%的樣品孔隙度大于32%，屬于高孔；滲透率分布范圍為1～7 000 mD，其中78%以上的樣品大于500 mD，平均1 962 mD，屬于高滲到特高滲。

通過調(diào)研和地質(zhì)油藏分析，從原油物性及地層水性質(zhì)，井網(wǎng)完善程度，井組綜合含水情況，是否處于斷層邊部，是否為側(cè)鉆井、水平井，以及生產(chǎn)井含水特征等6 個方面對BZ 油田井組進(jìn)行篩選，初步確定E 井組儲層非均質(zhì)性強(qiáng)，井組注水矛盾突出，水流突進(jìn)方向較明確，井組剩余油儲量較多，在線調(diào)驅(qū)有較大的挖潛潛力。

2 在線調(diào)驅(qū)用破乳器的設(shè)計(jì)

2.1 調(diào)驅(qū)體系特點(diǎn)及室內(nèi)實(shí)驗(yàn)

非均相調(diào)驅(qū)體系由分散相PPG（具有特定尺寸的黏彈性顆粒）和連續(xù)相（增黏流體、增黏助劑等）組成，可以發(fā)揮分散相與連續(xù)相“調(diào)”和“驅(qū)”的協(xié)同作用。

針對連續(xù)相，開展了速溶聚合物、乳液聚合物和復(fù)合交聯(lián)聚合物三種單一增黏流體連續(xù)相與目標(biāo)油藏溫度、地層流體的配伍性研究，結(jié)合海上平臺施工空間局限，為滿足平臺在線注入作業(yè)施工要求，以改變PPG及連續(xù)相組分配比控制水油流度比，達(dá)到提高采收率的目的，選擇乳液聚合物ZX-5 作為首選連續(xù)相產(chǎn)品。

根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)SY/T 6576-2003，利用現(xiàn)場水，室內(nèi)進(jìn)行乳液聚合物配制，用Brookfield 黏度計(jì)在65 ℃下測量取樣黏度，經(jīng)統(tǒng)計(jì)，2 000 mg/L 的條件下（200 r/min，60 min）乳液聚合物的黏度8.8 mPa·s。

2.2 提高乳液聚合物黏度的破乳器設(shè)計(jì)

綜合陸上油田在線調(diào)驅(qū)注入工藝和海上采油平臺空間小的特點(diǎn)，海上油田在線調(diào)驅(qū)所用的連續(xù)相，是一種油包水型（W/O）乳液聚合物，其與高壓水配制成聚合物溶液需要經(jīng)過溶解、破乳和混合過程。

經(jīng)考察，現(xiàn)場65 ℃下，2 000 mg/L 在線配制的乳液聚合物黏度達(dá)到7.5 mPa·s，但經(jīng)統(tǒng)計(jì)，2 000 mg/L的條件下乳液聚合物的平均黏度5.36 mPa·s，主要體現(xiàn)在破乳過程未能達(dá)到充分破乳。

因此，通過對原調(diào)驅(qū)流程的藥劑加入口三通游壬頭設(shè)計(jì)改進(jìn)成內(nèi)置破乳器，既節(jié)省了材料，又縮短了破乳器噴嘴與注入水管線之間的距離，理論上可進(jìn)一步提高破乳效果（見圖1，圖2，圖3）。

圖1 破乳設(shè)備設(shè)計(jì)示意圖

圖2 破乳實(shí)物連接圖

圖3 內(nèi)置破乳器

同時，設(shè)計(jì)了不同藥劑出口噴嘴直徑，滿足現(xiàn)場配液黏度和配注量的需求（見表1）。

表1 破乳器噴嘴直徑與黏度關(guān)系

該破乳器成功接入在線調(diào)驅(qū)流程中，實(shí)現(xiàn)了乳液聚合物增黏效果的最大化，E23 井在線調(diào)驅(qū)乳液聚合物注入井口的黏度破乳前為5.4 mPa·s，破乳后增至7.5 mPa·s。

3 乳液聚合物配注工藝流程設(shè)計(jì)

綜合陸上油田在線調(diào)驅(qū)注入工藝和海上采油平臺空間小的特點(diǎn)，在線調(diào)驅(qū)注入工藝設(shè)計(jì)原則應(yīng)遵循：設(shè)備小型化、高度集成撬裝化、多功能化和在線注入。設(shè)計(jì)了一套海上在線配注工藝流程，該流程包括聚合物配注乳液聚合物的加入口、破乳單元、交聯(lián)劑加入口和靜混器單元，對海上油田聚合物驅(qū)油所用的乳液聚合物進(jìn)行在線溶解、破乳和混合工藝。該流程占地面積小，流程設(shè)備體積小、質(zhì)量輕，可滿足長周期、大劑量在線調(diào)驅(qū)增產(chǎn)作業(yè)措施要求，完全適合海上油田聚合物驅(qū)油工藝。

4 在線調(diào)驅(qū)現(xiàn)場實(shí)施效果

2016 年1 月至6 月，在BZ 油田E23 等3 口井相繼實(shí)施在線調(diào)驅(qū)作業(yè)，調(diào)驅(qū)作業(yè)實(shí)施后，井組內(nèi)注入井注入壓力升高、視吸水指數(shù)下降、壓降變緩，單井最高升壓5 MPa，逼近最高限壓，視吸水指數(shù)最大降幅達(dá)50%；對應(yīng)16 口油井中，有13 口井出現(xiàn)不同程度的增油降水的趨勢，單井最大含水下降15%，綜合含水下降6%，累計(jì)增油3.8×104m3，降水5.8×104m3，經(jīng)濟(jì)社會效益明顯。至今已推廣應(yīng)用6 口井，效果良好。