稠油油藏復合調(diào)驅(qū)技術研究及應用

袁志勇，阿不都外力，呂應輝，楊建強，伊力亞爾

（1.克拉瑪依市三盛有限公司，新疆克拉瑪依834000；2.新疆油田公司工程技術研究院，新疆克拉瑪依834000；3.新疆油田公司百口泉采油廠，新疆克拉瑪依834000）

1 概述

九4、九5區(qū)稠油油藏隨著汽驅(qū)生產(chǎn)時間的延長，開采效果逐漸變差，主要原因一方面是蒸汽驅(qū)汽竄通道的形成造成汽竄加劇，縱向吸汽能力不均，導致縱向動用程度低，另一方面隨開發(fā)時間的延長，輕質(zhì)組分的降低，造成原油粘度升高，蒸汽驅(qū)驅(qū)油效率低。為改善其開發(fā)效果，提出對該區(qū)進行加注強性堵漏劑、加注高溫化學添加劑等進行復合蒸汽驅(qū)開采研究。2003～2010年在九4、九5區(qū)進行了稠油復合調(diào)驅(qū)技術的研究，以調(diào)整縱向的吸汽能力，提高橫向的驅(qū)油效率，改善注汽的驅(qū)替方向，提高采收率。

本研究針對九區(qū)油田九4、九5區(qū)稠油油藏進行了不同條件下驅(qū)油效率實驗研究，并對實驗結果進行分析討論，內(nèi)容包括：不同溫度下添加化學劑水驅(qū)和蒸汽驅(qū)的效果對比。

2 室內(nèi)研究

2.1 機理研究

在稠油注蒸汽開采過程中加入某種化學添加劑，可以降低油—水、油—巖之間的界面張力，改善油層中、下部的驅(qū)替效果，調(diào)整驅(qū)替剖面，增加垂向上的波及系數(shù)，擴大加熱體積，以此來提高蒸汽驅(qū)油效率，延緩蒸汽突破時間，降低油汽比，最終使采收率有所增加。

注入驅(qū)油助劑，隨著蒸汽進入油層深部，它能改變巖石表面的潤濕性，降低界面張力，且有驅(qū)油和洗油的功效，降低原油粘度，將原油從巖石上及孔隙中洗下，并且在油層溫度降低的情況下，抑制高粘度油包水乳狀液的形成，使原油粘度回升速度減緩，從而提高原油的流動性，增大油相相對滲透率。

2.2 驅(qū)油助劑的室內(nèi)研究

經(jīng)過大量的室內(nèi)試驗，我們研制出了WD-4、DE-2和HTW-1三種驅(qū)油助劑，我們把這3種驅(qū)油助劑通過靜態(tài)浮油試驗、乳化降粘試驗進行以優(yōu)選適合九區(qū)油田稠油的驅(qū)油助劑。

2.2.1 靜態(tài)驅(qū)油試驗評價

試驗方法：將汽油處理過的石英砂與九4區(qū)混合原油、九5區(qū)混合原油以8∶2的比例混合制成油砂，取10g該油砂放入試管中，用一定濃度的驅(qū)油助劑在60℃水浴中浸泡，記錄其驅(qū)油量（表1）。

我們在室內(nèi)通過靜態(tài)驅(qū)油試驗了3種驅(qū)油助劑WD-4、DE-2、HTW-1、HTW-2的驅(qū)油效果，從中篩選出驅(qū)油效率最高的2種驅(qū)油助劑DE-2及WD-4，它們的驅(qū)油效率分別是87.5%、85.4%。這2種驅(qū)油助劑耐溫性能均較好，可耐250℃高溫，配比濃度選用7∶3（即濃度0.3%），驅(qū)油降粘率在90%以上。用這2種驅(qū)油助劑進行物模研究，并對彈性堵漏劑進行了封堵模擬實驗。九4區(qū)原油樣與藥劑樣粘溫曲線見圖1。

2.2.2 線性模型室內(nèi)動態(tài)驅(qū)油試驗

表1 不同驅(qū)油劑評價試驗

圖1 九4區(qū)原油樣與藥劑樣粘溫曲線

在實驗室用物理模擬的方法來研究油藏排驅(qū)機理。將現(xiàn)場實際的油藏縮小為實驗室物理模型，采用不按比例的一維物理模型，只模擬油藏流體在油藏縱向流動的情況而忽略在其它方向流動的情況來進行驅(qū)油機理研究。

利用一維（單管）線性物理模型進行水驅(qū)、蒸汽驅(qū)或驅(qū)油助劑驅(qū)油實驗的原理，就是在實驗室中簡化油藏的幾何特性的同時，模擬油藏的孔隙度、滲透率、含油飽和度、含水飽和度及壓力、溫度等參數(shù)，建立單管物理模型，選用適當?shù)淖⑷肼屎妥⑷敕绞竭M行驅(qū)油實驗，測出產(chǎn)液量、產(chǎn)油量等各參數(shù)，并對這些參數(shù)進行定量分析。

根據(jù)提供的原油的實際情況，單管物理模型的原油飽和采用預加熱原油及模型以增進原油的流動性的方法飽和實驗模型。模型飽和完原油后，將模型的進、出口密封，然后將其放入恒溫箱，在所要求的各個實驗溫度點下，預先恒溫1h待用，注入速率為2.0mL/min進行實驗研究。

本實驗進行100℃、150℃溫度下，蒸汽驅(qū)100℃、150℃溫度下添加化學劑的驅(qū)油多項實驗，所得實驗結果見表2。

表2 九區(qū)稠油油藏巖芯驅(qū)油實驗結果

由表2可以看出加入化學劑驅(qū)油效率及殘余油飽和度在相同注入PV數(shù)下有很明顯的差別，100℃、150℃試驗中加入化學劑九區(qū)稠油油藏巖芯水驅(qū)采收率隨溫度升高而逐漸增加,這主要是由于溫度升高時原油粘度迅速降低,而水的粘度降低幅度相對較小,導致油水粘度比隨溫度升高而降低,油水相對滲透率提高，采收率增加，而殘余油飽和度比空白有明顯的隨溫度升高下降趨勢增大，同時驅(qū)油效率呈明顯的增加趨勢,說明加注化學劑可以提高驅(qū)油效率,降低殘余油飽和度。

圖2 01號模型（九4區(qū)）不同驅(qū)油方式實驗采收率比較圖

圖3 04號模型（九5區(qū)）不同驅(qū)油方式實驗采收率比較圖

從圖2、圖3可以看出，加入化學劑汽驅(qū)采收率較不加化學劑蒸汽驅(qū)有明顯改進，采收率100℃和150℃分別提高了20.6%和31.3%。實驗結果表明，加入化學驅(qū)油助劑可提高采收率的原因，一方面是化學驅(qū)油助劑的加入降低了油—水、油—巖之間的界面張力，使毛細管力降低，油水的滲流能力改善；另一方面，由于油—巖石之間界面張力下降，原來吸附在巖石表面的油滴比較容易被沖刷下來，從而使巖芯殘余油飽和度下降，采收率提高；第三，由于所含化學劑的主要成分為陰離子表面活性劑，極性部分的親水能力大于非極性部分的親油能力，油水混合物形成水包油型乳化液，粘度降低，流動性增加，使采收率提高。

3 現(xiàn)場試驗效果

2003年9月～2010年9月，在九4—九5區(qū)共進行了48個井組的稠油化學復合調(diào)驅(qū)技術，累積增產(chǎn)油30298t。從試驗效果看，稠油化學復合調(diào)驅(qū)技術主要表現(xiàn)以下特征。

3.1 稠油油藏化學復合調(diào)驅(qū)受效井增油、降水效果明顯

48個井組累積注入化學劑2201m3（堵漏劑743m3，驅(qū)油助劑747m3，降粘劑711m3），平均單井組注入化學劑45.85m3（堵漏劑15.47m3，驅(qū)油助劑15.56m3，降粘劑14.81m3），平均井組增油 631.2t，化學劑增油19t，累積增油30298t。48個井組在普遍增油的同時，含水明顯下降，下降幅度為5%～30%，平均下降4.3%。如95089試驗井組（見圖4）。

圖4 95089試驗井組

3.2 波及范圍較大、驅(qū)油效率提高

從48個試驗井組周圍70m井距鄰井的變化情況看，鄰井見反應率達到41.7%，平均單井日產(chǎn)油由1.0t/d上升為3.4t/d，平均有效天數(shù)76d，平均單井增油161t。這說明蒸汽的波及范圍擴大，驅(qū)油效率提高，與試驗前相比平均驅(qū)油效率提高了0.7%。48個試驗井組256口相關采油井平均單井日產(chǎn)油由試驗前的0.9t/d上升到2.2t/d，含水由90%下降到78%中，平均單井有效天數(shù)183.6d。256口采油井中有164口井見到反應，油井見效率達到65.2%。

3.3 油層動用程度提高，動用狀況較好

如圖5所示，該井在進行復合蒸汽驅(qū)前主要為中上部吸汽，油層動用程度73.5%，進行高溫化學復合蒸汽驅(qū)后，吸汽剖面得以改善，上部吸汽能力減弱，下部吸汽能力增強，油層動用程度提高。

4 經(jīng)濟效益評價

九4、九5區(qū)稠油油藏化學復合調(diào)汽驅(qū)效果現(xiàn)場試驗取得了較好的增油效果，增油30298t，噸油成本價格按535元計算，產(chǎn)出效益為30298×535=1620.94（萬元）。每個井組注驅(qū)油助劑費用為7萬元，48個井組共計336萬元。

投入產(chǎn)出比=1∶產(chǎn)出/投入=1∶4.8

圖5 94081井吸汽剖面

5 結論與認識

（1）現(xiàn)場試驗和室內(nèi)物模研究表明加入驅(qū)油助劑可以明顯提高驅(qū)油效率，降低殘余油飽和度，提高采油速度，降低原油成本，提高最終采收率。

（2）現(xiàn)場試驗分別在九4區(qū)和九5區(qū)各進行了48個注汽井組的驅(qū)油試驗。試驗歷時近7年，增油30000余噸，效果顯著。提出了調(diào)驅(qū)結合的新工藝，采用段塞式注入，注驅(qū)油助劑前注入強性堵漏劑，有助于對汽竄通道進行封堵，提高驅(qū)油助劑的使用效率，增加蒸汽和驅(qū)油助劑的驅(qū)替體積，從面提高稠油的采收率。

（3）由于汽竄通道的存在，在進行高溫化學驅(qū)時應增加堵漏劑與驅(qū)油助劑的用量。

（4）稠油化學復合調(diào)驅(qū)技術的研究為稠油蒸汽開采開拓了新的技術思路，為九區(qū)稠油進行蒸汽開采提供了詳細的試驗資料和技術儲備。

[1]彭樸.采油用表面活性劑[M].北京:化學工業(yè)出版社,2003.

[2]俞家雍，等.化學復合驅(qū)基礎及進展[M].北京:中國石化出版社,2002.

[3]趙福麟，等.二次采油與三次采油的結合技術及其進展[J].石油學報,2001.

[4]廖廣志，等.化學復合調(diào)驅(qū)原理及應用[M].北京石油工業(yè)出版社，1999.