化學輔助蒸汽驅提高采收率機理研究

劉巖(勝利油田石油工程技術研究院，山東 東營 257000)

勝利油田稠油熱采儲量6.6×108t，已動用5.34×108t，預測采收率19.8%，2012年勝利油田稠油熱采產量達到475萬噸，稠油熱采成為勝利上產的主要陣地之一。經過多年的開發，目前勝利油田稠油區塊采出程度大多大于12%，主力油田均已進入多輪次吞吐、高含水開發階段。蒸汽驅作為蒸汽吞吐有效的接替手段，可以大幅度提高采收率，預測采收率高達40%以上。因此勝利油田“十二五”期間，規劃實施稠油蒸汽驅井組50個-70個，增（建）產能265萬噸，配套完善蒸汽驅技術是勝利油田完成十二五規劃的重要保障。

勝利油田稠油油藏條件與國外蒸汽驅油藏存在著明顯的差異，主要表現在：油藏埋藏深、油層壓力高。相同注入條件下的蒸汽隨著油藏壓力的升高，井底干度下降趨勢明顯，而蒸汽驅蒸汽干度對最終采收率影響巨大。物模實驗數據表明，相同溫度的0干度蒸汽和100%干度蒸汽驅替效率差距在20%以上。高壓油藏蒸汽驅的另一個突出矛盾就是蒸汽帶小、熱水帶大。數值模擬結果顯示，由于高壓油藏蒸汽驅蒸汽腔的發育不充分，直接導致蒸汽驅后局部剩余油飽和度過高。針對上述矛盾，有必要開展化學輔助蒸汽驅工藝研究，也就是蒸汽化學驅技術，改善勝利高壓稠油油藏蒸汽驅的開發效果。

1 化學輔助蒸汽驅提高采收率機理研究

1.1 化學輔助蒸汽驅對儲層孔滲結構的影響

實驗室對蒸汽驅、蒸汽化學驅前后的巖心進行了對比測試分析，包括電鏡掃描分析、X衍射分析、壓汞測試分析、鑄體薄片分析等。

隨著蒸汽驅溫度的升高，易于膨脹的蒙脫石向伊利石轉化，儲層水敏問題得到抑制。粘土礦物組分的變化主要受溫度的影響，化學劑對礦物轉化沒有顯著影響。蒸汽化學驅破壞了沙礫間的瀝青膠結，形成了新的吼道類型“熱蚯孔”，顯著提高了儲層滲流能力。蒸汽化學驅使原始樣品滲透率提高了56%，高溫蒸汽的溶蝕作用、沙礫的運移作用是影響儲層孔滲結構的主要因素。

1.2 蒸汽驅泡沫劑、驅油劑協同作用機理

泡沫劑通過對驅替介質流度的調整，提高蒸汽的波及效率，驅油劑通過降低稠油的剝離功，提高蒸汽的洗油效率。驅油劑提高洗油效率的同時降低了儲層動用的均勻程度，泡沫劑則通過封堵高滲條帶增加低滲區域的驅替流量提高動用均勻程度。

泡沫劑選擇性封堵低含油飽和度區域，驅油劑提高高含油飽和度區域洗油效率，“先泡沫劑后驅油劑”的工藝方式充分發揮了化學劑的協同作用。驅油劑提高三維蒸汽驅采出程度7.8%，泡沫劑提高采出程度11.2%，“先調后洗”復合驅提高采出程度20.3%。

1.3 確定化學輔助蒸汽驅主要機理貢獻程度

實驗室對蒸汽化學驅中主要作用機理的貢獻率進行了量化。

其中蒸汽攜帶熱量是貢獻最大的部分，蒸汽溫度每提高50℃，洗油效率提高10%，相同溫度蒸汽驅（100%干度）和熱水驅洗油效率相差一半。泡沫劑調整驅替介質間流度差異貢獻率超過10%，乳化剝離貢獻率超過6%，化學復合效應提高稠油蒸汽驅采出程度超過20%。

2 結語

首次利用X衍射、電鏡掃描、壓汞測試、鑄體薄片等分析手段考察了蒸汽化學驅前后巖心的孔滲結構變化情況，明確了蒸汽溶蝕以及沙礫運移是影響儲層孔滲的主要原因。

建立了新的乳化評價方法“乳化啟動速率測試”，利用電子顯微鏡表征了產出液形態，從力學角度描述了乳化剝離和賈敏效用，確定了蒸汽驅用驅油劑的關鍵指標。

明確了泡沫劑、驅油劑在提高蒸汽驅采出程度的協同作用機理，泡沫劑降低了高滲低含油飽和度區域的吸汽能力，驅油劑提高了高含油飽和帶的洗油能力，“先調后洗”的實施方案可以最佳的發揮化學劑的作用。