高溫凝膠泡沫調(diào)堵與催化降粘技術(shù)在錦91區(qū)塊的應(yīng)用

摘要：針對(duì)錦91區(qū)塊稠油油藏多輪次吞吐后期存在的水侵嚴(yán)重、油層動(dòng)用程度不均和原油粘度不斷增大等綜合性問(wèn)題，進(jìn)行了高溫凝膠泡沫調(diào)堵與催化降粘技術(shù)研究。通過(guò)室內(nèi)實(shí)驗(yàn)，研制了凝膠泡沫調(diào)堵體系和催化降粘劑配方。并優(yōu)選了籠統(tǒng)擠注方式，將兩項(xiàng)技術(shù)有效結(jié)合起來(lái)。該項(xiàng)技術(shù)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用4井次，取得了較好的應(yīng)用效果，可有效解決油井出現(xiàn)的綜合性問(wèn)題。

關(guān)鍵詞：凝膠泡沫；催化降粘；錦91

1 前言

錦91區(qū)塊已經(jīng)進(jìn)入蒸汽吞吐開發(fā)中后期。隨著多輪次的開采，整個(gè)區(qū)塊普遍存在水侵嚴(yán)重，原油粘度升高等問(wèn)題，嚴(yán)重制約了區(qū)塊開采，降低了油井產(chǎn)量。目前，針對(duì)錦91區(qū)塊存在的問(wèn)題，主要采用化學(xué)技術(shù)進(jìn)行解決。如采用高溫降粘劑技術(shù)解決原油粘度升高的問(wèn)題，采用高溫調(diào)剖技術(shù)解決水侵嚴(yán)重的問(wèn)題。但是，目前采用的化學(xué)技術(shù)具有一定的局限性，即針對(duì)性較強(qiáng)，雖然可以有效解決油井出現(xiàn)的一項(xiàng)問(wèn)題，但是油井同時(shí)存在的其它問(wèn)題也制約了油井的生產(chǎn)。因此，我們從解決錦91區(qū)塊水侵嚴(yán)重，油層動(dòng)用不均和原油粘度較高的綜合性問(wèn)題入手，開展了高溫凝膠泡沫調(diào)堵與催化降粘技術(shù)的研究。通過(guò)該技術(shù)的研究和應(yīng)用，可以有效的解決錦91區(qū)塊油井出現(xiàn)的綜合性問(wèn)題。

2 實(shí)驗(yàn)研究

2.1高溫凝膠泡沫調(diào)堵體系的研制及性能評(píng)價(jià)

2.2.1交聯(lián)劑的選擇

通過(guò)實(shí)驗(yàn)，使用酚醛樹脂和有機(jī)鉻交聯(lián)劑的復(fù)合交聯(lián)體系，在不同的礦化度條件下，比酚醛樹脂、間苯二酚和有機(jī)鉻交聯(lián)劑單獨(dú)體系相比，具有更強(qiáng)的成膠強(qiáng)度。因此，選取此類交聯(lián)劑作為主交聯(lián)劑。

2.2.2 起泡劑的確定

在實(shí)驗(yàn)中，我們選取AOS、SDS、DDBS、OP—10、吐溫80、糖苷C12-14、AES和CTAB作為起泡劑進(jìn)行優(yōu)選。通過(guò)對(duì)比起泡體積和起泡穩(wěn)定性，最終選擇AOS作為起泡劑，其最佳起泡濃度為0.2%。

2.2.3 凝膠泡沫調(diào)堵體系基本配方的確定

在實(shí)驗(yàn)時(shí)，采用正交試驗(yàn)方法。基于凝膠泡沫的基本組成與濃度對(duì)性能影響的初步評(píng)價(jià)結(jié)果。綜合分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果，確定凝膠泡沫體系的基本配方為：0.2%AOS+0.3%有機(jī)鉻交聯(lián)劑+0.2%酚醛樹脂交聯(lián)劑+3000mg/L HPAM。

2.2.4耐溫凝膠泡沫調(diào)堵體系配方的確定

為了提高凝膠泡沫調(diào)堵體系的耐溫性能和泡沫穩(wěn)定性能，我們?cè)诨九浞街刑砑恿伺菽€(wěn)定劑GX。通過(guò)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，我們可以得出泡沫穩(wěn)定劑的添加，大大提高了凝膠泡沫的穩(wěn)定性。泡沫穩(wěn)定劑的用量為0.1%-0.2%為宜。

最終，確定了耐溫凝膠泡沫調(diào)堵體系配方：0.2%AOS+0.3%有機(jī)鉻交聯(lián)劑+0.2%酚醛樹脂交聯(lián)劑+3000mg/LHPAM+GX0.1%。

2.2.2 性能評(píng)價(jià)

2.2.2.1耐溫性能評(píng)價(jià)

在實(shí)驗(yàn)室，測(cè)試了該配方的耐溫性能。有表7的實(shí)驗(yàn)結(jié)果可得該體系在130℃下，24小時(shí)下的泡沫體積仍占起始泡沫體積的80%。該體系220℃下仍具有保持較好的泡沫體積。

2.2.2.2封堵率實(shí)驗(yàn)

對(duì)于水相封堵，凍膠和凝膠泡沫性能相差不大。對(duì)于油水封堵，凝膠泡沫對(duì)水相的封堵能力達(dá)98.6%，而對(duì)油相的封堵率為50.0%，具有選擇性封堵能力。

2.2催化降粘劑的研制及性能評(píng)價(jià)

2.2.1催化降粘劑配方的研制

實(shí)驗(yàn)中，我們選取鎳的化合物作為主要的催化降粘劑主劑，尿素作為助劑。在實(shí)驗(yàn)中，分別研究了反應(yīng)溫度、反應(yīng)時(shí)間、催化劑添加量對(duì)配方降粘率的影響。

2.2.1.1反應(yīng)溫度的影響

蒸汽吞吐開采稠油，地層中近井地帶的溫度一般只能達(dá)到200℃左右，因此，在實(shí)驗(yàn)中選擇實(shí)驗(yàn)溫度（160～280）℃進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究。通過(guò)實(shí)驗(yàn)可得，隨著反應(yīng)溫度的升高，降粘率逐漸增大，當(dāng)反應(yīng)溫度到達(dá)240℃后，其降粘率幾乎不再發(fā)生變化，最大值為56.89%。而加入催化劑AT，降粘率迅速上升，且降粘幅度更高，而且在220℃時(shí)降粘率達(dá)到最大值為90.35%，之后降粘率趨于平緩，穩(wěn)定在90%左右。

2.2.1.2反應(yīng)時(shí)間的影響

在實(shí)驗(yàn)中，選定12h、18h、24h、30h、36h來(lái)考察反應(yīng)時(shí)間對(duì)降粘率的影響。由圖2的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可得，在催化劑用量為0.2%，反應(yīng)溫度為240℃的條件下，粘度比隨反應(yīng)時(shí)間的增加而降低，反應(yīng)時(shí)間超過(guò)24小時(shí)后粘度比基本上不再變化。故反應(yīng)時(shí)間24小時(shí)已足夠。

2.2.1.3催化劑加量的影響

在實(shí)驗(yàn)中，我們進(jìn)行了催化劑總體添加量對(duì)降粘率的影響。由圖3的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可得：隨催化劑用量的增加，降粘率急劇增加，在催化劑加量為0.3%的時(shí)候降粘率達(dá)到最大，為92%，在此之后降粘率隨著催化劑加量的增加基本保持不變。

綜上所述，通過(guò)大量實(shí)驗(yàn)，我們確定了催化降粘劑的配方為：NP-3 0.2%+烷基苯磺酸鈉0.1%+尿素0.2%。

2.2.2 催化降粘劑性能評(píng)價(jià)

2.2.2.1稠油物性的變化

在實(shí)驗(yàn)室，我們按照配方配置催化降粘劑，并進(jìn)行稠油物性測(cè)試。測(cè)量反應(yīng)前后稠油的粘度、密度比。以吡啶為溶劑，用VPO法對(duì)反應(yīng)前后稠油及瀝青質(zhì)的分子量進(jìn)行分析。

通過(guò)實(shí)驗(yàn)可以看出，反應(yīng)后各稠油樣粘度大幅度下降，密度略有下降。稠油及瀝青質(zhì)的分子量均大幅度下降，表明發(fā)生了明顯的水熱裂解反應(yīng)。

2.3現(xiàn)場(chǎng)施工工藝的確定

注入工藝也是制約凝膠泡沫調(diào)堵技術(shù)和催化降粘技術(shù)有效結(jié)合的一個(gè)重要方面。結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況確定了籠統(tǒng)注入的方式。即先擠注高溫凝膠泡沫調(diào)堵劑，燜井后擠注催化降粘劑。

3 現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用及效果統(tǒng)計(jì)

全年在錦91區(qū)塊共計(jì)實(shí)施4井次，錦45-09-21，錦45-17-195，錦45-08-23，錦45-010-21側(cè)。有效地解決了水侵嚴(yán)重，油層動(dòng)用不均和原油粘度較高的綜合性問(wèn)題。措施有效率達(dá)到100%，截止到目前，累計(jì)增油828.1噸，創(chuàng)經(jīng)濟(jì)效益146.062萬(wàn)元。

4 結(jié)論

（1）研制的耐溫凝膠泡沫調(diào)堵體系可耐溫220℃，并且具有選擇性封堵能力，對(duì)水相封堵能力可達(dá)到98.6%，對(duì)油相封堵僅達(dá)到50%。研制的催化降粘劑體系可有效降低原油中膠質(zhì)、瀝青質(zhì)等成分，降粘率可達(dá)到93%。

（2）通過(guò)優(yōu)選籠統(tǒng)擠注方式，先擠注耐溫凝膠泡沫調(diào)堵劑，燜井后在擠注催化降粘劑，將兩項(xiàng)技術(shù)有效結(jié)合起來(lái)，使其兼具解決油井存在的綜合性問(wèn)題的能力。

（3）高溫凝膠泡沫調(diào)堵與催化降粘技術(shù)在錦91區(qū)塊現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用效果較好。可有效解決油井存在的水侵嚴(yán)重，油層動(dòng)用不均和粘度較高的綜合性問(wèn)題。

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作者簡(jiǎn)介：孫強(qiáng)（1982年9月—），女，工作單位：遼河油田錦州采油廠工藝研究所工程師