復(fù)合降黏劑伴注技術(shù)在紅003井區(qū)蒸汽吞吐中的應(yīng)用

杜 冰 李 強(qiáng) 蘆學(xué)惠 萬(wàn)宏賓

（1.克拉瑪依紅山油田有限責(zé)任公司研究所，新疆克拉瑪依，834000；2.新疆油田公司風(fēng)城作業(yè)區(qū)，新疆克拉瑪依，834000）

目前針對(duì)稠油油藏主要采用熱力手段開(kāi)采[1]，有熱水驅(qū) 、蒸汽吞吐、蒸汽驅(qū)、SAGD、火燒油層等，其中蒸汽吞吐是稠油開(kāi)采過(guò)程中經(jīng)常使用的一種開(kāi)采方法。該方法是先將高溫高壓蒸汽注入油層，對(duì)油井周?chē)蛯蛹訜幔蛊湫纬梢粋€(gè)以油井為中心的高溫區(qū)域，然后，燜井換熱，使地下稠油在高溫狀態(tài)下，降低黏度，增加流動(dòng)性，使其易于開(kāi)采[2]。但該方法存在一些問(wèn)題，主要是：隨著吞吐輪次的增加，周期產(chǎn)油水平均呈指數(shù)遞減趨勢(shì)；同時(shí)隨地層壓力不斷下降，能量不足的情況日趨嚴(yán)重；熱利用率低，不能有效吞吐深層稠油；采出的稠油在進(jìn)入到井筒后，隨著舉升過(guò)程中的溫度降低，黏度迅速上升，造成舉升困難。這些問(wèn)題導(dǎo)致稠油老區(qū)進(jìn)入吞吐后期后，吞吐效果越來(lái)越差。提高蒸汽吞吐效率，是一個(gè)稠油開(kāi)采過(guò)程中需要解決的問(wèn)題。

1 開(kāi)發(fā)概況

紅003井區(qū)屬于超稠油砂礫巖II類(lèi)油藏，主要采用蒸汽吞吐方式生產(chǎn)，其特征為：首輪初期平均日產(chǎn)油較高，但遞減大，達(dá)到了18%以上； 產(chǎn)量遞減率隨輪次升高而下降，三輪后產(chǎn)量遞減率在10%左右；隨著原油黏度升高，單井周期產(chǎn)量下降，油汽比降低，含水上升，吞吐效果變差（見(jiàn)表1）。主要原因是輪次中后期地層溫度下降，造成稠油黏度急劇上升，導(dǎo)致流動(dòng)阻力增大，舉升困難，加大了開(kāi)采和管輸難度。采用蒸汽伴熱開(kāi)采的方法雖然可以提高稠油的采出液在井筒及管線內(nèi)的溫度，降低流動(dòng)阻力，但這種方式能量消耗非常大，使超稠油的開(kāi)采成本較高。

因此，從降低原油黏度、提高蒸汽吞吐效率的角度出發(fā)，開(kāi)展新型高效降黏劑的研制及相關(guān)應(yīng)用的工藝技術(shù)開(kāi)發(fā)，為后期提高吞吐開(kāi)發(fā)效果提供技術(shù)支持，對(duì)實(shí)現(xiàn)稠油油藏可持續(xù)開(kāi)發(fā)具有重要的意義。

表1 紅003井區(qū)試采井第一周期分原油黏度生產(chǎn)效果統(tǒng)計(jì)表

2 復(fù)合降黏劑的優(yōu)選及評(píng)價(jià)

目前國(guó)內(nèi)化學(xué)降黏劑主要存在如下問(wèn)題：

① 采出液破乳困難，污水處理難度大；

② 由于稠油組成的差異，降黏劑對(duì)稠油的選擇性差；

③ 降黏劑的高抗溫、高抗礦化度的能力有限。

上述原因?qū)е铝四壳笆褂媒叼ぜ夹g(shù)開(kāi)采稠油存在很大的局限性；因此，研究出價(jià)格低廉、耐高溫、抗高礦化度且實(shí)用性廣的降黏藥劑對(duì)稠油油藏開(kāi)發(fā)將具有重要意義[4]。

針對(duì)該區(qū)超稠油的物性及復(fù)合降黏劑的工藝特點(diǎn)，從降黏劑組成、用量、油水比、乳狀液耐溫性、乳狀液穩(wěn)定與破乳性、乳化降黏效果等方面對(duì)降黏劑進(jìn)行了研究及優(yōu)化，優(yōu)選出符合如下特征的降黏劑。在稠油井進(jìn)行蒸汽吞吐時(shí)，以復(fù)合型稠油降黏劑作為段塞與蒸汽按一定比例的量交替注入，可與注入的蒸汽產(chǎn)生協(xié)同作用，達(dá)到降黏、解堵、洗油的目的。

式中：Q為填埋場(chǎng)的沼氣產(chǎn)量（m3/a）；L0i為填埋場(chǎng)的沼氣產(chǎn)生潛力（m3/t）；Ri為填埋場(chǎng)的年平均垃圾接收量（t/a）；ki為填埋場(chǎng)沼氣的產(chǎn)生速率常數(shù)（1/a）；ti為第i年填埋廢物從填埋到計(jì)算時(shí)的時(shí)間（a）。

2.1 復(fù)合降黏劑組成及特點(diǎn)

本復(fù)合降黏劑體系，以適當(dāng)碳鏈長(zhǎng)度的磺酸鹽類(lèi)陰離子表面活性劑為主劑，復(fù)配以其他助劑而成。該體系特點(diǎn)是可根據(jù)不同超稠油的黏度、原油組分、水的礦化度、分水時(shí)間的要求，采取不同的復(fù)配方案，滿足不同的需求，達(dá)到最佳的降黏、洗油效果。

具體表現(xiàn)為：

① 降黏效果好，溫度在30～80℃，降黏率高達(dá)99%以上。

② 使用濃度低，在0.3%～1.2%的用量?jī)?nèi)與稠油形成的乳化體系降黏率可達(dá)99%；

③ 可耐高溫，能滿足高溫條件下的稠油開(kāi)采；

④ 耐鹽性好，實(shí)驗(yàn)表明：在總離子濃度為100000mg/L時(shí)降黏率為93%以上；

⑤ 洗油效果好，實(shí)驗(yàn)表明：在動(dòng)態(tài)條件下洗油率達(dá)95%以上。

圖1 濃度在0.1%以上降黏劑降黏效果

圖2 形成乳液分水速度隨時(shí)間變化

圖3 0.1%以上的降黏劑降低油水界面張力的能力

2.2 工藝參數(shù)優(yōu)選

根據(jù)該復(fù)合降黏體系的室內(nèi)試驗(yàn)，當(dāng)油水比1∶1時(shí)，降黏劑濃度大于0.2%時(shí)，降黏率在95%以上。分散后形成的乳液穩(wěn)定，分水速度慢，并且濃度越高乳液越穩(wěn)定。因此，在理想條件下，降黏劑濃度在0.1%以上就可以實(shí)現(xiàn)油水1∶1置換（見(jiàn)圖1、圖2）。

2.3 復(fù)合型稠油降黏劑伴注技術(shù)應(yīng)用的選井條件

油藏條件：

① 地下能量充足，因?yàn)橛统韺?dǎo)致液量低的井；

② 剩余油飽和度＞35%；

③ 滲透率無(wú)異常（無(wú)特高滲透層）；

④ 油層厚度 > 4m；

⑤ 非注汽周期末期的稠油井。

原油性質(zhì)：

① 原油黏度≥6000mPa·s；

② 礦化度≤100000mg/L。

井況工藝條件：

井況條件良好，采出液含水在30%～70%最佳。

3 現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用

復(fù)合型稠油降黏劑技術(shù)在紅003井區(qū)成功應(yīng)用48井次，經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際應(yīng)用，采用該技術(shù)效果顯著，解決了該井區(qū)因油稠導(dǎo)致的注汽效果不理想的技術(shù)難題，達(dá)到了提高原油采收率，延長(zhǎng)油井生產(chǎn)周期的目的。以2013年5口措施井為例進(jìn)行介紹。

3.1 措施井況介紹

2013年5口措施井位于紅003井區(qū)采油第二作業(yè)區(qū)七號(hào)站7-2#和7-6#，紅003井區(qū)地面原油密度在0.9317～0.9725g/cm3，50℃地面脫氣原油黏度在271.30～13945mPa·s，按照新疆淺層稠油分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)，屬于II類(lèi)超稠油油藏，可利用注蒸汽方法開(kāi)采。以hD9009井為例介紹其基本井況，完鉆井深685m，目前人工井底682.76m，最大井斜89.02m，造斜點(diǎn)390m，生產(chǎn)油氣層位k1q，生產(chǎn)井段為574.6～682.5m，該井段厚度107.9m，孔隙度24.5%，滲透率 560h10-3μm2，含油飽和度75.0%，黏度50℃，12469mPa·s，密度0.9697。這五口井屬于典型蒸汽吞吐稠油井，由于原油黏度過(guò)高，隨著開(kāi)采周期的延長(zhǎng)，產(chǎn)量遞減嚴(yán)重，并經(jīng)常出現(xiàn)光桿打架現(xiàn)象，油井該站由于油稠導(dǎo)致開(kāi)采困難，產(chǎn)能低效等問(wèn)題。

3.2 施工準(zhǔn)備

井筒、井口及施工管柱的準(zhǔn)備：井筒、井況完好，井下無(wú)落物；

井口：井口法蘭盤(pán)螺絲齊全，井口閥門(mén)開(kāi)關(guān)靈活、不刺不漏，壓力表完好，井口完好；

作業(yè)設(shè)備：400型泵車(chē)1部，要求車(chē)況完好，能連續(xù)施工；罐車(chē)一部，罐車(chē)?yán)呵耙逑锤蓛簦坏糜杏臀酆推渌麣堃海湟汗抟粋€(gè)；泵車(chē)與井口間的連接硬管線等。

3.3 施工工藝

本增產(chǎn)技術(shù)的原理，主要是三個(gè)方面：一是利用本復(fù)合降黏體系所采用的表面活性劑具有較強(qiáng)的親水性，可與原油形成O/W乳化體系，有效降低原油的黏度，增加流動(dòng)性；二是提高蒸汽冷凝液的洗油效率，增加原油的采出程度；三是形成O/W體系后，可在井筒的舉升過(guò)程中，有效降低阻力，提高舉升效率。

基于以上原理，施工中將復(fù)合降黏劑以段塞形式，在注入蒸汽之前和中間注入，在地下運(yùn)動(dòng)和返排的過(guò)程中，發(fā)揮作用。

3.4 增油效果

2013-2017年，井區(qū)共實(shí)施復(fù)合型稠油降黏劑伴注技術(shù)措施48井次，累計(jì)增產(chǎn)原油6276噸，單井平均增油130.7噸，措施見(jiàn)效率73%，整體應(yīng)用效果良好（見(jiàn)圖4、表2）。

圖4 復(fù)合型稠油降黏劑吞吐伴注技術(shù)措施增油效果統(tǒng)計(jì)圖

表2 復(fù)合型稠油降黏劑吞吐伴注技術(shù)措施增油效果統(tǒng)計(jì)表

4 結(jié)論與認(rèn)識(shí)

復(fù)合型稠油降黏劑應(yīng)用于蒸汽吞吐稠油開(kāi)采中效果顯著，對(duì)降低稠油黏度、改善稠油流動(dòng)性、提高油井產(chǎn)能十分有效，為進(jìn)一步提高特超稠油的采出程度提供了技術(shù)保障。該技術(shù)具有投入成本低、施工時(shí)間短、施工有效率高、安全環(huán)保、產(chǎn)生效益快等特點(diǎn)，能夠快速有效地使措施稠油井盡快上產(chǎn)，為相似的稠油油田的開(kāi)發(fā)提供了一個(gè)新的方法與途徑。