氣動力乳化助排油層處理技術研究與應用

匡 旭 光

（中油遼河油田公司， 遼寧 盤錦 124109）

氣動力乳化助排油層處理技術研究與應用

匡 旭 光

（中油遼河油田公司， 遼寧 盤錦 124109）

隨著曙光油田稠油開發的不斷深入，大部分油井已進入吞吐開發中后期，流動性差、動用不均、低產低能等矛盾日益突出，單一技術的局限性日趨明顯，已無法滿足稠油中后期高效開發的需要。針對上述問題，結合稠油油藏不同區塊油品性質及儲層特性，從提高驅油效率、乳化降粘、降低界面張力等角度優選助排劑和乳化劑，通過篩選復配乳化助排配方體系，確定現場施工工藝及施工參數，形成一種新型的氣動力乳化助排油層處理技術。通過室內實驗及現場應用結果表明，該技術實現了降粘助排、暫堵調剖、氣體增能工藝的有機結合，有效改善了油井生產效果。

汽竄；原油粘度；乳化；助排劑

曙光油田是遼河油田公司主要原油生產單位之一，構造上位于遼河盆地西部凹陷西斜坡中段，目前已開發的含油層系有館陶、興隆臺、大凌河、蓮花、杜家臺、古潛山六套層系，共44個開發單元，累積探明含油面積185.79 km2，探明地質儲量41 972萬t；動用含油面積141.38 km2，動用地質儲量36 409.53萬t；全油田標定可采儲量8 854.80萬t，采收率24.3%，是一個涉及稀油、稠油、超稠油，涵蓋近百個小斷塊的極為復雜的油田，以稠油蒸汽吞吐開發方式為主[1]。2013年稠油總產量143.3萬t，占全廠產量的71.6%，是維持曙光油田產量穩定的主導力量。

目前，曙光油田稠油井大部分已經入高輪次吞吐階段，油井吞吐效果逐漸變差。超稠油因原油粘度高、流動阻力大，且多輪次吞吐后，原油粘度呈現增高趨勢，增加了滲流阻力，導致油井產量低，回采水率低，地層存水多。同時，隨著油井吞吐周期的增加，汽竄現象較為頻繁，由于汽竄會導致注汽井能量外溢，蒸汽熱利用率降低，生產時率下降，影響產量，嚴重受竄井甚至發生套壞，造成油井報廢。汽竄干擾已制約油藏開發效果提高的主要矛盾之一。另外，隨著采出程度的不斷提高，地層壓力急劇下降，注入蒸汽加熱范圍有限，導致遠離井筒的油層得不到有效開發，而近井地帶油層過度開發，地層虧空嚴重，導致油井開發效果變差[2]。

針對稠油開發中后期存在的流動性差、動用不均、低產低能等問題，開展氣動力乳化助排油層處理技術研究。在室內研究的基礎上，開展了現場試驗，改善稠油開發效果找到一條新的有效途徑。

1 技術原理

氣動力乳化助排油層處理技術在注蒸汽之前將氮氣和乳化助排劑同時注入井內，乳化助排劑中的聚合物、表面活性劑與氮氣能夠形成大量穩定的泡沫屏障，泡沫優先進入滲流阻力小的高滲透層，在賈敏效應作用下，高滲透層的滲流阻力增加，迫使后續的流體更多的進入中低滲透層，從而達到提高注入蒸汽的波及體積，改善油層動用程度。泡沫在地層流動中，可有效封堵蒸汽的竄流通道，增加蒸汽流動阻力，減緩汽竄，起到調剖、補充地層能量的作用[3]。另外，乳化助排劑具有表面活性劑的乳化和降低界面張力的作用，降低油巖界面張力，剝離油膜,有效地提高了驅油效率。該技術實現了降粘助排、暫堵調剖、氣體增能工藝的有機結合，有效改善了油井生產效果。

2 配方篩選及性能評價

2.1 藥劑配方研究與篩選

結合曙光油田稠油油藏不同區塊油品性質及儲層特性，從提高驅油效率、乳化降粘、降低界面張力等角度優選助排劑和乳化劑，在此基礎上復配形成乳化助排體系。通過與氮氣結合形成泡沫，利用泡沫的賈敏效應，封堵高滲透層，達到油層均勻處理的目的。

配伍性研究：各工作液之間的配伍性研究；工作液與儲層巖性配伍性研究；工作液與儲層流體配伍性研究。

2.2 乳化助排劑性能評價

2.2.1 表面張力性能測定

將試樣按不同濃度配成水溶液，用JYW-200A全自動表、界面張力儀測定其表面張力，測試結果顯示濃度在0.3%時，表面張力達到≤29.7 mN/m（見表1）。

2.2.2 界面張力性能測定

將試樣按不同濃度配成水溶液，用JYW-200A全自動表/界面張力儀測定其表面張力，測試結果表明，當復配濃度達到0.3%時，界面張力≤9.9 mN/m（見表2）。

表1 試樣不同濃度水溶液的表面張力Table 1 The specimen surface tension of aqueous solution of different concentration

表2 試樣不同濃度的界面張力Table 2 The interfacial tension of specimens with different concentration

2.2.3 耐溫性（活性物損失）測定

將試樣配成10%水溶液100 mL裝入陳化釜中，擰緊螺帽。將陳化釜放入電阻爐中，分別加熱到280℃，耐溫24 h，按CTMAB標準溶液的標定。實驗結果表明,耐溫性（活性物損失）280 ℃,24 h≤8.4%（見表3）。

表3 耐溫性（活性物損失）測定Table 3 Temperature determination

2.2.4 發泡體積性能測定

將試樣配成不同濃度的溶液200 mL置于吳茵混調器中，用75 mA電流，高速檔測定1 min，將泡沫倒入1 000 mL量筒中，讀取泡沫體積。將測試繪制成曲線，濃度在1%水溶液發泡體積≥940 mL。室內實驗表明其具有良好的發泡性能（見表4）。

表4 發泡體積性能測定Table 4 Determination of foaming volume performance

2.2.5 抗鹽性能測定

將試樣配成1%濃度的溶液200 mL，置于吳茵混調器中高速檔攪拌，讀取泡沫體積，算出發泡體積變化率。實驗結果表明，抗鹽性（1%NaCl溶液），發泡體積變化率≤17%（見表5）。

表5 抗鹽性能測定Table 5 Determination of anti salt performance

2.2.6 配伍性測定

按油田用化學品與原油脫水配伍性技術評價方法（Q/SY LH 0164—2004）和原油破乳劑技術評價方法（Q/SY LH 0165—2004）規定（見表6）。

實驗結論：油水界面清晰，污水顏色均達到清或乳白色；脫水量百分差值在10%以內；拐點處脫水量差值在4 mL以內；凈化油含水與空白相比較小于1%。從以上四點看出，樣品對破乳劑無影響,破乳劑配伍性良好[4]（見表7）。

3 現場應用效果

氣動力乳化助排油層處理技術現場實施6井次，措施增油3 887 t，平均單井增油647.8 t，有效解決了稠油開發中后期存在的流動性差、動用不均、低產低能等問題，改善了油井吞吐效果，取得了良好的經濟效益和社會效益，具有廣闊的應用前景。

表6 脫水量相對百分差值實驗數據表Table 6 Water removal relative percent difference experimental data

表7 破乳劑實驗數據表Table 7 Demulsifier experimental data

3.1 措施后周期產油、油汽比顯著提高

實施該項技術后，油井生產情況得到較大改善，統計6口井，平均周期產油由上周期的720 t上升到925 t，單井周期對比增油205 t，油汽比由0.38提高到0.45，措施增產效果明顯。

3.2 措施后周期回采水率得到提高

由周期生產效果看，周期回采水率由前一周期的60.2%提高到79.5%。說明實施點該技術，改變了油藏潤濕性能，降低了油水界面張力，提高了周期回采水率。

典型井例：

杜813-44-K45井，該井位于杜813興隆臺南，50 ℃時原油脫水粘度為127 300 mPa·s，注汽過程中與杜813-44-43井汽竄，且油層動用不均。本輪實施氣動力乳化助排措施后，與上周期對比注汽壓力提高了2.1 MPa，周期產油增加500 t，減少汽竄影響產量85.2 t，油汽比提高0.2，吞吐效果得到了明顯改善。

4 認識與結論

結合曙光油田稠油油品和特性，篩選多種表面活性劑，通過復配乳化助排配方體系，形成一種新型復合油層處理技術，室內實驗及現場試驗表明該技術具有提高驅油效率、乳化降粘、增能等多種功能，推廣應用前景廣闊[5]。

（1）該技術實現降粘助排、暫堵調剖、氣體增能工藝的有機結合，解決了單一技術的局限性，有效改善了油井生產效果。

（2）采用復合注入方式。將氮氣和助排劑同時注入油層，在封堵高滲通道的同時，使更多助排劑進入低動用層位，擴大藥劑的有效作用體積。

［1］陳鐵錚.曙光油田勘探與開發[M].遼寧科學技術出版社，2009-01：159-160．

［2］許國民.曙光油田稠油開發技術與實踐[M].遼寧科學技術出版社，2010-12：143-144．

［3］楊紅兵. 泡沫流體技術在稠油油藏中的應用[J]. 勝利油田職工大學學報,2008，10, 22(5):51-53．

［4］任芳祥.稠油開發技術與實踐[M].遼寧科學技術出版社,2011-10:583.

［5］韓彬.遼河油田齊40塊蒸汽驅汽竄特征與控竄對策[J].大慶石油地質與開發，2011，30（6）： 148-152．

Research and Application of Aerodynamic Emulsification Cleanup Oil Layer Processing Technology

KUANG Xu-guang
（PetroChina Liaohe Oilfield Company, Liaoning Panjin 124010，China）

With the development of heavy oil in Shuguang oilfield, most wells have entered in late stage of huff and puff development, the liquidity is poor; producing uneven, low production contradictions have become increasingly prominent, the limitations of single technology is becoming more and more obvious, has been unable to meet the needs of high efficient development of heavy oil in the late stage. Aimed at the above problems, combined with oil properties and reservoir characteristics in different blocks of the heavy oil reservoir, preferred cleanup additive and emulsifier for improving displacement efficiency, emulsification and viscosity reduction, reducing the interfacial tension were determined. Through the screening of compound emulsion cleanup formula systems, the site construction technology and construction parameters were determined; an aerodynamic emulsification cleanup oil layer processing technology was formed. Indoor experiment and field application results show that, the technology to realize the organic combination of viscosity reducing cleanup, temporary plugging and profile control, gas empowerment process, can improve the production effect of oil well.

Steam channeling; Viscosity of crude oil; Emulsion; Cleanup agent

TE 357

： A

1671-0460（2015）01-0072-03

2014-07-09

匡旭光（1989-），男，遼寧盤錦人，助理工程師，2010年畢業于東北石油大學石油工程專業,從事油田采油工藝技術工作。E-mail：kuangxuguang0522@163.com。