稠油熱采調堵體系研究進展綜述

摘?要：隨著油氣開發的不斷深入，易采的輕質原油已經基本耗盡，開始向稠油方向發展，因此，稠油開采成為未來油氣開發的一個重點。由于儲層的非均質性，在開發過程中會造成水竄、氣竄、指進等現象的發生，特別是稠油開發井這種問題更為突出。文章結合我國各油田目前正在應用的體系進行有針對性的研究，并指出各種體系的不足，提出優化方案，對稠油熱采調剖體系的性能進行了探索。

關鍵詞：稠油熱采;調堵體系;研究進展

一、 引言

隨著常規油氣開發進入中后期，人們越來越多的將目光投向了稠油、超稠油開采上來。據統計，全球稠油可采儲量高達1000×108t，遠超過常規油氣儲量，發展潛力巨大。針對稠油黏度溫度敏感性這一特點，目前形成了以蒸汽吞吐、火燒油層為代表的主要以加熱方式進行開采的熱力采油模式，其中以蒸汽吞吐應用最為廣泛。

中國的稠油一般是由河流相沉積而成，儲層疏松、孔隙度滲透率均較高，非均質程度嚴重。最為代表要屬遼河油田，蒸汽吞吐、火燒油層在一定程度上提高了該油田的單井產量，但也在一定程度上破壞了原有的地層結構，氣竄、指進、出砂等現象變得嚴重起來，嚴重影響了后期稠油的開采。因此，開展稠油熱采調堵技術的研究，對于稠油油藏的開采具有重要意義。

二、 性能要求

根據我國稠油開采的經驗來看，稠油熱采調堵體系應該具有較低的初始黏度方便注入，同時在成膠時間上應該控制在8小時左右，耐溫上應大于200℃，有較好的配伍性及耐酸堿性，此外還應具有易解堵，安全環保、性價比高的特點。

熱力采油具有其獨特的采油機理。首先是加熱降粘機理，即地下原油被加熱升溫后黏度大幅度下降，尤其稠油對溫度的敏感性極強，在通常的油藏加熱溫度范圍內，溫度每升高10℃，稠油的黏度則會下降50%，地下原油的流動性變好，這是熱力采油最主要的增產機理。其次是油層熱彈性能量釋放驅油機理，油層被加熱后，油層中巖石骨架及流體（油、氣、水）受熱膨脹而產生彈性驅油能量。再次是水蒸氣對稠油的蒸餾、裂解、乳化而產生的稀釋和混相驅作用。高溫條件下巖石表面潤濕性變為親水化和油相滲流率的改善等。

三、 常用耐高溫體系

（一）聚合物凝膠調剖

目前，國外在調剖堵水時應用最為成熟的體系為聚合物凝膠體系。注入地層后，聚合物大分子會與多價金屬反應形成空間網格結構，從而堵塞孔道，并捕捉和吸附部分離子，達到改善竄流，優化波及體的目的。普通高分子聚合物最大的缺點就是溫度高于90℃后會發生嚴重的降解，限制了其熱采過程中的應用。通過改良，聚合物凝膠形式及作用強凝膠：主要用于油井堵水或近井地帶調剖弱凝膠：主要用于水井深部調驅或流度控制分散凝膠：主要用于深部調驅或流體轉向，增強的聚合物凝膠擁有較高的熱穩定性能，耐高溫可達250℃，且具有較好的耐鹽堿性。這一技術在遼河油田蒸汽吞吐井的調剖封竄作業中表現良好。

（二）固相顆粒型調剖

固相顆粒型堵劑擁有較低廉的價格，耐溫好等特點，在高溫封堵大孔道方面應用較早。其原理是依靠顆粒助力的方式，讓顆粒選擇性的進入到優勢孔道，在大孔道中沉積，并形成架橋從而形成堵塞的目的。

根據固體顆粒調劑的作用特點，以含油污泥為主要原材料，通過添加適當的化學藥劑和固體顆粒得到一種新型低固相含油污泥調剖劑，其配方如下：羧甲基 纖維素鈉0.25%（懸浮劑）+十二烷基苯磺酸鈉0.60%（乳化劑）+聚丙烯酰胺0.20%（分散劑）+木質素磺酸鈉0.10%（降黏劑）+膨潤土10.0%+含油污泥。研究表明，該低固相含油污泥調剖劑能順利進入巖心，巖心封堵率達到94%以上，突破壓力達到7.0MPa以上，具有良好的封堵效果。

改進后的有機或無機復合體系綜合了凍膠類堵劑和顆粒型堵劑的優勢，以剛性好、耐熱、耐介質的無機物為內核（黏土、樹脂顆粒等），在表面包覆一層柔性好、可交聯有機凍膠，增加了顆粒型堵劑的封堵性能且堵而不死，降低了作業風險，化學方式通過化學鍵復合，穩定性好。

四、 泡沫調剖

泡沫類調堵劑是目前應用較多的一種方法，也是目前研究較熱的一個方向。它是在調剖堵的過程中，先讓低阻泡沫進入到高孔滲地層中，然后通過表面吸附，在短時間內形成阻力，近而改變巖石表面張力，從而提升洗油效果的。對封竄劑性能進行了評價，形成了注蒸汽氣化氮碳泡沫封堵氣竄工藝技術，即先將引發劑氨基甲酸銨與發泡劑QP-2混合注入地層，然后注蒸汽，在高溫下氨基甲酸銨氣化產生的氨氣和二氧化碳以及QP-2產生的泡沫在注入蒸汽的推動下進入氣竄通道，進行封堵。

泡沫調剖堵水的效果關鍵在于泡沫的穩定性上，泡沫因液相大量排出而破裂，堵水效果即消失，穩定性好的泡沫體系堵水有效期可長達3個月以上。因此，泡沫堵劑的首要任務就是提高泡沫的穩定性上。為了提高泡沫的穩定性，常常在起泡劑中加入

五、 發展趨勢

近年來，隨著我國經濟的高速發展，對石油天然氣的需求日益增長，而我國原油產量已經不能滿足國民經濟發展的需求，在常規能源持續短缺和油價大幅攀升的情況下，非常規石油資源（尤其是稠油和瀝青砂資源）的開采得到了越來越多人的重視。

隨著稠油油藏蒸汽吞吐（蒸汽驅）輪次的增加，地層非均質性越來越嚴重，環境越來越復雜，開發成本低、耐溫性更好的化學劑（耐高溫聚合物、耐高溫表面活性劑等）成為稠油開發的關鍵。

針對單一調堵體系作用時間短、作用效果有限的缺點，應加強機理探究，發展復合調堵體系，充分發揮各體系間的協同作用。其中，有機或無機復合體系、自生氣泡沫凝膠體系等將成為未來研究的熱點。稠油資源是未來油氣資源開發的重點，針對稠油熱采井的調剖堵水技術開始迅速發展并得以迅速推廣，新型調堵體系正朝著成本低、耐溫好、作業簡單、綠色環保等方向發展。

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作者簡介：張博，遼河油田公司國際事業部。