渤海稠油油藏乳化降黏室內(nèi)實(shí)驗(yàn)及礦場(chǎng)應(yīng)用①

劉斌，張偉，別夢(mèng)君

(中海石油(中國(guó))有限公司天津分公司，天津 300459)

稠油由于黏度高、流動(dòng)阻力大，極不容易開采，而渤海油田擁有相當(dāng)儲(chǔ)量的稠油待開采。目前稠油開采過程中常用的降黏法有熱采法[1-4]、摻稀油法[5,6]以及化學(xué)藥劑降黏法[7，13]。熱采法是通過向油層提供熱能，提高油層巖石和流體的溫度，降低油層流體的黏度，從而增大油藏驅(qū)油動(dòng)力，但海上平臺(tái)空間有限不具備增加熱設(shè)備的條件。摻稀油法是在原油中加入稀油，使原油黏度降低，增大其流動(dòng)性，由于要增加稀油管輸，綜合經(jīng)濟(jì)性較差。化學(xué)降黏法是指向原油中加入某種藥劑，通過藥劑的作用降低原油黏度，其工藝簡(jiǎn)單，在海上易于開展。本文在結(jié)合油田地質(zhì)油藏特性的基礎(chǔ)上，開展稠油降黏劑的配制及相關(guān)降黏劑性能評(píng)價(jià)研究。

1 降黏劑影響因素研究

1.1 實(shí)驗(yàn)儀器和步驟

實(shí)驗(yàn)儀器：恒溫水浴儀器、電子天平、布氏黏度計(jì)、鼓風(fēng)干燥箱、電動(dòng)攪拌機(jī)、燒杯、量筒、滴定管等。

實(shí)驗(yàn)步驟：將原油置于燒杯中后放置在55 ℃的恒溫水浴中靜置半小時(shí)，然后加入適量的降黏劑溶液，攪拌至均勻。測(cè)定乳狀液的黏度，計(jì)算降黏率，步驟如下：(1)配制“O/W”型LB-1和“W/O”型ZW-1型號(hào)降黏劑水溶液；(2)測(cè)定原油在55，65，75 ℃的黏度；(3)添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)均為0.2%的“O/W”型LB-1和“W/O”型ZW-1降黏劑，測(cè)定不同溫度下的黏度，計(jì)算降黏率；(4)添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為0.1%，0.2%，0.3%，0.4%的降黏劑，測(cè)定在油藏溫度65 ℃下的降黏效果。

1.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

1.2.1 不同降黏劑類型對(duì)原油黏度的影響

兩種降黏劑對(duì)原油黏度影響效果見表1。由表1可以看出，不同溫度下，“O/W”型LB-1型降黏劑的降黏率為91%～95%，具有較好的降黏效果；“W/O”型ZW-1型降黏劑的降黏率僅為75%～86%。隨著溫度的上升，原油的降黏率不斷下降，當(dāng)降黏劑添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.2%時(shí)，LB-1的降黏效果要優(yōu)于ZW-1，并且乳狀液的穩(wěn)定性要更好。

表1 兩種降黏劑對(duì)原油黏度影響效果統(tǒng)計(jì)

1.2.2 不同降黏劑添加量對(duì)原油黏度的影響

添加不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)降黏劑對(duì)原油黏度的影響見表2。由表2可以看出，隨著乳化降黏劑添加量的增加，原油的黏度呈現(xiàn)降低的趨勢(shì)。當(dāng)降黏劑的添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于0.2%時(shí)，降黏劑的黏度變化幅度逐漸減少甚至不變，因此優(yōu)化最佳添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.2%～0.3%。

表2 同一溫度下不同降黏劑添加量對(duì)原油黏度的影響

1.2.3 地層水礦化度對(duì)稠油降黏的影響

地層水中存在大量的無機(jī)鹽，其中Ca2+、Mg2+等離子含量對(duì)于稠油化學(xué)降黏率有較大影響。為研究此類離子對(duì)稠油黏度的影響，配制不同地層礦化度水溶液，按照1∶1的體積關(guān)系加入稠油混合，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表3。

表3 地層水礦化度對(duì)稠油降黏的影響

從表3可以看出，當(dāng)?shù)貙铀V化度小于6000 mg/L、鈣鎂離子質(zhì)量濃度和小于1000 mg/L時(shí)，降黏率均能夠達(dá)到90%以上，具有較好的降黏效果；當(dāng)?shù)貙铀V化度大于10000 mg/L時(shí)，降黏效果較差，甚至無法形成乳狀液；隨著地層水礦化度逐漸增加，分散體系越來越不穩(wěn)定，脫水率越來越增大。由于同離子效應(yīng)越強(qiáng)，致使液珠間的靜電斥力減弱，導(dǎo)致分散體系不穩(wěn)定，脫水率增大。

2 降黏劑室內(nèi)巖芯驅(qū)替實(shí)驗(yàn)研究

實(shí)驗(yàn)儀器和實(shí)驗(yàn)材料如前所述，選取柱狀巖芯進(jìn)行驅(qū)替。驅(qū)替流量為0.4 mL/min,水驅(qū)至含水率98%，注入降黏劑溶液段塞，后續(xù)水驅(qū)至含水率98%結(jié)束。

圖1為采收率、含水率以及注入壓力與注入孔隙體積倍數(shù)關(guān)系圖。由圖1可看出，在注入降黏劑以后，注入壓力上升幅度較大，主要有兩方面原因：(1)未被水驅(qū)驅(qū)替到的稠油，被降黏劑乳化流動(dòng)性增強(qiáng)，滲流阻力增加；(2)稠油乳化后形成的微小液滴，滯留在孔喉中，由于賈敏效應(yīng)，流體流動(dòng)阻力增大。

圖1 采收率、含水率以及注入壓力與注入孔隙體積倍數(shù)關(guān)系

滲流通道中溶液滲流阻力的增加，致使未動(dòng)用層位中的原油得到動(dòng)用，增大波及體積；隨著乳狀液中含油量逐漸增加，含水率大幅下降，從而達(dá)到提高采收率的目的。

3 礦場(chǎng)應(yīng)用

渤海L油田位于遼西凹陷中段，油田主力含油層段為古近系東營(yíng)組東二上段，為三角洲相沉積的稠油油田。L油田東二上段儲(chǔ)層孔隙度平均為32%，滲透率平均為1000×10-3μm2，具有高孔、高滲的特征，地層原油黏度210～460 mPa·s。

圖2 渤海L油田X1井生產(chǎn)曲線

X1井為L(zhǎng)油田2019年投產(chǎn)的一口調(diào)整井，泵排量為400 m3，有效生產(chǎn)厚度為19.2 m，其中弱水淹層厚度為12.7 m，強(qiáng)水淹層厚度僅1.4 m。投產(chǎn)初期產(chǎn)液量為305 m3/d，產(chǎn)油量為12 m3/d，含水體積分?jǐn)?shù)高達(dá)96%。分析該井高含水原因?yàn)槿跛蛯拥貙釉宛ざ却螅蛪翰钕挛吹玫接行?dòng)用。該井于2019年10月實(shí)施降黏作業(yè)，滴注降黏劑后該井泵效由76%增加至100%，日產(chǎn)油由12 m3增加至42 m3，含水體積分?jǐn)?shù)由96%下降至90%(如圖2所示)，降黏劑在礦場(chǎng)的應(yīng)用增加了采出液的流動(dòng)性，降低了泵的工作電流，達(dá)到了節(jié)能降耗和增產(chǎn)的目的，具有一定的應(yīng)用價(jià)值。

4 結(jié)論

(1)不同溫度下，LB-1型降黏劑相對(duì)于ZW-1型降黏劑具有較好的降黏效果。

(2)65 ℃下，當(dāng)LB-1型降黏劑的添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.2%～0.3%時(shí)，它對(duì)稠油的降黏率可達(dá)到93%以上，具有很好的降黏效果。

(3)當(dāng)?shù)貙铀V化度小于6000 mg/L、鈣鎂離子質(zhì)量濃度和小于1000 mg/L時(shí)，降黏劑的降黏率均能夠達(dá)到90%以上，具有較好的降黏效果；當(dāng)?shù)貙铀V化度大于10000 mg/L時(shí)，降黏效果較差。

(4)實(shí)施降黏作業(yè)后，可以提高泵效，增加油井產(chǎn)量，提高油田采出程度，油井泵效由76%增至100%，日產(chǎn)油由12 m3增至42 m3，含水體積分?jǐn)?shù)由96%下降至90%。