化學強化冷采在深層低滲稠油中的研究與應用

劉巖（勝利油田石油工程技術研究院，山東 東營 257000）

化學強化冷采在深層低滲稠油中的研究與應用

劉巖（勝利油田石油工程技術研究院，山東 東營 257000）

王146區(qū)塊屬深層低滲稠油區(qū)塊，該區(qū)塊油藏埋藏深（＞1700m）且儲層滲透率低（平均120×10-3um3），原油在地層下（87℃）粘度約300mPa·s。開發(fā)中存在的問題主要有：地層原油粘度高，儲層滲透率低，常規(guī)冷采產(chǎn)能低；儲層埋藏深，注汽壓力高，注汽質(zhì)量差，熱采開發(fā)效果不理想。針對王146區(qū)塊開發(fā)存在的問題，研究攻關了化學強化冷采工藝來實現(xiàn)該區(qū)塊的有效動用。新研制的化學劑兼具油溶性降粘劑及表面活性劑的特點，具備經(jīng)濟高效的優(yōu)點，能夠?qū)崿F(xiàn)低劑量高幅度降低王146區(qū)塊原油粘度，同時新型化學劑能夠有效降低王146原油在砂巖上的粘附功，大幅度提高洗油效率。通過配合使用氣體增能技術，增加近井地帶滲流壓差，實現(xiàn)王146塊低滲油藏的較高液量開發(fā)，此外氣體與化學劑協(xié)同產(chǎn)生泡沫調(diào)剖作用可以有效擴大化學強化冷采的動用范圍。研究配套的化學強化冷采工藝可以實現(xiàn)王146區(qū)塊經(jīng)濟高效的開發(fā)動用，同時為開發(fā)矛盾相類似的低產(chǎn)稠油油藏提供一種新的工藝選擇。

復合型強化降粘劑;化學強化冷采;深層低滲稠油

勝利油田近年來相繼勘探試油了羅904區(qū)塊、王146區(qū)塊、永852區(qū)塊，上述區(qū)塊都屬于深層低滲稠油區(qū)塊，開發(fā)矛盾比較突出。以王146區(qū)塊為例，該區(qū)塊油藏埋藏深（＞1700m）且儲層滲透率低（平均120×10-3um3），原油在地層下（87℃）粘度約300mPa·s。開發(fā)中存在的問題主要有：地層原油粘度高，儲層滲透率低，常規(guī)冷采產(chǎn)能低；儲層埋藏深，注汽壓力高，注汽質(zhì)量差，熱采開發(fā)效果不理想。針對深層稠油區(qū)塊開發(fā)存在的問題，研究攻關了化學強化冷采工藝來實現(xiàn)目標區(qū)塊的有效動用。

1 復合型強化降粘劑降粘體系的合成評價

1.1 降粘主導機理研究

稠油中的膠質(zhì)、瀝青質(zhì)以類似膠體結構分布在烷烴、芳香烴組成的分散相中，是影響稠油粘度的關鍵因素。復合型強化降粘劑體系含有多種降粘成分，首先油基分散劑分散膠質(zhì)瀝青間的絡合結構，其次芳香族溶劑擴大分散相降低膠質(zhì)瀝青之間作用力，高效降粘劑形成微米級原油乳狀液。

室內(nèi)試驗顯示驅(qū)油劑形成的原油乳狀液形態(tài)（粒徑分布）對驅(qū)油效率產(chǎn)生了顯著地影響，復合型強化降粘劑體系由于自身降粘特點可以形成微米級的原油乳狀液，因此在提高驅(qū)油效率方面有著優(yōu)異表現(xiàn)。

1.2 復合型強化降粘劑體系的合成

⑴高效油溶性降粘劑的篩選

油溶性降粘劑通過增加連續(xù)相、降低膠質(zhì)瀝青質(zhì)間作用力，達到降低原油粘度的目的。油溶性降粘劑YR-2在降粘實驗中的表現(xiàn)優(yōu)良，篩選為復合型強化降粘劑體系的原料之一。

⑵膠質(zhì)瀝青質(zhì)解聚分散體系篩選

改性劑通過破壞膠質(zhì)瀝青質(zhì)間的絡合結構降低原油粘度，和油溶性降粘劑協(xié)同作用可以大幅度降低使用量，實現(xiàn)高效降粘的目的。室內(nèi)優(yōu)選了改性劑SZ-12作為復合型強化降粘劑配方的主要構成體系。

⑶聚合物表面活性劑的篩選

聚合物類表面活性劑使用量與傳統(tǒng)表面活性劑相比有著巨大優(yōu)勢，形成的原油乳狀液粒徑更小，考慮溶解度原因選擇低聚表面活性劑SP2750作為復合型強化降粘劑的主要成分之一。

⑷復合型強化降粘劑體系配方確定

通過加入異構醇并調(diào)整體系組分比例，形成了穩(wěn)定的復合型強化降粘劑降粘體系，體系均勻穩(wěn)定，乳液粒徑＜50微米。

1.3 復合型強化降粘劑體系性能評價

0.2 %復合型強化降粘劑體系在50℃條件下對王146區(qū)塊原油降粘率達到98.9%，在地層溫度條件下降粘率也高達93.3%。

隨著復合型強化降粘劑降粘體系使用濃度的增加，王146區(qū)塊原油乳狀液分散狀態(tài)趨向于均勻，當藥劑用量達到2000ppm時，原油乳狀液粒徑分布被控制在3-7微米水平上。

進行了2000ppm、5000ppm水驅(qū)后轉(zhuǎn)復合型強化降粘劑驅(qū)驅(qū)油實驗，分別提高了水驅(qū)后驅(qū)替效率7.19%和7.31%。

2 化學強化冷采工藝優(yōu)化研究

利用單管模型考察了CO2+復合型強化降粘劑體系、N2+復合型強化降粘劑體系復合驅(qū)油效果，伴隨著驅(qū)替壓力的顯著升高，驅(qū)油效果明顯優(yōu)于單純使用復合型強化降粘劑降粘體系。氮氣+復合型強化降粘劑體系提高驅(qū)油效率21.3%，二氧化碳+復合型強化降粘劑體系提高驅(qū)油效率17.5%，考慮現(xiàn)場工藝實施特點選擇二氧化碳作為現(xiàn)場實施氣體。

利用雙平行管模型模擬了非均值系數(shù)3的儲層條件，采用二氧化碳+復合型強化降粘劑驅(qū)后，將低滲巖心管驅(qū)替效率提高了10%、高滲巖心管驅(qū)替效率提高了20%，該項工藝能夠改善儲層動用的均勻程度。

蒸汽吞吐初期油藏壓力場和粘度場都要優(yōu)于化學強化冷采工藝，但生產(chǎn)一個月后，冷采工藝依然能夠保持近井地帶較低的原油粘度，維持正常生產(chǎn)。從投入產(chǎn)出比數(shù)據(jù)看，化學強化冷采優(yōu)勢明顯。

3 現(xiàn)場實施情況

王146-支平1井2011年12月復合型強化降粘劑+CO2化學強化冷采投產(chǎn)，分5個段塞交替注入2.5%復合型強化降粘劑體系800m2、CO2300t，初期峰值日油13t/d，目前日液30t/d、日油9.7t/d，含水67.7%，累計生產(chǎn)141.4天、產(chǎn)液2800.4t、產(chǎn)油819.9t。

4 結論及認識

研制了新型降粘體系“復合型強化降粘劑降粘體系”，該體系通過解聚劑破壞膠質(zhì)瀝青絡合結構、溶劑稀釋分散相、聚合物表面活性劑形成超細乳狀液過程來實現(xiàn)稠油的高效降粘。體系用量2000ppm時可實現(xiàn)王146區(qū)塊稠油（50℃15400mPa·s）降粘率98%以上，原油乳狀液粒徑分布在3-7微米。

配套完善了化學強化冷采工藝技術，二氧化碳協(xié)同復合型強化降粘劑驅(qū)替可以大幅度提高管式模型驅(qū)油效率。數(shù)值模擬結果顯示，化學強化冷采工藝在深層低滲稠油區(qū)塊實施與熱采吞吐項目具有更高的經(jīng)濟效益。

化學強化冷采工藝在王146區(qū)塊組織實施，從王154-P2井（化學強化冷采）、王154-P3井（熱采吞吐）開發(fā)效果對比看，化學強化冷采在深層稠油區(qū)塊實施效果更為理想，典型井例王146-ZP1井累計生產(chǎn)150余天，產(chǎn)油近1000t。