高升稠油油藏開發后期驅油助排技術研究與應用

陳小凱

高升油田經過三十年的開發，已進入蒸汽吞吐后期，隨著采出程度的提高和油層壓力大幅度降低，油層中大量輕質組份被采出，原油黏度明顯增加，回采水率低，返排能力差，嚴重降低了稠油熱采效率，影響采收率的提高[1]。

本文以高升油田稠油區塊為研究目標，在總結以往驅油增產相關技術措施效果的基礎上[2-4]，篩選出一種高效驅油劑，并對其基本性能、配伍性、界面張力、降黏效果、乳化性能和耐溫性進行評價[5-7]，同時通過現場應用，取得了良好的增油增液效果。

1 蒸汽吞吐后期開發矛盾

高升油田稠油區塊蒸汽吞吐后期存在以下開發矛盾：

（1）多輪次蒸汽吞吐后輕質組份被采出，原油黏度明顯增加。目前，高三塊地面50 ℃脫氣原油黏度由原始2 000 mPa·s增加到目前的3 480 mPa·s，原油在油層內的流動能力進一步降低。

（2）油層內大量存水，平均單井地下存水達1.3×104t無法采出，導致部分層段內形成W/O乳狀液，產生局部堵塞，使得孔隙內的原油很難被采出。

（3）油層壓力大幅度降低，由原始的16.1 MPa下降至目前的0.95 MPa，油藏壓力進入超低壓期，油井生產壓差非常小，油井供液能力進一步降低，油井回采困難。

（4）多輪次蒸汽吞吐導致油藏內巖石物理性質發生變化，出現潤濕性反轉、毛細管力堵塞等因素，限制了可動油比例。

如何改善蒸汽吞吐效果，實現區塊產量穩定，已成為蒸汽吞吐后期開發的關鍵，為此，2012年以來，通過開展高效驅油助采技術研究與試驗，以期實現提高高升油田多輪次吞吐井蒸汽吞吐開發效果的目的。

2 驅油劑驅油技術原理

在砂巖儲層中，原油多儲存于孔隙中，由于稠油具有很高的黏度和在儲層孔隙中存在很高的毛細管力，孔隙中的稠油很難被蒸汽驅替出來；另外油層存在滲流大孔道，不但影響稠油產量，也制約著稠油熱采的采收率提高。

驅油劑為一種復合處理劑，它是由多種表面活性劑復配而成，其作用主要是克服油層孔隙的毛細管力，降低界面張力，破除W/O乳狀液，解除地層堵塞。通過在孔隙表面上的吸附作用，驅油劑能使巖石潤濕角由親油向親水轉變，親油表面發生潤濕反轉而變為親水，使分子間產生氫鍵，能夠增加分子間距離，削弱網狀結構，理順相互間纏繞的大分子，增加油流在孔隙中的流度；另外，通過輔以多種助劑的綜合作用，驅油劑能使地層原油流動性增強，增加油井近井地帶的供液能力，達到增產、增排的目的[8]。

研制的驅油劑具有低界面張力、低吸附量、高增溶參數、與地層流體配伍、耐溫性、耐鹽性好等優點，具有極強的降低毛細管力的能力，同時集調剖、降黏、洗油、助排、破乳、解堵、潤濕等諸多功能于一身[9]，一劑多效、復合高效，且施工簡便。

3 室內實驗與分析

3.1 溶解性能測定

在室溫條件下，配制驅油劑質量分數為10%的母液，溶液呈奶白色不透明溶液，肉眼可見溶液中有白色類似白云狀物質；隨著溫度升高，漂浮物減少，這可能與其自身的性質有關。隨著配制溶液的濃度減小，溶液中的漂浮物減少，當質量分數小于1%時，溶液為白色液體，肉眼未見漂浮物，表明溶解性較好。

3.2 驅油劑黏度測定

驅油劑原液呈白色黏稠狀液體，室溫下，剪切速率為14.7 s-1，測定黏度為22.5 mPa.s；隨著溫度升高，黏度下降，在地層溫度50 ℃條件下，黏度為1.40 mPa.s。

3.3 配伍性研究

3.3.1 驅油劑與地層水配伍性

配制質量分數為2.0%和0.6%的驅油劑溶液，將該溶液置于地層溫度的恒溫箱內，定期觀察實驗現象，并測定溶液的透光率，定性觀察驅油劑與水的配伍性。實驗結果表明，驅油劑與地層水有較好的配伍性，放置15 d以上，溶液無絮狀物和沉淀生成，在驅油劑質量分數為0.6%和2.0%的條件下，透光率分別為93.4%和61.0%以上；隨著時間的延長，透光率變化不明顯。

3.3.2 驅油劑與原油配伍性

取現場原油，脫水溫度為75 ℃，取不同質量分數的驅油劑加入試樣中，加入相同質量分數的破乳劑，在一定時間內脫水，考察驅油劑對原油脫水的影響（表1），實驗結果表明，分別加入質量分數為0，0.1%，0.3%，0.6%和1.0%的驅油劑和濃度為50 mg/L破乳劑LH-Ⅱ，180 min后原油脫水效果基本相同，驅油劑的加入量不影響原油脫水。

3.4 界面張力測定

取高3624塊井口原油靜置24 h后，脫出游離水，將一定質量分數的驅油劑加入脫水后的原油中，測定25 ℃下油水界面張力，如圖1所示。實驗結果表明，隨著時間的延長，油水界面張力逐漸降低，當時間超過20 min后，油水界面張力達10-5N/m數量級，說明驅油劑具有很強的降低原油界面張力的作用。

表1 驅油劑對原油脫水的影響

3.5 降黏率實驗

取高3624塊井口原油，靜置24 h后，脫出游離水，將不同質量分數的驅油劑加入脫水后的原油中，測定50 ℃下原油黏度的降低率，如表2所示。實驗結果表明，隨著驅油劑質量分數的增加，原油黏度逐漸降低，當驅油劑質量分數為0.4%時，降黏率達90.81%，降黏效果非常理想。此時，原油完全呈乳化狀態，油水不分層，呈棕褐色的 O/W 型乳狀液。

表2 不同質量分數驅油劑對原油的降黏效果

3.6 耐高溫實驗

驅油劑是對油井深部孔隙的存油進行有效的驅動，在注汽前注入，因此須耐 320 ℃以上的高溫。將質量分數為 0.5%高效驅油劑置于 350 ℃的高溫烘箱內，經24 h恒溫處理后取出，冷卻至室溫，測定高溫處理前、后的降黏率分別為93. 2%和91.7%，表明該高效驅油劑具有較好的耐溫性能。

3.7 乳化性能測定

在高效驅油劑質量分數分別為1.0‰，3.0‰，5.0‰和8.0‰的條件下，取稠油樣品，按油水比7 :3的比例混合在燒杯中，將燒杯置于50 ℃的恒溫水浴中加熱，攪拌30 min，觀察乳狀液表觀形態，同時用 NDJ-11型旋轉黏度計測定其黏度，結果見表3。由表3中可看出，驅油劑質量分數達5.0‰時，即有較好的乳化降黏效果。

表3 高效驅油劑乳化降黏性能

4 現場實施情況及效果分析

4.1 整體效果

近兩年，利用研制驅油劑開發稠油，現場共實施了8井次，有效率為100%，平均輪次為5輪，平均增油天數為88.12 d，單井平均日增油為4.1 t，平均累積增油297.2 t，8口井累積增油2 377.5 t。目前，除高37171C井周期結束外，其它7口井均在正常生產中，周期未結束。高效驅油措施整體效果較好，高37171C井實施效果最好，單井增油達840 t，其中高3618塊增油助排效果最好，可作為重點措施增油區塊。

4.2 效果分析

4.2.1 不同區塊實施效果

高升油田稠油主力區塊包括高3塊、高246塊、高3618塊和高3624塊，從不同區塊驅油助采技術措施前后平均單井增油情況（圖2）可以看出，高3塊和高3618塊單井平均日增油效果較為理想。

圖2 高升采油廠不同區塊實施效果

4.2.2 上、下周期同期對比

（1）增油情況。從數據表4中看出，5口井中有4口井增油效果明顯，本周期累增油1 832 t，上周期累增油936.2 t，比上周期增產了895.8 t。其中效果最好的是高37171C井比上周期增產了640.4 t；高34016井比上周期增產了297.2 t。

表4 措施井上下周期同期增油情況對比

（2）同期回采水率。從措施井上下周期同期回采水率（圖3）看出，5口井中有4口井回采水率提高了，其中，高37171C井提高了45.3%，說明高效驅油劑同時具有助排作用，提高了油層的水相相對滲透率，降低巖石表面的親水性，有助于吞吐水順利回采，增加地層的排液作用，達到提高油井回采水率的目的。

（3）同期摻油。從上、下輪同期日摻油量及摻油比對比情況（圖4）可以看出，本輪的摻油比均低于上輪吞吐。可以看出高效驅油劑中的高效表面活性劑具有較強的降黏作用，使原油的流動性增強，降低了開發難度，降低了摻油比，節約了稀油。

（4）生產負荷。從措施井上下輪同期生產負荷對比情況（圖5）來看，措施后抽油機最大負荷和最小負荷均呈現不同程度的下降，也說明驅油劑能夠起到降低原油黏度、增強原油流動性的作用。

圖3 措施井上下周期同期回采水率對比

圖4 措施井上下周期同期摻油情況對比

圖5 措施井上下周期同期生產負荷對比

4.3 典型措施井分析

4.3.1 高37171C井

高37171C井于2016年8月8日開始實施，注汽量為2 538 m3，注汽時間為12.3 d，燜井時間為13 d，于9月12日開抽，措施后一個月平均日產液為16.2 t，日產油為6.3 t，含水56%；上周期措施后一個月平均日產液2.4 t，日產油0.3 t，含水26.1%，同上周期相比，日產液增加了13.8 t，日產油增加了6.0 t，累增油 804.1 t。

4.3.2 高361144井

高361144井是高3624塊一口邊部井，目前，高3624塊由于油層壓力低及各種原因的堵塞，油井的供液能力差，該井于2014年11月26日施工，驅油劑用量36 t，注汽量2 496 m3，層位L6，措施后見到了明顯的效果，已累增油440.2 t。該井措施前示功圖測試結果為刀把形，顯示該井供液能力差，措施后示功圖充滿程度明顯提高，說明油井供液能力增強，證明該驅油劑助采效果非常好。

5 結論

（1）研制的驅油劑具有較低的油水界面張力，與地層流體配伍性好，同時具有耐溫性能好等優點，能大幅度降低油層毛細管阻力，增強原油的流動性，從而增加油井近井地帶的供液能力，達到驅油助排的目的。

（2）該驅油助采技術增油效果明顯，單井平均日增油為4.1 t，單井平均累增油297.2 t，試驗區塊累積增油2 377.5 t，且大部分仍在正常生產中，周期尚未結束。

（3）該技術應用前景廣闊，隨著油田老井遞減越來越快，地層壓力逐年下降，在追求投入產出比的前提下，為稠油油藏蒸汽吞吐開發中后期高輪次吞吐井驅油助排提供了有力的技術保障。

參考文獻

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