稠油熱采調(diào)堵體系研究進(jìn)展綜述

摘?要：隨著油氣開發(fā)的不斷深入，易采的輕質(zhì)原油已經(jīng)基本耗盡，開始向稠油方向發(fā)展，因此，稠油開采成為未來油氣開發(fā)的一個(gè)重點(diǎn)。由于儲(chǔ)層的非均質(zhì)性，在開發(fā)過程中會(huì)造成水竄、氣竄、指進(jìn)等現(xiàn)象的發(fā)生，特別是稠油開發(fā)井這種問題更為突出。文章結(jié)合我國(guó)各油田目前正在應(yīng)用的體系進(jìn)行有針對(duì)性的研究，并指出各種體系的不足，提出優(yōu)化方案，對(duì)稠油熱采調(diào)剖體系的性能進(jìn)行了探索。

關(guān)鍵詞：稠油熱采;調(diào)堵體系;研究進(jìn)展

一、 引言

隨著常規(guī)油氣開發(fā)進(jìn)入中后期，人們?cè)絹碓蕉嗟膶⒛抗馔断蛄顺碛汀⒊碛烷_采上來。據(jù)統(tǒng)計(jì)，全球稠油可采儲(chǔ)量高達(dá)1000×108t，遠(yuǎn)超過常規(guī)油氣儲(chǔ)量，發(fā)展?jié)摿薮?。針?duì)稠油黏度溫度敏感性這一特點(diǎn)，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(jìn)行開采的熱力采油模式，其中以蒸汽吞吐應(yīng)用最為廣泛。

中國(guó)的稠油一般是由河流相沉積而成，儲(chǔ)層疏松、孔隙度滲透率均較高，非均質(zhì)程度嚴(yán)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(chǎn)量，但也在一定程度上破壞了原有的地層結(jié)構(gòu)，氣竄、指進(jìn)、出砂等現(xiàn)象變得嚴(yán)重起來，嚴(yán)重影響了后期稠油的開采。因此，開展稠油熱采調(diào)堵技術(shù)的研究，對(duì)于稠油油藏的開采具有重要意義。

二、 性能要求

根據(jù)我國(guó)稠油開采的經(jīng)驗(yàn)來看，稠油熱采調(diào)堵體系應(yīng)該具有較低的初始黏度方便注入，同時(shí)在成膠時(shí)間上應(yīng)該控制在8小時(shí)左右，耐溫上應(yīng)大于200℃，有較好的配伍性及耐酸堿性，此外還應(yīng)具有易解堵，安全環(huán)保、性價(jià)比高的特點(diǎn)。

熱力采油具有其獨(dú)特的采油機(jī)理。首先是加熱降粘機(jī)理，即地下原油被加熱升溫后黏度大幅度下降，尤其稠油對(duì)溫度的敏感性極強(qiáng)，在通常的油藏加熱溫度范圍內(nèi)，溫度每升高10℃，稠油的黏度則會(huì)下降50%，地下原油的流動(dòng)性變好，這是熱力采油最主要的增產(chǎn)機(jī)理。其次是油層熱彈性能量釋放驅(qū)油機(jī)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(chǎn)生彈性驅(qū)油能量。再次是水蒸氣對(duì)稠油的蒸餾、裂解、乳化而產(chǎn)生的稀釋和混相驅(qū)作用。高溫條件下巖石表面潤(rùn)濕性變?yōu)橛H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(diào)剖

目前，國(guó)外在調(diào)剖堵水時(shí)應(yīng)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(huì)與多價(jià)金屬反應(yīng)形成空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)，從而堵塞孔道，并捕捉和吸附部分離子，達(dá)到改善竄流，優(yōu)化波及體的目的。普通高分子聚合物最大的缺點(diǎn)就是溫度高于90℃后會(huì)發(fā)生嚴(yán)重的降解，限制了其熱采過程中的應(yīng)用。通過改良，聚合物凝膠形式及作用強(qiáng)凝膠：主要用于油井堵水或近井地帶調(diào)剖弱凝膠：主要用于水井深部調(diào)驅(qū)或流度控制分散凝膠：主要用于深部調(diào)驅(qū)或流體轉(zhuǎn)向，增強(qiáng)的聚合物凝膠擁有較高的熱穩(wěn)定性能，耐高溫可達(dá)250℃，且具有較好的耐鹽堿性。這一技術(shù)在遼河油田蒸汽吞吐井的調(diào)剖封竄作業(yè)中表現(xiàn)良好。

（二）固相顆粒型調(diào)剖

固相顆粒型堵劑擁有較低廉的價(jià)格，耐溫好等特點(diǎn)，在高溫封堵大孔道方面應(yīng)用較早。其原理是依靠顆粒助力的方式，讓顆粒選擇性的進(jìn)入到優(yōu)勢(shì)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(jù)固體顆粒調(diào)劑的作用特點(diǎn)，以含油污泥為主要原材料，通過添加適當(dāng)?shù)幕瘜W(xué)藥劑和固體顆粒得到一種新型低固相含油污泥調(diào)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(zhì)素磺酸鈉0.10%（降黏劑）+膨潤(rùn)土10.0%+含油污泥。研究表明，該低固相含油污泥調(diào)剖劑能順利進(jìn)入巖心，巖心封堵率達(dá)到94%以上，突破壓力達(dá)到7.0MPa以上，具有良好的封堵效果。

改進(jìn)后的有機(jī)或無機(jī)復(fù)合體系綜合了凍膠類堵劑和顆粒型堵劑的優(yōu)勢(shì)，以剛性好、耐熱、耐介質(zhì)的無機(jī)物為內(nèi)核（黏土、樹脂顆粒等），在表面包覆一層柔性好、可交聯(lián)有機(jī)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(yè)風(fēng)險(xiǎn)，化學(xué)方式通過化學(xué)鍵復(fù)合，穩(wěn)定性好。

四、 泡沫調(diào)剖

泡沫類調(diào)堵劑是目前應(yīng)用較多的一種方法，也是目前研究較熱的一個(gè)方向。它是在調(diào)剖堵的過程中，先讓低阻泡沫進(jìn)入到高孔滲地層中，然后通過表面吸附，在短時(shí)間內(nèi)形成阻力，近而改變巖石表面張力，從而提升洗油效果的。對(duì)封竄劑性能進(jìn)行了評(píng)價(jià)，形成了注蒸汽氣化氮碳泡沫封堵氣竄工藝技術(shù)，即先將引發(fā)劑氨基甲酸銨與發(fā)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(chǎn)生的氨氣和二氧化碳以及QP-2產(chǎn)生的泡沫在注入蒸汽的推動(dòng)下進(jìn)入氣竄通道，進(jìn)行封堵。

泡沫調(diào)剖堵水的效果關(guān)鍵在于泡沫的穩(wěn)定性上，泡沫因液相大量排出而破裂，堵水效果即消失，穩(wěn)定性好的泡沫體系堵水有效期可長(zhǎng)達(dá)3個(gè)月以上。因此，泡沫堵劑的首要任務(wù)就是提高泡沫的穩(wěn)定性上。為了提高泡沫的穩(wěn)定性，常常在起泡劑中加入

五、 發(fā)展趨勢(shì)

近年來，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，對(duì)石油天然氣的需求日益增長(zhǎng)，而我國(guó)原油產(chǎn)量已經(jīng)不能滿足國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需求，在常規(guī)能源持續(xù)短缺和油價(jià)大幅攀升的情況下，非常規(guī)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(qū)）輪次的增加，地層非均質(zhì)性越來越嚴(yán)重，環(huán)境越來越復(fù)雜，開發(fā)成本低、耐溫性更好的化學(xué)劑（耐高溫聚合物、耐高溫表面活性劑等）成為稠油開發(fā)的關(guān)鍵。

針對(duì)單一調(diào)堵體系作用時(shí)間短、作用效果有限的缺點(diǎn)，應(yīng)加強(qiáng)機(jī)理探究，發(fā)展復(fù)合調(diào)堵體系，充分發(fā)揮各體系間的協(xié)同作用。其中，有機(jī)或無機(jī)復(fù)合體系、自生氣泡沫凝膠體系等將成為未來研究的熱點(diǎn)。稠油資源是未來油氣資源開發(fā)的重點(diǎn)，針對(duì)稠油熱采井的調(diào)剖堵水技術(shù)開始迅速發(fā)展并得以迅速推廣，新型調(diào)堵體系正朝著成本低、耐溫好、作業(yè)簡(jiǎn)單、綠色環(huán)保等方向發(fā)展。

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作者簡(jiǎn)介：張博，遼河油田公司國(guó)際事業(yè)部。