稠油熱采水平井乳化瀝青選擇性堵水技術研究

陳天科（中石化河南油田分公司勘探開發研究院，河南 南陽473132）

目前春光油田稠油熱采大多數為水平井開發，采用全井段裸眼篩管完井，水平井某一段見水后，由于油層段全部連通，無法采取相應的機械堵水措施和卡封措施。通過篩選合適的軟固體瀝青和相應乳化劑體系，制備適合熱采水平井堵水用的乳化瀝青選擇性堵劑。然后通過填砂管模型研究乳化瀝青體系注入性能和封堵性能，并對現場的注入工藝參數進行優化研究，從而形成新的乳化瀝青選擇性堵水工藝技術，提高區塊動用程度，對改善春光油田熱采水平井開發效果具有積極的意義。

1 乳化瀝青選擇性堵劑的制備

通過優選乳化劑，最終得到了2.4%十六烷基三甲基氯化銨+0.4%十八烷基三甲基氯化銨+0.2%AS-8的乳化瀝青配方。通過對瀝青溫度的優選，發現瀝青加熱至180℃時，瀝青的乳化效果最好。隨著瀝青軟化點的升高，瀝青乳化效果變差，軟化點30～60℃瀝青的乳化效果較好。油水比為1:1時，乳化瀝青的穩定性最好。

2 乳化瀝青選擇性堵劑的性能評價

由2.4%十六烷基三甲基氯化銨+0.4%十八烷基三甲基氯化銨+0.2%AS-8作為乳化瀝青的乳化劑配方，制得的乳化瀝青最長可穩定12d 而不析油，乳化瀝青粒徑主要集中于10μm 以下。加入質量濃度為5%的膠乳后，改性瀝青粒徑有所增加，但其粒徑仍集中于10μm以下。

在乳化瀝青稀釋液中加入表面活性劑溶液或陽離子聚合物，可以提高乳化瀝青的穩定性。因此建議乳化瀝青注入前先注入陽離子表面活性劑溶液或陽離子聚合物水溶液，可減小乳化瀝青的注入壓力。

高礦化度會對稀釋乳化瀝青的穩定性造成影響，可選用質量分數為0.075%的1831 作為穩定劑，增加稀釋乳化瀝青的耐鹽穩定性和耐溫性能。

3 乳化瀝青選擇性堵劑的注入性能評價

注入溫度對改性乳化瀝青堵劑的注入壓力有較大影響，建議注入溫度在60℃以上。在60℃下，乳化瀝青堵劑的注入壓力隨著填砂管滲透率降低而增大，建議地層滲透率大于1000mD。60℃以下，乳化瀝青濃度越高，注入壓力越高，建議乳化瀝青濃度小于30%。

4 乳化瀝青選擇性堵劑的封堵性能評價

4.1 不同濃度對封堵性能的影響

為考察不同濃度改性乳化瀝青對不同滲透率的封堵性能，用石英砂填制滲透率相似的填砂管模型，分別在60℃下注入1PV不同濃度的堵劑并老化24h后，在200℃下注蒸汽至壓力穩定，計算其封堵性能（表1）。

表1 不同濃度改性乳化瀝青的封堵性能

在200℃條件下，隨堵劑中改性瀝青濃度的增大，堵劑對水相的封堵性能提高，故若要得到較好的封堵能力，堵劑應選用的配方為20%瀝青+0.075%1831+2%膠乳。

4.2 不同滲透率下的封堵性能

為考察改性乳化瀝青對不同滲透率的封堵性能，用石英砂填制不同滲透率的填砂管作為模擬巖心，在60℃下注入改性乳化瀝青選擇性堵劑（20%瀝青+0.075%1831+2%膠乳）并老化24h后，在200℃下注蒸汽至壓力穩定，從而計算其封堵性能，實驗數據見表，平均封堵率為88.41%（表2）。

表2 20%乳化瀝青對不同滲透率填砂管的封堵性能

4.3 乳化瀝青的選擇性封堵性能研究

為考察改性乳化瀝青的選擇性封堵性能，用石英砂填制兩根滲透率相似的填砂管，飽和模擬地層水后，取一根飽和原油作為模擬水層，其余一根作為模擬油層。在60℃下注入1PV改性乳化瀝青堵劑，老化24h后，在200℃下，測定堵后對水相封堵率，以及60℃下油相封堵率（表3）。

乳化瀝青對水相的平均封堵率為86.6%。20%瀝青+0.075%1831+2%膠乳配方作為堵劑時，在200℃下對水層的封堵率可達到80%以上，對油層的封堵率在30%以下，有較好的選擇性封堵能力。這是由于乳化劑在帶負電的巖石表面吸附，體系穩定性降低進而發生破乳，析出的高粘改性瀝青吸附于巖石表面，封堵水流通道；而由于瀝青可溶于原油，少量進入油層的改性乳化瀝青在破乳后則隨原油一起采出，不易對油層產生封堵作用，因此，改性乳化瀝青堵劑具有較好的選擇性封堵能力。

表3 乳化瀝青的選擇性封堵性能

4.4 乳化瀝青的耐沖刷性能研究

為考察改性乳化瀝青的耐沖刷性能，用石英砂填制不同滲透率的填砂管，飽和模擬地層水后，在60℃下注入1PV 改性乳化瀝青堵劑，老化24h 后，在200℃下，蒸汽驅至少8PV，計算不同注入體積的封堵率及其變化情況。在200℃下，20%瀝青+0.075%1831+2%膠乳配方作為堵劑時，對不同滲透率的填砂管封堵后蒸汽驅8PV，滲透率降低值均小于30%，有較好的耐沖刷性能。

5 結語

（1）通過優選配方、優化制備工藝，開展性能評價、注入性能、封堵性能以及耐沖刷性能評價，表明該技術適合春光油田稠油底水油藏選擇性堵水，同時對乳化瀝青堵劑的現場施工工藝進行了優化設計，包括堵劑及頂替液用量、注入排量和注入壓力，形成了乳化瀝青堵劑現場配置工藝和注入工藝，滿足春光現場需求。

（2）應用本方案現場實施了2口井，結果能夠實現均勻連續注入，施工壓力降低，措施后注汽壓力升高，平均周期增油102噸，含水下降10%，取得良好的堵水效果,從而提高了區塊動用程度,提升了春光油田的經濟效益。