羅全民 （中石化河南油田分公司新疆勘探開(kāi)發(fā)中心，新疆 焉耆 841100）

王若浩，方舒 （中石化河南油田分公司第二采油廠，河南 唐河 473400）

張清軍，劉子勝，黃鴻麟，袁光喜 （中石化河南油田分公司新疆勘探開(kāi)發(fā)中心，新疆 焉耆 841100）

春光油田位于新疆維吾爾自治區(qū)克拉瑪依市境內(nèi)，構(gòu)造位置位于準(zhǔn)噶爾盆地西部隆起車(chē)排子凸起的東部，區(qū)域上屬于準(zhǔn)噶爾盆地西部隆起的次一級(jí)構(gòu)造單元，主要開(kāi)發(fā)層系為新近系沙灣組二段1層（Ns12）、沙灣組二段2層 （Ns22）和白堊系 （K）。油層厚度3.1～5.6m，平均埋深超過(guò)1000m，地層溫度下原油黏度大于50000mPa·s，為中深薄層超稠油油藏，在開(kāi)采方式上主要采用水平井開(kāi)發(fā) （表1）。由于存在油藏埋藏深，油層厚度薄，原油黏度高等不利因素，導(dǎo)致開(kāi)采過(guò)程中井筒熱損失大，原油進(jìn)泵困難和舉升難度大，最終表現(xiàn)為周期生產(chǎn)時(shí)間短，油汽比低，經(jīng)濟(jì)效益差。2013年，針對(duì)春光油田超稠油開(kāi)發(fā)生產(chǎn)中存在的技術(shù)瓶頸，開(kāi)展了以降黏和氮?dú)庵艦橹鞯臒峄瘜W(xué)輔助吞吐技術(shù)研究與應(yīng)用工作，改善了中深薄層超稠油油藏的開(kāi)發(fā)效果。

表1 春光油田油層物性統(tǒng)計(jì)表

1 春光油田不同含水率原油黏溫性質(zhì)分析

依據(jù)最佳密堆積理論，含水率在25.98%～74.02%可生成O/W乳狀液，也可生成 W/O乳狀液，由于原油中天然乳化劑的作用，含水原油主要存在狀態(tài)為W/O乳狀液，導(dǎo)致原油黏度進(jìn)一步升高。

表2為春光油田春2－200井在不同溫度、不同含水率情況下的原油乳狀液黏度。

表2 春2－200井原油黏度與溫度、含水率關(guān)系

從表2中可以看出，隨著溫度的升高，乳狀液黏度明顯降低，同時(shí)隨著原油含水率的升高，乳狀液黏度也大幅度上升。因此注入蒸汽后溫度升高可有效降低原油黏度，改善流動(dòng)性。同時(shí)注蒸汽后含水率升高，造成原油黏度上升，會(huì)影響原油流動(dòng)性。

選取春2－200井、春10Ⅱ1－7－8H井和春10Ⅱ2－7－8H井這3口井油樣，測(cè)定不同含水率原油黏度變化，確定轉(zhuǎn)相點(diǎn) （圖1）。

可以看出，隨著原油含水率的上升，原油黏度迅速增加，當(dāng)超過(guò)一定的含水率后，隨著含水率的進(jìn)一步增加，原油乳狀液由W/O變成O/W型，黏度又迅速下降。經(jīng)測(cè)定，春2－200井、春10Ⅱ1－7－8H井、春10Ⅱ2－7－8H井轉(zhuǎn)相點(diǎn)含水率分別為60%、65%、70%。

圖1 原油黏度與含水率變化曲線

2 春光油田熱化學(xué)輔助吞吐工藝參數(shù)優(yōu)選

針對(duì)春光油田中深薄層超稠油開(kāi)采過(guò)程中出現(xiàn)的技術(shù)問(wèn)題，為改善原油流動(dòng)性，研究應(yīng)用了油溶性降黏技術(shù)、水溶性降黏技術(shù)和氮?dú)庵偶夹g(shù)為主的熱化學(xué)輔助吞吐技術(shù)。

2.1 油溶性降黏技術(shù)

油溶性降黏技術(shù)主要從溶劑化作用和降低分子間作用力2個(gè)方面來(lái)降低原油黏度。降黏劑具有極性的酯類(lèi)聚合物，當(dāng)極性的酯基與膠質(zhì)或?yàn)r青質(zhì)芳香片側(cè)面的—OH、—NH2等極性基團(tuán)形成氫鍵時(shí)，降黏劑的長(zhǎng)酯鏈烷基舒展地露在芳香片外側(cè)，形成降黏劑溶劑化層，起屏蔽作用，防止膠質(zhì)或?yàn)r青質(zhì)芳香片重新聚集；降黏劑分子結(jié)構(gòu)中一般含有具有形成更強(qiáng)氫鍵的酯類(lèi)聚合物，使降黏劑分子具有較強(qiáng)的滲透性。在較高溫度下，稠油中膠團(tuán)結(jié)構(gòu)比較松散，降黏劑分子即可借助較強(qiáng)的形成氫鍵的能力和滲透、分散作用進(jìn)入膠質(zhì)、瀝青質(zhì)片狀分子之間，與膠質(zhì)、瀝青質(zhì)之間形成更強(qiáng)的氫鍵，從而拆散平面重疊堆砌而成的聚集體，使稠油中的超分子結(jié)構(gòu)由較高層次向較低層次轉(zhuǎn)化，降低了膠質(zhì)、瀝青質(zhì)分子間作用力［1］。

針對(duì)油溶性降黏技術(shù)特點(diǎn)，開(kāi)展了不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)降黏劑的降黏效果室內(nèi)評(píng)價(jià) （表3）?？梢钥闯?，當(dāng)降黏劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%時(shí)，降黏率可達(dá)到90%以上?？紤]到蒸汽吞吐第一周期原油含水率較低，應(yīng)用了油溶性降黏技術(shù)。

表3 不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)油溶性降黏劑降黏效果

2.2 水溶性降黏技術(shù)

水溶性降黏技術(shù)通過(guò)向地層注入水溶性乳化降黏劑，形成O/W型乳狀液來(lái)大幅度降低原油黏度［2］。表4測(cè)定了在降黏劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.5%時(shí)不同油水比條件下的油水乳狀液黏度，從表中可以看出，當(dāng)油水比為7∶3條件下可形成O/W型乳狀液，降黏率可達(dá)到98%以上。

表4 不同油水比降黏效果評(píng)價(jià)表

對(duì)水溶性降黏劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)進(jìn)行了優(yōu)選，從表5可以看出，降黏劑最佳質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.3%～0.5%。根據(jù)水溶性降黏劑技術(shù)特點(diǎn)，除第一周期外，其他吞吐周期應(yīng)采用乳化降黏技術(shù)。

表5 不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)的水溶性降黏劑的降黏率

2.3 氮?dú)庵偶夹g(shù)

針對(duì)春光油田超稠油油藏埋藏深、舉升難度大等問(wèn)題，配套應(yīng)用了氮?dú)庵偶夹g(shù)。主要有以下4個(gè)方面的作用：①油井在注汽時(shí)，通過(guò)伴蒸汽向地層注入氮?dú)?，利用氮?dú)饬己玫呐蛎浶?，擴(kuò)大蒸汽和降黏劑的波及體積；②通過(guò)注入氮?dú)?，增加地層能量，提高回采水率，改善油井生產(chǎn)效果；③氮?dú)饷芏鹊?，靜壓柱小，舉升油流時(shí)，油－氮混合液柱梯度小，對(duì)地層回壓低，能有效地增加生產(chǎn)壓差；④由于氣體的作用，使降黏劑與原油作用更加充分，改善水溶性降黏劑乳化效果。依據(jù)試驗(yàn)結(jié)果，春光油田超稠油開(kāi)發(fā)氮?dú)庵偶夹g(shù)中，氮?dú)庥昧堪雌后w積比10∶1至25∶1設(shè)計(jì)。

3 應(yīng)用效果分析

2013年下半年，在春光油田超稠油開(kāi)采過(guò)程中，應(yīng)用了熱化學(xué)輔助蒸汽吞吐技術(shù)。如表6所示，水平井平均日產(chǎn)油量由未實(shí)施的4.3t提高到7.7t，周期產(chǎn)油量量由未實(shí)施的507.4t提高到765.5t，油汽比由0.21提高到0.40。直井平均日產(chǎn)油由未實(shí)施的3.1t提高到4.0t，周期產(chǎn)油量由未實(shí)施的165.4t提高到293.0t，油汽比由0.26提高到0.32，取得了較好的應(yīng)用效果。

表6 春光油田熱化學(xué)輔助吞吐應(yīng)用效果統(tǒng)計(jì)表

4 結(jié)論

1）由于春光油田超稠油油藏存在埋藏深、厚度薄、黏度高等不利因素，導(dǎo)致開(kāi)采過(guò)程中井筒熱損失大，原油進(jìn)泵困難和舉升難度大，最終表現(xiàn)為周期生產(chǎn)時(shí)間短，油汽比低，經(jīng)濟(jì)效益差，需要配套熱化學(xué)輔助吞吐工藝技術(shù)，以改善中深薄層超稠油油藏開(kāi)發(fā)效果。

2）相同溫度下，隨著原油含水率的升高，原油黏度顯著上升。當(dāng)含水率超過(guò)轉(zhuǎn)相點(diǎn)后，原油黏度明顯下降，乳狀液轉(zhuǎn)向點(diǎn)含水率在60%～70%之間。

3）春光油田應(yīng)用熱化學(xué)輔助吞吐技術(shù)后，油井日產(chǎn)油量、周期產(chǎn)油量和油汽比顯著提高，油井產(chǎn)狀得到明顯改善，為中深薄層超稠油油藏開(kāi)發(fā)提供了技術(shù)支撐。

［1］陳秋芬，王大喜，劉然冰 .油溶性稠油降黏劑研究進(jìn)展 ［J］.石油鉆采工藝，2004，26（2）：45～48.

［2］柳榮偉，陳俠玲，周寧 .稠油降黏技術(shù)及降黏機(jī)理研究進(jìn)展 ［J］.精細(xì)石油化工進(jìn)展，2008，22（4）：20～25.

［編輯］ 帥群