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        老君廟油藏含油污泥調(diào)剖技術(shù)研究與應(yīng)用

        2019-01-15 03:11:48沈文敏唐萬成井德源
        精細(xì)石油化工進(jìn)展 2018年5期
        關(guān)鍵詞:調(diào)剖劑油泥二甲苯

        沈文敏,唐萬成,井德源,楊 洋

        1.中國(guó)石油遼河油田分公司,遼寧盤錦124010;2.中國(guó)石油玉門油田分公司老君廟采油廠,甘肅玉門735200

        老君廟M層油藏位于甘肅酒西盆地老君廟隆起帶,儲(chǔ)油層屬第三系白楊河澗泉子段,是南緩北陡,邊部發(fā)育五條斷層,構(gòu)造北翼和東端由斷層遮擋,其主要地質(zhì)特征為:1)非均質(zhì)性強(qiáng)的裂縫-孔隙性塊狀砂巖油藏;2)低滲透(平均滲透率25×10-3μm2)、低飽和、小孔隙的水濕油藏。油藏埋深810 m,原油密度0.774 g/cm3,原始平均地層壓力為9.3 MPa,平均溫度28 ℃。在油藏的注水開發(fā)過程中,由于非均質(zhì)性導(dǎo)致注入水沿注水井與生產(chǎn)井之間的高滲透層、大孔道單層突進(jìn);同時(shí)存在注入水沿油層出現(xiàn)指進(jìn)現(xiàn)象,二者導(dǎo)致高滲透層水淹嚴(yán)重,而低滲透層動(dòng)用程度低,從而降低注入水的波及系數(shù)和油藏最終采收率[1-3]?;谖塾湍唷霸从谟筒?,用于油藏”的技術(shù)思路,以含油污泥為主要原料,通過與其他添加劑的復(fù)配制成調(diào)剖劑[4-9],改善油藏開發(fā)效果,實(shí)現(xiàn)含油污泥的循環(huán)利用和油田綠色環(huán)保發(fā)展。

        1 含油污泥調(diào)剖劑

        含油污泥調(diào)剖劑是利用油田含油污泥為主要原料,利用含油污泥產(chǎn)于地層,與油層有良好配伍性的有利因素,添加適當(dāng)?shù)膽腋纬傻膽腋◇w系可以作為顆粒型調(diào)剖(堵水)劑,封堵地層的大孔道,提高注入水的波及系數(shù)。

        1.1 含油污泥基本組分

        取一定量的含油污油泥樣品,在回流條件下,將油泥和二甲苯混合加熱,油泥中的水被同時(shí)蒸餾。冷凝后的二甲苯和水在接受器中連續(xù)分離。水沉降在接受器的刻度管中,二甲苯則返回蒸餾燒瓶。同時(shí)在二甲苯反復(fù)循環(huán)蒸餾的過程中油泥中的油被二甲苯抽提帶出,雜質(zhì)留在抽提試管底部。將二甲苯蒸發(fā)后將抽提試管內(nèi)雜質(zhì)烘干至恒重,可以稱出雜質(zhì)質(zhì)量。油泥總質(zhì)量減去雜質(zhì)質(zhì)量和水的質(zhì)量,剩余為油泥中油的質(zhì)量。測(cè)其樣品各組分基本含量,結(jié)果見表1和表2。

        表1 污油泥組成分析結(jié)果

        表2 污油泥分離水水性分析結(jié)果

        1.2 含油污泥泥質(zhì)粒徑

        將油泥樣品經(jīng)脫油、脫水后分離出來的泥質(zhì)組分,采用激光粒度分析儀測(cè)其粒度分布,結(jié)果見表3。由粒徑分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知,粒徑分布在50 μm以下的占絕大多數(shù),D(0.5)=9.371 μm。

        表3 含油油泥泥質(zhì)激光粒度分析結(jié)果

        1.3 含油污泥流變性

        分別對(duì)含油油泥樣品配制不同含水的懸浮液,由于其對(duì)黏度對(duì)溫度不敏感,在室溫條件下進(jìn)行黏度測(cè)定,結(jié)果見圖1。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:懸浮液黏度隨含水量的增加而降低,為保證油泥的可泵注性,當(dāng)含水不低于77%時(shí)體系黏度不大于600 mPa·s,滿足現(xiàn)場(chǎng)泵入需求。

        圖1 含油油泥懸浮液不同含水率-黏度曲線

        1.4 含油污泥懸浮性

        從表4可知,在室溫條件下,隨著時(shí)間的增加,在2 h內(nèi)懸浮液均未析水及分層,滿足現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)輸過程中的要求。

        表4 含油油泥懸浮液析水率測(cè)定結(jié)果

        1.5 含油污泥封堵性能

        利用巖芯試驗(yàn)裝置考察含油污泥本身的封堵能力。用石英砂(粒度中值0.15~0.20 mm)充填不銹鋼填砂管(φ25 mm×500 mm),用稱重法測(cè)出巖芯孔隙體積及液相滲透率;加入適量油泥與上述相同的石英砂混合均勻后,再以與上述相同的充填法充填不銹鋼填砂管(φ25 mm×500 mm),用稱重法測(cè)出巖芯孔隙體積及液相滲透率。結(jié)果見表5。數(shù)據(jù)表明含油污泥具有一定的封堵性能,封堵率在25%~30%。

        表5 含油污泥填砂管封堵結(jié)果統(tǒng)計(jì)

        2 含油污泥顆粒復(fù)合調(diào)剖劑

        2.1 復(fù)合調(diào)剖劑組成及技術(shù)指標(biāo)

        該體系是以油泥為基本原料,根據(jù)地層砂粒度中值與顆粒堵劑粒度中值之比D50/d50原則,在油泥中加入不同粒徑、不同濃度的固相顆粒后,將含油油泥調(diào)配成具有一定懸浮性和穩(wěn)定性的顆粒型調(diào)剖劑,注入地層后產(chǎn)生橋架作用,對(duì)地層的孔道進(jìn)行封堵,從而改善地層非均質(zhì)性。

        該體系的懸浮性能>6.5 h,封堵率在45%~84%可調(diào)。適用于封堵高滲透儲(chǔ)層和大孔道等。

        2.2 復(fù)合調(diào)剖劑懸浮性

        篩選了目前常用的3種固相顆粒,體膨型顆粒(適用溫度40~120 ℃、膨脹率5~8倍、封堵率≥98%)、柔性顆粒(斷裂伸長(zhǎng)率200%~500%、拉伸強(qiáng)度≥3 MPa、耐溫能力120 ℃、耐礦化度200 000 mg/L)、植物纖維顆粒(粒徑組成:2.0~4.0 mm∶0.2~0.5 mm∶0.07~0.15 mm=1∶2∶1)。

        將50 mL油泥樣品倒入250 mL燒杯中,加入50 mL水,然后分別加入不同種類的2%顆粒及0.5%懸浮劑,攪拌10 min,倒入帶刻度的試管中,靜置120 min,未見明顯分層。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)見表6。

        表6 固相顆粒對(duì)懸浮性能的影響統(tǒng)計(jì)

        從上述實(shí)驗(yàn)可以看出,3種固相顆粒在含油污油泥調(diào)剖劑中具有較好的分散懸浮性,滿足現(xiàn)場(chǎng)施工要求,加量根據(jù)施工壓力情況來確定。

        2.3 復(fù)合調(diào)剖劑封堵性能

        采用上述1.5的實(shí)驗(yàn)方法,考察含油污泥顆粒復(fù)合調(diào)剖劑的封堵能力,結(jié)果見表7。從上述實(shí)驗(yàn)可以看出,含油污油泥具有一定的封堵能力,加入不同粒徑、不同濃度的固相顆粒后,巖心封堵率提高明顯,因此,通過優(yōu)選固相顆粒種類和濃度,可以滿足不同生產(chǎn)井的封堵要求。

        表7 復(fù)合調(diào)剖劑封堵性能情況統(tǒng)計(jì)

        3 有機(jī)顆粒凝膠堵劑

        該堵劑由聚丙烯酰胺、有機(jī)交聯(lián)劑、體膨型顆粒、無機(jī)增強(qiáng)劑及熱穩(wěn)定劑組成,能夠進(jìn)入地層深部形成封堵作用,填充的顆粒能有效增加堵劑的耐溫性能和封堵強(qiáng)度。

        技術(shù)指標(biāo):1)成膠溫度: 30~110 ℃;2)成膠時(shí)間: 24~72 h可調(diào);3)使用溫度: 30~170 ℃;4)膠體黏度≥1×104mPa·s;5)封堵率≥90%。

        4 施工工藝

        選井原則:井筒無套管變形或有輕微套管變形但不影響沖砂作業(yè)、油層縱向動(dòng)用不均需改善動(dòng)用程度、生產(chǎn)過程中表現(xiàn)出水竄的注水井。

        施工工藝:采用多段塞組合方式,前置段塞為有機(jī)顆粒凝膠堵劑,主段塞是含油污泥調(diào)剖劑+含油污泥顆粒復(fù)合調(diào)剖劑,封口段塞為有機(jī)顆粒凝膠堵劑,形成1 000 m3及以上劑量的調(diào)剖段塞。其中前置段塞和主段塞要求強(qiáng)度偏弱,保證完成注入量。封口段塞封堵強(qiáng)度較高,保證堵得住。

        5 現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用

        2017年9月至10月,現(xiàn)場(chǎng)完成注水井3井次,使用油泥調(diào)剖劑1 800 m3,施工成功率100%。措施前后對(duì)比注水壓力平均單井上升0.3 MPa,平均單井日注量下降1.3 m3。對(duì)應(yīng)油井未出現(xiàn)調(diào)剖劑產(chǎn)出現(xiàn)象,日產(chǎn)液基本保持平穩(wěn),平均含水略有下降,水驅(qū)油層動(dòng)用程度得到一定程度的改善。

        6 結(jié)論

        1)分析了污油泥樣品的組成和性質(zhì),測(cè)定了油泥懸浮液在室溫下的流變性和懸浮性,滿足現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施過程中的運(yùn)輸及注入需求。

        2)研制了含油污泥調(diào)剖劑、含油污泥顆粒復(fù)合調(diào)剖劑,開展填砂管封堵實(shí)驗(yàn),含油污泥調(diào)剖劑的封堵率在25%~30%、含油污泥顆粒復(fù)合調(diào)剖劑封堵率在50%~80%可調(diào),滿足大劑量注入的需求。

        3)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用表明,采用段塞式封堵工藝,可以實(shí)現(xiàn)“注得進(jìn),封得住”,有效抑制水竄,改善油層縱向及平面動(dòng)用狀況,提高油藏的開發(fā)效果。

        4)實(shí)現(xiàn)了污油泥的資源化循環(huán)利用,為油田綠色清潔發(fā)展提供了新的技術(shù)途徑。

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