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        渤海稠油油藏乳化降黏室內(nèi)實(shí)驗(yàn)及礦場應(yīng)用①

        2020-03-09 10:28:36劉斌張偉別夢君
        關(guān)鍵詞:黏率礦化度黏劑

        劉斌,張偉,別夢君

        (中海石油(中國)有限公司天津分公司,天津 300459)

        稠油由于黏度高、流動阻力大,極不容易開采,而渤海油田擁有相當(dāng)儲量的稠油待開采。目前稠油開采過程中常用的降黏法有熱采法[1-4]、摻稀油法[5,6]以及化學(xué)藥劑降黏法[7,13]。熱采法是通過向油層提供熱能,提高油層巖石和流體的溫度,降低油層流體的黏度,從而增大油藏驅(qū)油動力,但海上平臺空間有限不具備增加熱設(shè)備的條件。摻稀油法是在原油中加入稀油,使原油黏度降低,增大其流動性,由于要增加稀油管輸,綜合經(jīng)濟(jì)性較差。化學(xué)降黏法是指向原油中加入某種藥劑,通過藥劑的作用降低原油黏度,其工藝簡單,在海上易于開展。本文在結(jié)合油田地質(zhì)油藏特性的基礎(chǔ)上,開展稠油降黏劑的配制及相關(guān)降黏劑性能評價研究。

        1 降黏劑影響因素研究

        1.1 實(shí)驗(yàn)儀器和步驟

        實(shí)驗(yàn)儀器:恒溫水浴儀器、電子天平、布氏黏度計、鼓風(fēng)干燥箱、電動攪拌機(jī)、燒杯、量筒、滴定管等。

        實(shí)驗(yàn)步驟:將原油置于燒杯中后放置在55 ℃的恒溫水浴中靜置半小時,然后加入適量的降黏劑溶液,攪拌至均勻。測定乳狀液的黏度,計算降黏率,步驟如下:(1)配制“O/W”型LB-1和“W/O”型ZW-1型號降黏劑水溶液;(2)測定原油在55,65,75 ℃的黏度;(3)添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)均為0.2%的“O/W”型LB-1和“W/O”型ZW-1降黏劑,測定不同溫度下的黏度,計算降黏率;(4)添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為0.1%,0.2%,0.3%,0.4%的降黏劑,測定在油藏溫度65 ℃下的降黏效果。

        1.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

        1.2.1 不同降黏劑類型對原油黏度的影響

        兩種降黏劑對原油黏度影響效果見表1。由表1可以看出,不同溫度下,“O/W”型LB-1型降黏劑的降黏率為91%~95%,具有較好的降黏效果;“W/O”型ZW-1型降黏劑的降黏率僅為75%~86%。隨著溫度的上升,原油的降黏率不斷下降,當(dāng)降黏劑添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.2%時,LB-1的降黏效果要優(yōu)于ZW-1,并且乳狀液的穩(wěn)定性要更好。

        表1 兩種降黏劑對原油黏度影響效果統(tǒng)計

        1.2.2 不同降黏劑添加量對原油黏度的影響

        添加不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)降黏劑對原油黏度的影響見表2。由表2可以看出,隨著乳化降黏劑添加量的增加,原油的黏度呈現(xiàn)降低的趨勢。當(dāng)降黏劑的添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于0.2%時,降黏劑的黏度變化幅度逐漸減少甚至不變,因此優(yōu)化最佳添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.2%~0.3%。

        表2 同一溫度下不同降黏劑添加量對原油黏度的影響

        1.2.3 地層水礦化度對稠油降黏的影響

        地層水中存在大量的無機(jī)鹽,其中Ca2+、Mg2+等離子含量對于稠油化學(xué)降黏率有較大影響。為研究此類離子對稠油黏度的影響,配制不同地層礦化度水溶液,按照1∶1的體積關(guān)系加入稠油混合,實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表3。

        表3 地層水礦化度對稠油降黏的影響

        從表3可以看出,當(dāng)?shù)貙铀V化度小于6000 mg/L、鈣鎂離子質(zhì)量濃度和小于1000 mg/L時,降黏率均能夠達(dá)到90%以上,具有較好的降黏效果;當(dāng)?shù)貙铀V化度大于10000 mg/L時,降黏效果較差,甚至無法形成乳狀液;隨著地層水礦化度逐漸增加,分散體系越來越不穩(wěn)定,脫水率越來越增大。由于同離子效應(yīng)越強(qiáng),致使液珠間的靜電斥力減弱,導(dǎo)致分散體系不穩(wěn)定,脫水率增大。

        2 降黏劑室內(nèi)巖芯驅(qū)替實(shí)驗(yàn)研究

        實(shí)驗(yàn)儀器和實(shí)驗(yàn)材料如前所述,選取柱狀巖芯進(jìn)行驅(qū)替。驅(qū)替流量為0.4 mL/min,水驅(qū)至含水率98%,注入降黏劑溶液段塞,后續(xù)水驅(qū)至含水率98%結(jié)束。

        圖1為采收率、含水率以及注入壓力與注入孔隙體積倍數(shù)關(guān)系圖。由圖1可看出,在注入降黏劑以后,注入壓力上升幅度較大,主要有兩方面原因:(1)未被水驅(qū)驅(qū)替到的稠油,被降黏劑乳化流動性增強(qiáng),滲流阻力增加;(2)稠油乳化后形成的微小液滴,滯留在孔喉中,由于賈敏效應(yīng),流體流動阻力增大。

        圖1 采收率、含水率以及注入壓力與注入孔隙體積倍數(shù)關(guān)系

        滲流通道中溶液滲流阻力的增加,致使未動用層位中的原油得到動用,增大波及體積;隨著乳狀液中含油量逐漸增加,含水率大幅下降,從而達(dá)到提高采收率的目的。

        3 礦場應(yīng)用

        渤海L油田位于遼西凹陷中段,油田主力含油層段為古近系東營組東二上段,為三角洲相沉積的稠油油田。L油田東二上段儲層孔隙度平均為32%,滲透率平均為1000×10-3μm2,具有高孔、高滲的特征,地層原油黏度210~460 mPa·s。

        圖2 渤海L油田X1井生產(chǎn)曲線

        X1井為L油田2019年投產(chǎn)的一口調(diào)整井,泵排量為400 m3,有效生產(chǎn)厚度為19.2 m,其中弱水淹層厚度為12.7 m,強(qiáng)水淹層厚度僅1.4 m。投產(chǎn)初期產(chǎn)液量為305 m3/d,產(chǎn)油量為12 m3/d,含水體積分?jǐn)?shù)高達(dá)96%。分析該井高含水原因?yàn)槿跛蛯拥貙釉宛ざ却?,低壓差下未得到有效動用。該井?019年10月實(shí)施降黏作業(yè),滴注降黏劑后該井泵效由76%增加至100%,日產(chǎn)油由12 m3增加至42 m3,含水體積分?jǐn)?shù)由96%下降至90%(如圖2所示),降黏劑在礦場的應(yīng)用增加了采出液的流動性,降低了泵的工作電流,達(dá)到了節(jié)能降耗和增產(chǎn)的目的,具有一定的應(yīng)用價值。

        4 結(jié)論

        (1)不同溫度下,LB-1型降黏劑相對于ZW-1型降黏劑具有較好的降黏效果。

        (2)65 ℃下,當(dāng)LB-1型降黏劑的添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.2%~0.3%時,它對稠油的降黏率可達(dá)到93%以上,具有很好的降黏效果。

        (3)當(dāng)?shù)貙铀V化度小于6000 mg/L、鈣鎂離子質(zhì)量濃度和小于1000 mg/L時,降黏劑的降黏率均能夠達(dá)到90%以上,具有較好的降黏效果;當(dāng)?shù)貙铀V化度大于10000 mg/L時,降黏效果較差。

        (4)實(shí)施降黏作業(yè)后,可以提高泵效,增加油井產(chǎn)量,提高油田采出程度,油井泵效由76%增至100%,日產(chǎn)油由12 m3增至42 m3,含水體積分?jǐn)?shù)由96%下降至90%。

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