稠油油藏复合调驱技术研究及应用

2015-07-23袁志勇阿不都外力吕应辉杨建强伊力亚尔

西部探矿工程 2015年5期

袁志勇，阿不都外力，吕应辉，杨建强，伊力亚尔

（1.克拉玛依市三盛有限公司，新疆克拉玛依834000；2.新疆油田公司工程技术研究院，新疆克拉玛依834000；3.新疆油田公司百口泉采油厂，新疆克拉玛依834000）

1 概述

九4、九5区稠油油藏随着汽驱生产时间的延长，开采效果逐渐变差，主要原因一方面是蒸汽驱汽窜通道的形成造成汽窜加剧，纵向吸汽能力不均，导致纵向动用程度低，另一方面随开发时间的延长，轻质组分的降低，造成原油粘度升高，蒸汽驱驱油效率低。为改善其开发效果，提出对该区进行加注强性堵漏剂、加注高温化学添加剂等进行复合蒸汽驱开采研究。2003～2010年在九4、九5区进行了稠油复合调驱技术的研究，以调整纵向的吸汽能力，提高横向的驱油效率，改善注汽的驱替方向，提高采收率。

本研究针对九区油田九4、九5区稠油油藏进行了不同条件下驱油效率实验研究，并对实验结果进行分析讨论，内容包括：不同温度下添加化学剂水驱和蒸汽驱的效果对比。

2 室内研究

2.1 机理研究

在稠油注蒸汽开采过程中加入某种化学添加剂，可以降低油—水、油—岩之间的界面张力，改善油层中、下部的驱替效果，调整驱替剖面，增加垂向上的波及系数，扩大加热体积，以此来提高蒸汽驱油效率，延缓蒸汽突破时间，降低油汽比，最终使采收率有所增加。

注入驱油助剂，随着蒸汽进入油层深部，它能改变岩石表面的润湿性，降低界面张力，且有驱油和洗油的功效，降低原油粘度，将原油从岩石上及孔隙中洗下，并且在油层温度降低的情况下，抑制高粘度油包水乳状液的形成，使原油粘度回升速度减缓，从而提高原油的流动性，增大油相相对渗透率。

2.2 驱油助剂的室内研究

经过大量的室内试验，我们研制出了WD-4、DE-2和HTW-1三种驱油助剂，我们把这3种驱油助剂通过静态浮油试验、乳化降粘试验进行以优选适合九区油田稠油的驱油助剂。

2.2.1 静态驱油试验评价

试验方法：将汽油处理过的石英砂与九4区混合原油、九5区混合原油以8∶2的比例混合制成油砂，取10g该油砂放入试管中，用一定浓度的驱油助剂在60℃水浴中浸泡，记录其驱油量（表1）。

我们在室内通过静态驱油试验了3种驱油助剂WD-4、DE-2、HTW-1、HTW-2的驱油效果，从中筛选出驱油效率最高的2种驱油助剂DE-2及WD-4，它们的驱油效率分别是87.5%、85.4%。这2种驱油助剂耐温性能均较好，可耐250℃高温，配比浓度选用7∶3（即浓度0.3%），驱油降粘率在90%以上。用这2种驱油助剂进行物模研究，并对弹性堵漏剂进行了封堵模拟实验。九4区原油样与药剂样粘温曲线见图1。

2.2.2 线性模型室内动态驱油试验

表1 不同驱油剂评价试验

图1 九4区原油样与药剂样粘温曲线

在实验室用物理模拟的方法来研究油藏排驱机理。将现场实际的油藏缩小为实验室物理模型，采用不按比例的一维物理模型，只模拟油藏流体在油藏纵向流动的情况而忽略在其它方向流动的情况来进行驱油机理研究。

利用一维（单管）线性物理模型进行水驱、蒸汽驱或驱油助剂驱油实验的原理，就是在实验室中简化油藏的几何特性的同时，模拟油藏的孔隙度、渗透率、含油饱和度、含水饱和度及压力、温度等参数，建立单管物理模型，选用适当的注入率和注入方式进行驱油实验，测出产液量、产油量等各参数，并对这些参数进行定量分析。

根据提供的原油的实际情况，单管物理模型的原油饱和采用预加热原油及模型以增进原油的流动性的方法饱和实验模型。模型饱和完原油后，将模型的进、出口密封，然后将其放入恒温箱，在所要求的各个实验温度点下，预先恒温1h待用，注入速率为2.0mL/min进行实验研究。

本实验进行100℃、150℃温度下，蒸汽驱100℃、150℃温度下添加化学剂的驱油多项实验，所得实验结果见表2。

表2 九区稠油油藏岩芯驱油实验结果

由表2可以看出加入化学剂驱油效率及残余油饱和度在相同注入PV数下有很明显的差别，100℃、150℃试验中加入化学剂九区稠油油藏岩芯水驱采收率随温度升高而逐渐增加,这主要是由于温度升高时原油粘度迅速降低,而水的粘度降低幅度相对较小,导致油水粘度比随温度升高而降低,油水相对渗透率提高，采收率增加，而残余油饱和度比空白有明显的随温度升高下降趋势增大，同时驱油效率呈明显的增加趋势,说明加注化学剂可以提高驱油效率,降低残余油饱和度。

图2 01号模型（九4区）不同驱油方式实验采收率比较图

图3 04号模型（九5区）不同驱油方式实验采收率比较图

从图2、图3可以看出，加入化学剂汽驱采收率较不加化学剂蒸汽驱有明显改进，采收率100℃和150℃分别提高了20.6%和31.3%。实验结果表明，加入化学驱油助剂可提高采收率的原因，一方面是化学驱油助剂的加入降低了油—水、油—岩之间的界面张力，使毛细管力降低，油水的渗流能力改善；另一方面，由于油—岩石之间界面张力下降，原来吸附在岩石表面的油滴比较容易被冲刷下来，从而使岩芯残余油饱和度下降，采收率提高；第三，由于所含化学剂的主要成分为阴离子表面活性剂，极性部分的亲水能力大于非极性部分的亲油能力，油水混合物形成水包油型乳化液，粘度降低，流动性增加，使采收率提高。

3 现场试验效果

2003年9月～2010年9月，在九4—九5区共进行了48个井组的稠油化学复合调驱技术，累积增产油30298t。从试验效果看，稠油化学复合调驱技术主要表现以下特征。

3.1 稠油油藏化学复合调驱受效井增油、降水效果明显

48个井组累积注入化学剂2201m3（堵漏剂743m3，驱油助剂747m3，降粘剂711m3），平均单井组注入化学剂45.85m3（堵漏剂15.47m3，驱油助剂15.56m3，降粘剂14.81m3），平均井组增油 631.2t，化学剂增油19t，累积增油30298t。48个井组在普遍增油的同时，含水明显下降，下降幅度为5%～30%，平均下降4.3%。如95089试验井组（见图4）。

图4 95089试验井组

3.2 波及范围较大、驱油效率提高

从48个试验井组周围70m井距邻井的变化情况看，邻井见反应率达到41.7%，平均单井日产油由1.0t/d上升为3.4t/d，平均有效天数76d，平均单井增油161t。这说明蒸汽的波及范围扩大，驱油效率提高，与试验前相比平均驱油效率提高了0.7%。48个试验井组256口相关采油井平均单井日产油由试验前的0.9t/d上升到2.2t/d，含水由90%下降到78%中，平均单井有效天数183.6d。256口采油井中有164口井见到反应，油井见效率达到65.2%。