氮气辅助降黏技术在吉7井区的研究与应用

武建明 石 彦 王洪忠 唐晓川 褚艳杰 柯 岩

氮气辅助降黏技术在吉7井区的研究与应用

武建明 石 彦 王洪忠 唐晓川 褚艳杰 柯 岩

中国石油新疆油田分公司准东采油厂

针对昌吉油田吉7井区油藏南部部分油井投产后出现供液能力差、产量递减快、不能持续性生产的现状,开展了氮气辅助化学剂降黏技术的研究与应用。结合吉7井区油藏属性,对降黏剂的适应性进行了评价。实验结果表明,在吉7井区储层温度、矿化度条件下,该降黏剂对稠油具有较好的降黏效果(质量分数1.5%,降黏率75%～85%)。现场应用结果表明:该工艺的应用能够解决油井供液困难、不能连续生产的问题;共实施8井次,累计增油1 011.2 t;与未注氮气的油井相比,使用氮气辅助工艺能够起到较为明显的助排作用和控制油井含水上升的作用。

稠油油藏 降黏 氮气辅助

在化学降黏领域,油溶性降黏剂因具有较高的降黏率及较好的适应性成为稠油降黏研究应用较多的工艺方法[1-2],而且油溶性降黏剂可以避免乳化降黏存在的后处理(如脱水)问题,有很好的开发前景[3-4]。但是,油溶性降黏剂的应用也存在一定的局限性:单纯使用降黏剂原料价格高,导致措施费用成本较高[1]。目前,解决该问题的方法是将油溶性降黏剂与稀释剂、乳化剂或热力方法配合使用,达到降低成本的目的。但该方法针对性较强,通常某一特定的组合只适合于某一种稠油,因此难以大规模推广应用[5]。

近年来,氮气辅助稠油蒸汽吞吐技术研究比较多[6-8],主要原理是利用氮气保持或增加油藏地层压力,使得吞吐周期延长,改善吞吐效果;其次为扩大蒸汽波及体积,提高热利用率[8]。本实验利用这一原理,在注降黏剂的同时注入氮气,通过氮气增加地层压力,促进地层原油返排;同时增大降黏体系的波及范围,最大效率利用降黏剂。该技术的研究为吉7井区稠油常规注水开发提供了新的技术支持。

1 降黏剂性能评价实验

1.1 原油黏度对降黏效果的影响

选取吉7井区不同黏度的原油,脱水后,在50℃下,用流变仪测定初始黏度。配制不同质量分数的SH-3降黏剂溶液(1%、1.5%、2%、3%和5%),然后按水油质量比3∶7充分混合[9],在50℃条件下用流变仪测定黏度并计算降黏率[10]。实验结果见图1。

由图1可知,该降黏剂对两种黏度的原油均具有较好的降黏效果,对黏度较低的原油(初始黏度2 310 mPa·s)效果更加显著,降黏剂质量分数大于1.5%时,降黏率可达85%以上;在相同的质量分数下,黏度较高的原油(初始黏度13 110 mPa·s)降黏率略低(75.2%)。随着降黏剂溶液质量分数的升高,高黏度原油降黏率也逐步升高,低黏度原油的降黏率趋于稳定。这是因为不同黏度原油的胶质、沥青质、分子结构与大小均不相同,而降黏效果受原油中的沥青质、胶质分子形态影响显著[11]。

1.2 矿化度对降黏效果的影响

配制不同矿化度水样,使用与1.1节中相同的实验方法测定降黏剂的降黏率,结果见图2。从图2可知:随着矿化度的增加,降黏率下降。当矿化度小于20 000 mg/L时,降黏率均在80%以上;当矿化度大于20 000 mg/L时,降黏率下降迅速。葛际江等[12]的研究表明,溶液中含盐量升高会影响降黏剂中表面活性剂的亲水亲油平衡,从而导致降黏剂有效使用浓度升高。本实验表明,该降黏剂在矿化度20 000 mg/L以下,具有较好的降黏能力,满足吉7井区储层的矿化度要求。

1.3 降黏剂质量分数对降黏率的影响

将SH-3降黏剂配制成不同质量分数(0.5%、1%、2%、3%和5%)的溶液,将脱水后的稠油与降黏剂充分混合,采用与1.1节中相同的实验方法测定降黏剂的降黏率,实验结果见图3。由图3可知,质量分数对降黏率影响明显,当降黏剂质量分数从0.5%上升至3%的过程中,降黏率呈明显上升的趋势(23.1%至85.8%)。当降黏剂质量分数大于3%时,降黏率变化不明显(85.8%至89.2%)。由此表明,合理地控制降黏剂的使用量可以使效益最大化。

2 现场试验情况

2.1 实施规模及效果

该工艺在昌吉油田吉7井区共实施8井次,累计增油1 011.2 t,井均增油126.4 t,对该工艺的应用效果进行了分类评价,井均有效时间75天(见表1)。

2.2 降黏效果评价

对试验油井原油黏度进行了监测,并计算了降黏率(见表2)。监测结果显示,各试验油井措施后原油黏度均有不同程度的降低(降黏率19.5%～82.5%)。降黏效果受降黏剂的使用量影响明显,相同的使用量条件下,原油黏度较低的油井降黏效果更好。

表1 工艺应用效果Table 1 Application effect of the process in production wells

2.2 氮气辅助作用

现场试验选取2口未注氮气井(XJ9209、XJ9409),通过对比工艺实施后油井的日产液量和6个月含水上升速度来评价氮气的作用。结果显示,氮气的主要作用有两个:首先是能起到助排作用,注降黏剂后使用氮气辅助的5口油井日产液量增幅为0.6～4.9 t,未注氮气的油井日产液增幅为0.1～0.3 t,明显小于注氮气的油井(见图4);其次,通过对比含水上升速度可以看出,注氮气能够降低含水或减缓油井含水上升(见图5),注氮气的5口井开井生产后月含水上升速度为0.2%～0.8%,其中,XJ9427井含水呈现下降趋势。

3 结论与认识

(1)SH-3油溶性降黏剂与吉7井区的储层有较好的适应性,在油藏环境下(50℃、矿化度9 500～11 000 mg/L)对吉7原油的降黏率可达到80%以上。

(2)开展现场试验8井次,有效8井次,累计增油1 011.2 t,井均增油126.4 t,井均有效时间75天。

(3)现场试验中原油降黏率为19.5%～82.5%,降黏率受降黏剂的用量影响较明显。

(4)氮气在起助排作用的同时,可降低油井含水量。

[1]孟科全,唐晓东,邹雯炆,等.稠油降黏技术研究进展[J].天然气与石油,2009,27(3):30-33.

[2]梁发书,李建波,任洪明,等.超稠油降黏剂的室内研究[J].石油与天然气化工,2001,2(30):87-90.

[3]孙慧,张付生.稠油化学降黏研究进展[J].精细与专用化学品,2005,13(23):16-20.

[4]雷鸣,黄志宇,惠洪刚,等.稠油降黏剂AM的改性及复配性能研究[J].石油与天然气化工,2003,4(32):241-242.

[5]柳荣伟,陈侠玲,周宁.稠油降黏技术及降黏机理研究进展[J].精细石油化工进展,2008,9(4):20-26.

[6]孙建芳.氮气及降黏剂辅助水平井热采开发浅薄层超稠油油藏[J].油气地质与采收率,2012,19(2):47-51.

[7]贾娜.氮气辅助蒸汽吞吐技术研究及在大庆稠油油藏的应用[J].石油地质与工程,2013,27(1):118-111.

[8]王洋,蒋平,葛际江,等.井楼油田氮气辅助蒸汽吞吐机理实验研究[J].断块油气藏,2013,20(5):667-671.

[9]稠油降黏剂通用技术条件:Q/SH 1020 1519-2013[S].山东:中国石化集团胜利石油管理局,2013年.

[10]杨涛.原油降凝降黏剂的研制性能评价及机理研究[D].新疆:新疆大学化学化工学院,2005:33-36.

[11]常运兴,张兴军.稠油油溶性降枯剂降黏机理研究[J].油气田地面工程,2006,25(4):8-9.

[12]葛际江,李德胜,张贵才.新型耐温稠油降黏剂的制备与评价[J].西南石油大学学报,2007,29(5):112-115.

Research and application of nitrogen assisting viscosity reduction technology in Ji-7 wellblock

Wu Jianming,Shi Yan,Wang Hongzhong,Tang Xiaochuan,Chu Yanjie,Ke Yan
Zhundong Oil Production Plant,PetroChina Xinjiang Oilfield Company,Fukang,Xinjiang,China

Ji-7 wellblock in Changji oilfield is a deep and large heavy oil reservoir.Aiming at the situation of poor liquid supply,fast production decline and discontinuous production coming from part of the oil wells in southern,the research and application of nitrogen-assisted chemical viscosity reduction technology are carried out.Combined with the reservoir property of Ji-7 wellblock,the adaptability of viscosity reducer was evaluated.The experiment results show that the viscosity agent has good effect of viscosity reduction(quality percentage 1.5%,viscosity reduction rate from 75%to 85%)in the condition of reservoir temperature and salinity in Ji-7 wellblock.The field tests show that the application of this technology can solve the problems mentioned above.This technology has applied for eight wells,and increased total 1011.2 tons of oil.Nitrogen assisted technology can play an obvious role in assisting drainage and controlling the water cut rising of oil wells.

heavy oil reservoir,viscosity reduction,nitrogen-assisted

TE345

A

10.3969/j.issn.1007-3426.2017.06.015

武建明(1981-),男,硕士研究生,高级工程师。现就职于中国石油新疆油田分公司准东采油厂,从事油田化学工艺的研究与推广工作。E-mail:wjm66@petrochina.com.cn

2017-06-08;编辑:冯学军