超深层稠油HDCS开发技术研究与应用

胜利油田埕东断裂带超深层特稠油油藏采用常规注蒸汽开发时,存在注汽压力高、井筒热损失大、井底干度低的问题,有效储量动用程度较低。室内实验和数模研究表明:伴蒸汽注入油溶性降黏剂可降低超深层稠油注汽压力;二氧化碳和油溶性降黏剂驱可大幅度提高超深层稠油驱替效率;水平井可提高油层吸汽能力、降低注汽压力,开采效果优于直井。因此,由水平井、油溶性降黏剂、二氧化碳和蒸汽组合形成的HDCS强化采油技术,是开发埕东断裂段超深层稠油的有效方式。     

低渗稠油油藏热化学复合驱油体系实验

叙利亚O油田Sh-B油藏为典型的低渗稠油油藏,具有埋藏深、渗透率低、原油黏度大等特点,蒸汽吞吐注汽难,注汽质量差。针对这些问题,开展了低渗稠油热化学复合体系室内研究,筛选、复配了适合该油藏稠油的油溶性降黏剂、高温驱油剂,并评价了伴注CO2、高温驱油剂和油溶性降黏剂在低渗稠油开发中的效果及其可行性。结果表明,添加降黏剂能使降黏率达到78%以上,高温驱油剂显著降低界面张力,注入CO2能够明显改善O油田稠油开采效果,150℃条件下热化学复合体系最终驱替效率达到91.65%。热化学复合体系能够显著改善低渗稠油油藏开发效果,提高油藏采收率,为国内外低渗稠油油藏开发提供借鉴。     

应用滴注高温防乳降黏技术效果显著

高升采油厂工艺研究所通过应用滴注高温防乳降黏技术，使油井产量一直处于低谷的高37017井平均日产油量达到了12．5t。以往吞吐井化学降黏采用前置式施工工艺一次性注入地层，由于不同流体在地层流通通道内的段塞作用，使它们很难均匀混合，从而使绝大部分降黏剂很难发挥作用，影响了吞吐效果。为此进行降黏剂滴注技术研究，以解决高升稠油存在的生产难题。滴注设备是实施滴注技术的重要手段。从滴注设备应满足注汽参数的要求这个要点出发，选取适当滴注泵以满足大、小锅炉注汽的要求。并着手耐高温降黏剂的室内试验研究。通过对降黏剂的耐温性能测定、静态洗油性能评价、乳化性能测定、对采出液脱水性能影响等试验，测试出该降黏剂驱油效果好，可与原油形成不均匀相的水包油乳化液，产出液黏度降低有利于返排，不影响原油脱水。不含有机硫、有机氯，对原油后期加工无影响。该降黏剂有很好的耐高温能力，能提高产品的适应能力。经过严格筛选后，科研人员选取高3618块高37017井为试验井，在注入蒸汽的同时采用滴注方式向地层注入高温降黏剂，使降黏剂均匀分散在蒸汽中，随蒸汽一起进入地层，在蒸汽加热稠油的同时，降黏剂与原油充分接触，从而扩大降黏剂的波及面积及体积，有效降低原油黏度，提高降黏剂的利用率，达到降掺稀油的作用，从而提高单井原油产量。     

江37 稠油油田注降黏剂驱油实验研究

针对江37 稠油油田蒸汽吞吐开采稠油过程中出砂严重的情况,进行了注表面活性剂降黏驱油室内实验研究。表面活性剂筛选实验表明,FPS-H 分散型稠油降黏剂与江37 稠油油田采出污水具有较好的配伍性,可使油/水界面张力下降到0.05 mN/m,稠油乳化降黏率达到92.1%。驱油实验结果表明,FPSH降黏剂驱最佳注入量为0.5 PV,最佳注入速度为1.0 mL /min,注入方式应选择0.5 PV 段塞-后续水驱方式,注入水温度不宜超过50 ℃。     

稠油油藏降黏化学驱注入方式优化

降黏化学驱是稠油油藏蒸汽吞吐后的有效接替生产方式,其注入方式对开发效果影响较大。基于降黏化学驱的驱油机理,建立油藏数值模拟模型对蒸汽吞吐后降黏化学驱动态特征进行了分析,基于注采能力和开发效果对注入段塞顺序进行了优化,并基于净现值法建立了蒸汽吞吐后降黏化学驱注入参数的优化模型,将油藏数值模拟技术和粒子群算法相结合,求解获得最优注入参数。研究结果表明,蒸汽吞吐后降黏化学驱可以有效降低地层中原油的黏度,含水率在快速上升后出现明显的下降;先注降黏剂后注聚合物为最佳注入段塞顺序;通过优化,目标区块最优降黏剂质量分数为0.28%,最优聚合物的质量分数为0.32%,最优降黏剂注入量为0.40 PV,最优聚合物注入量为0.36 PV。优化结果可有效提高稠油油藏的开发效果,注入方式优化方法对指导稠油油藏蒸汽吞吐后降黏化学驱的开发实践具有重要的意义。     

普通稠油降黏复合驱技术研究与矿场试验

针对普通稠油油藏水驱采收率低且热采成本高、碳排放量大的问题,基于春光油田低温高盐储层的流体性质,优选了阴离子型降黏剂和耐盐聚合物,通过室内物理模拟实验,明确了热水驱、单一降黏剂驱、复合驱的降水增油机理;建立了降黏复合驱反应动力学方程,在CMG-STARS软件中开发了降黏复合驱数值模拟方法,并优化了春2单元普通稠油降黏复合驱井网、井距及注采方案。研究结果表明：降黏复合驱可以充分发挥驱替相增黏、被驱替相降黏的加和效应,具有体系用量少、碳排放低、提高采收率幅度大等优势;降黏复合驱适合五点法井网,注采井距应小于200 m,在增稠剂质量分数为0.25%、降黏剂质量分数为0.20%的条件下,最佳注入段塞量为0.5倍孔隙体积,注采比为1.05。矿场实践表明,特高含水后期(含水率96.0%)的油井实施降黏复合驱,含水率降幅达30%以上,日增油5 t/d。研究证实了该项技术矿场应用的可行性,可为改善普通稠油开发效果、实现工业减排提供借鉴。     

GCS-YR 油溶性降黏剂的研制与应用

河南油田稠油属于特、超稠油,采用蒸汽吞吐辅助注降黏剂技术可实现经济有效开采,但在开采初期,地层中含水较少,水溶性降黏剂对油包水型乳状原油难以起到降黏效果,为此,研制了耐高温油溶性降黏剂。利用正交实验方法进行了GCS-YR 油溶性降黏剂的配方实验,确定了基本配方为:3% 乙酸乙烯酯共聚物ZJ-3+2% 脂肪胺聚氧乙烯聚氧丙烯醚ZJ-4+1% 酯化改性聚醚ZJ-5+20% 四氢萘ZZJ-6+74% 溶剂油RJ-5,通过室内实验确定了最佳加药质量分数为3%。室内实验表明,该配方耐温350 ℃,对低含水原油降黏率可达80% 以上,并且与油田用AR 型集输破乳剂具有良好的配伍性。该降黏剂在井楼油田进行6 井次现场试验,平均单井产量提高41 t,平均油气比提高0.03。GCS-YR 型油溶性降黏剂适用于河南油田蒸汽吞吐后的稠油开采,可提高河南油田稠油油藏采收率。     

用于重油管输的SDY-3型油溶性降黏剂的合成与评价

重油由于胶质、沥青质含量高,导致黏度较高,造成长距离管输困难。油溶性降黏剂分子可渗入胶质或沥青质分子层之间,起到降低重油黏度的作用。以丙烯酸十八酯、醋酸乙烯酯、马来酸酐、引发剂AIBN为原料,甲苯为溶剂,采用原位合成的方法合成SDY-3型油溶性降黏剂。采用委内瑞拉Merey16重油对油溶性降黏剂的性能进行评价,研究了反应单体、反应温度、反应时间、引发剂加剂量对SDY-3型油溶性降黏剂降黏效果的影响。结果表明,在10~50℃温度区间内,当添加降黏剂的质量分数为5%时,降黏率在41.19%~59.47%之间;变剪切速率和定剪切速率实验表明,加入SDY-3型油溶性降黏剂的委内瑞拉重油稳定性较好,降黏剂可用于复杂多变的管输环境。     

化学降黏剂对稠油采出液破乳的影响

采用Turbiscan稳定性分析仪建立评价方法,考察了3种乳化降黏剂和7种油溶性降黏剂对塔河稠油采出液破乳的影响。结果表明,3种乳化降黏剂均不利于采出液破乳,而7种油溶性降黏剂对破乳无负面影响,THY-3甚至明显促进破乳。通过研究乳化降黏剂性能与破乳影响间的关系发现,THS-1降黏率可达95.35%,形成的乳液液滴分布均匀且粒径最小,并能显著增加油水界面Zeta电位,稳定性最好,降黏效果最佳,但对于采出液破乳影响最大;THS-2降黏率只有82.58%,影响最小,说明乳化降黏剂对破乳的影响程度与其降黏性能密切相关。     

降黏剂对稠油乳化反相点的影响规律

稠油乳化反相点附近的稠油黏度较大,对于稠油开采及运输极为不利。通过考察温度、搅拌转速对稠油乳化反相点的影响,得到稠油乳状液适宜的制备条件;考察了水溶性降黏剂及油溶性降黏剂对稠油乳化反相点的影响,并从界面膜及药剂对沥青质作用角度分析了稠油乳化反相的机理。结果表明,在50℃、搅拌转速800 r/min的条件下制得的稠油乳状液的乳化反相点最大。水溶性降黏剂和油溶性降黏剂均会使稠油乳化反相点提前,但二者提前稠油乳化反相点的程度不同。随着降黏剂浓度的增大,水溶性降黏剂使稠油乳化反相点降低,由48%提前至35.6%;而油溶性降黏剂使稠油乳化反相点先减小后增大。水溶性降黏剂通过降低界面扩张模量和界面张力实现提前反相,而油溶性降黏剂主要通过降低界面扩张模量来实现反相;加入降黏剂前后沥青质的微观形貌表明,水溶性降黏剂对沥青质聚集体的破坏程度强于油溶性降黏剂,降黏剂主要通过降低沥青质所组成的界面膜强度来实现反相。     

边底水稠油油藏水溶性降黏剂吞吐技术研究

针对胜利油田沾29块边底水稠油油藏蒸汽吞吐开发过程中油井含水率高、日产油量低的问题,利用岩心驱油实验和微观可视化设备,研究了应用水溶性降黏剂提高稠油采收率的机理;运用非线性混合法则,实现了水溶性降黏剂在数值模拟中的表征;利用数值模拟方法,建立了水溶性降黏剂吞吐数值模型,优化得到了沾29块水溶性降黏剂吞吐的开发技术界限。研究结果表明:相对于水驱,水溶性降黏剂驱油效率提高了4. 6%;水溶性降黏剂提高采收率的主要机理是形成水包油乳状液,可降低原油黏度及界面张力,减少残余油饱和度;非线性混合规则表征了原油黏度随水溶性降黏剂浓度的非线性变化规律;沾29块开发方案中,水溶性降黏剂吞吐的注入浓度为3%～4%,周期注入量为500～600 t;水溶性降黏剂吞吐措施有效期达396d,平均日增油为3. 1 t/d,矿场实验取得了良好的开发效果。研究成果对于改善边底水稠油油藏开发效果具有重要意义。     

化学生热催化裂解复合降黏体系提高稠油采收率技术

针对低渗透稠油油藏渗流阻力大、注入能力差等问题,提出以化学生热剂和裂解催化剂组成复合降黏体系实现井下双效降黏的开发技术。室内通过高压反应釜实验优选了化学生热剂的反应条件和裂解催化剂的种类,并通过岩心驱替实验评价了化学剂不同注入方式下的驱油效果和注入能力。研究结果表明:以p H=2、200 m L等体积摩尔浓度均为4 mol/L的Na NO2溶液和NH4Cl溶液组成的化学生热体系具有最佳的反应条件,对于500毫升的高温高压反应釜在反应6 min后可达到温度峰值204℃和压力峰值13.4 MPa,相对于初始条件升温149℃;以油酸镍(主催化剂)、7%甲酸(供氢体)、7%尿素(助剂)及0.13%十二烷基苯磺酸钠(乳化剂)组成的催化体系具有最高的降黏率,对牛圈湖油田地面脱气原油的降黏率可达65.3%;五种不同的注入方式中,水驱、化学生热交替驱(先注Na NO2)、化学生热交替驱(先注酸性NH4Cl)、化学生热焖井间歇驱、化学生热催化裂解焖井间歇驱采收率分别为30.6%,38.8%,40.8%,43.7%,49.0%,化学生热催化热裂解焖井间歇驱采收率最高,注入能力最佳,驱油能量最足,比水驱提高采收率18.4%。     

蒸汽吞吐后转降黏化学驱加密井井位优化方法

稠油油藏在高轮次蒸汽吞吐后转入降黏化学驱是实现稳产的有效接替生产方式,根据稠油油藏蒸汽吞吐后转降黏化学驱井网加密的需要,以各注入井到生产井的拟见水时间趋于一致为目标,建立了加密井井位优化方法。针对蒸汽吞吐后地层中的含水饱和度分布不均匀问题,在Buckley-Leverett方程的右端项引入了注降黏剂开始时含水饱和度的等效注入量,并考虑降黏化学驱过程中原油黏度时变特征,建立了拟见水时间计算模型,采用时间迭代求解得到拟见水时间;以各注入井到生产井的拟见水时间的方差为目标函数,建立了加密井井位优化模型,采用粒子群算法对加密井井位优化模型进行求解。通过数值模拟验证了加密井井位优化方法的准确性,该研究成果对稠油油藏转降黏化学驱合理部署井网提供了技术支撑。     

蒸汽吞吐后转降黏化学驱加密井井位优化方法

稠油油藏在高轮次蒸汽吞吐后转入降黏化学驱是实现稳产的有效接替生产方式,根据稠油油藏蒸汽吞吐后转降黏化学驱井网加密的需要,以各注入井到生产井的拟见水时间趋于一致为目标,建立了加密井井位优化方法。针对蒸汽吞吐后地层中的含水饱和度分布不均匀问题,在Buckley-Leverett方程的右端项引入了注降黏剂开始时含水饱和度的等效注入量,并考虑降黏化学驱过程中原油黏度时变特征,建立了拟见水时间计算模型,采用时间迭代求解得到拟见水时间;以各注入井到生产井的拟见水时间的方差为目标函数,建立了加密井井位优化模型,采用粒子群算法对加密井井位优化模型进行求解。通过数值模拟验证了加密井井位优化方法的准确性,该研究成果对稠油油藏转降黏化学驱合理部署井网提供了技术支撑。     

敏感性普通稠油水驱油藏化学降黏实践

针对金8块强水敏普通稠油油藏水驱采收率低、蒸汽吞吐注汽困难的问题，开展了化学降黏研究，并选取2个井组进行矿场先导试验，通过室内研究和矿场实践证实了该技术的可行性。研究表明：多孔介质中原油、降黏剂、固相模型相互作用发生原油乳化分散、岩石润湿性改变、液滴变形和架桥封堵3项作用，从而实现降低原油表观黏度、剥离原油及扩大波及体积的作用。水驱后注入0.3倍孔隙体积降黏剂溶液，水驱残余油被分散乳化，由不可动油变成可动油重新流动，含水下降，采收率提高了7.29个百分点。采用数值模拟方法对试验井组进行设计，在目前反九点水驱井网上，先注入单一化学降黏溶液，当含水超过75%时添加泡沫进行降黏复合驱，化学剂段塞注入量应为0.4倍孔隙体积。对比试验井组注水和化学降黏开发1 a的指标，化学降黏具有减缓含水上升速度、提高采油速度、增加驱替见效期、提高储层吸水能力和提升开发经济效益等优势。该成果对同类油藏具有重要借鉴意义。     

堵/调/驱组合方式和井网类型对调剖调驱效果的影响*

渤海LD5-2油田储层具有厚度大、平均渗透率高、非均质性强、注采井距大、单井注采强度高和原油黏度高等特点,长期注水开发进一步加剧了储层非均质性,水驱开发无效循环现象日趋严重。为了提高油田开发效果,开展了堵/调/驱组合方式和井网类型对调剖调驱效果影响的研究。结果表明,由部分水解聚丙烯酰胺溶液与有机铬交联剂组成的调剖剂静置12 h后,最大黏度高于10~5mPa·s,30 d时仍能保持较高强度。调驱剂聚合物微球初始粒径8.7数9.2μm,膨胀倍数3.7数4.1。驱油剂表面活性剂溶液与原油间的界面张力可达10~(-2)mN/m,当乳状液含水率大于40%时的稠油乳化降黏率超过80%。相比调剖剂+调驱剂+驱油剂组合,调剖剂+调驱剂组合因缺少表面活性剂的乳化降黏和洗油作用,采收率增幅减小8.9%。调驱剂+驱油剂组合的宏观液流转向效果较差,表面活性剂乳化降黏作用未能充分发挥,采收率增幅仅为10.8%。4种井网类型的调剖调驱效果从强到弱依次为:1水平井(注)+1水平井(采)、1水平井+2垂直井、1垂直井+1水平井、1垂直井+2垂直井。当储层平均渗透率较高和非均质性较强时,大孔道或特高渗透条带治理措施可以确保后续微球发挥微观液流转向、表面活性剂发挥乳化降黏和洗油作用。图12表4参17     

适用于稠油油藏的新型油溶性降黏剂研究及应用

以甲基丙烯酸十八酯、丙烯酰胺衍生物和苯乙烯为合成原料,采用溶液聚合法合成了一种新型油溶性稠油降黏剂SER-1,并考察了单体配比、反应温度、反应时间以及引发剂加量对稠油降黏效果的影响。结果表明,降黏剂SER-1的最佳合成条件为甲基丙烯酸十八酯、丙烯酰胺衍生物和苯乙烯的摩尔比为9∶2∶3,反应温度为70℃,反应时间为5 h,引发剂加量为单体总质量的1.5%。降黏剂SER-1的加量为1 500 mg/L时,对稠油的净降黏率可以达到64.38%;降黏剂SER-1加入稠油中后,其胶质和沥青质含量明显降低,饱和烃和芳香烃含量明显增大,这表明研制的新型油溶性稠油降黏剂SER-1对稠油起到了良好的降黏效果。现场试验结果表明,Y-3井在蒸汽吞吐开采过程中注入新型油溶性稠油降黏剂SRE-1后,有效生产时间明显延长,日产油量明显提高,取得了良好的生产效果。     

海上油田微生物驱油体系的建立及效果评价

针对渤海某稠油油藏地层条件及基础菌群特征,筛选有效激活剂,激活地层中有益微生物菌群,并筛选功能菌群进行地面发酵后回注,以弥补无空气注入导致的近井地带好氧区微生物代谢活动的不足。由于海上油田注采强度大,为了避免营养药剂随注入水过早采出,影响微生物繁殖,创新性地建立了营养凝胶体系,以增大营养组分滞留时间,从而激活油藏深部微生物。通过室内岩心驱替试验优化了营养凝胶和微生物驱剂的段塞大小,二者共同作用下可提高采收率18.4%,目标试验区微生物驱油应用潜力较高。     

一剂双效稠油降黏剂的制备与性能评价

为获得耐温抗盐和降黏效果良好的稠油降黏剂,以油酸、N,N-二甲基-1,3-丙二胺、1,3-丙磺酸内酯为原料制备了磺基甜菜碱表面活性剂YJN-1,既能作为油溶性降黏剂又能作为乳化降黏剂,具有一剂双效的功能。研究了YJN-1加量和温度对稠油的降黏效果,考察了YJN-1作为乳化降黏剂时的耐温抗盐性。结果表明,作为油溶性降黏剂时,在50℃、0.5%的加量下,YJN-1对新疆和胜利稠油的降黏率约为91%,降黏效果优于部分商品降黏剂;作为乳化降黏剂时,在50℃下,0.15%的YJN-1对两种稠油的乳化降黏率约为99%;乳液能自动破乳脱水,脱水率为96.4%～98.2%。YJN-1具有良好的耐温抗盐性能,抗盐达85 g/L,耐温达160℃,耐温抗盐和降黏效果良好。图6表4参20     

EVALUATING METHOD OF THE INJECTOR-PRODUCER CONNECTIVITY BY KALMAN FILTERING

准确判断注采并之间的连通性,在改善注入流体驱替效率和指导调剖堵水作业等方面具有重要意义.对于注采井系统,注入井的注入信息反馈为采油井的产出信息,这一过程可以近似为脉冲响应过程,从而可以建立注采井脉冲响应模型对注采井系统进行描述.以生产动态资料为基础,利用集合卡尔曼滤波方法对脉冲响应模型响应关系进行计算,可以得到注采井之间随时间动态变化的响应关系,即注采井连通度,从而实现注采井连通性动态跟踪评价.示踪剂对比分析结果表明,该评价方法体系具有一定的实用性和可靠性,可以有效地进行注采井连通性动态跟踪评价.