CY/GCS-1粉煤灰調(diào)剖劑的研制與應(yīng)用

馬道詳,強(qiáng) 星,蔣 莉,紀(jì)善良

(1.中國石化河南油田分公司第二采油廠2.中國石化河南油田分公司石油工程技術(shù)研究院)

CY/GCS-1粉煤灰調(diào)剖劑的研制與應(yīng)用

馬道詳1,強(qiáng) 星1,蔣 莉2,紀(jì)善良1

(1.中國石化河南油田分公司第二采油廠2.中國石化河南油田分公司石油工程技術(shù)研究院)

通過粉煤灰原料篩選、配方優(yōu)化、樣品性能測(cè)試一系列環(huán)節(jié),結(jié)合大量室內(nèi)實(shí)驗(yàn),研制出具有良好安全性、可泵性和封堵性的CY/GCS-1粉煤灰高溫調(diào)剖劑。截至目前CY/GCS-1粉煤灰調(diào)剖劑在現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用28井次,取得較好的調(diào)剖效果,而且開展粉煤灰調(diào)剖充分利用了75t/h燃煤鍋爐粉煤灰資源,大大降低了調(diào)剖劑的成本,取得了降本增效的雙重效果。

粉煤灰;調(diào)剖劑研制 ;應(yīng)用效果

目前,河南油田共有熱采井1500口,汽竄井達(dá)516口,占熱采井的1/3,而且還有明顯加劇的趨勢(shì)。汽竄從原來的單向竄、單層竄發(fā)展到目前的層內(nèi)向多井竄、雙向竄、層間竄發(fā)展,汽竄井排水期明顯增長(zhǎng)(長(zhǎng)達(dá)30～40天),因汽竄造成的熱損失可達(dá)注入熱能的40%～70%。由于熱能的損失,汽竄井加熱體積減小,周期產(chǎn)油量降低,油井吞吐效果變差,嚴(yán)重影響了河南油田稠油采收率的提高。因此,耐高溫?zé)岵烧{(diào)剖體系完善以及油井汽竄治理已迫在眉睫。

隨著稠油油田燃煤鍋爐不斷增加,特別是75t/h燃煤鍋爐投入運(yùn)行,每天可產(chǎn)生70～80t粉煤灰,因此開展粉煤灰調(diào)剖劑的研制,可充分利用這部分資源,變廢為寶,可大幅降低調(diào)剖劑的成本。

1 耐高溫粉煤灰調(diào)剖劑的研制[1-3]

1.1 調(diào)剖劑的研制原則

以粉煤灰等無機(jī)顆粒為主體,與添加劑復(fù)配組合,研制具有良好耐溫性、封堵性和施工安全性的調(diào)剖劑。

1.2 粉煤灰調(diào)剖劑性能的要求

熱采井調(diào)剖的主要目的是封堵高滲層或汽竄通道,改善吸汽剖面,提高注入蒸汽的波及體積,達(dá)到提高采收率的目的。在調(diào)剖劑研制過程中,要求調(diào)剖劑必須具有良好的耐溫性和封堵性能。同時(shí),為保證施工安全,確保調(diào)剖劑注入過程中不在井筒凝固,還需要一定的初凝時(shí)間。具體指標(biāo)要求:①耐溫性 ≥300℃;②封堵率 ≥95%;③初凝時(shí)間 ≥8小時(shí)。

1.3 粉煤灰調(diào)剖劑原料的篩選

通過對(duì)聯(lián)合站清出的地層砂進(jìn)行粒度分析,砂子粒徑主要集中在105μm左右,結(jié)合地層孔喉半徑等參數(shù),在選擇粉煤灰原料時(shí),通過大量實(shí)驗(yàn)研究計(jì)算,將粉煤灰調(diào)剖劑的粒徑確定在50μm以下,并根據(jù)不同油藏特點(diǎn),適當(dāng)調(diào)整粉煤灰粒度,從而確保粉煤灰調(diào)剖劑能順利進(jìn)入地層虧空大孔道,避免或減少對(duì)地層低滲透帶造成污染,同時(shí)對(duì)封堵大孔道提供了一定的選擇性。

1.4 主劑和助劑的配比優(yōu)化

1.4.1 預(yù)設(shè)配方

經(jīng)過大量的室內(nèi)實(shí)驗(yàn),按照耐溫≥300℃、封堵率≥95% 、初凝時(shí)間 ≥8h,懸浮穩(wěn)定性好和成本低廉易得的原則,預(yù)設(shè)了八組配比。粉煤灰含量25%～60%、助劑A含量:10%～45% 、其它助劑30%～35%(表1)。其中,助劑A主要起稠化作用,助劑B主要起增稠作用,助劑 C主要起懸浮穩(wěn)定作用。

表1 粉煤灰調(diào)剖劑預(yù)設(shè)配方

1.4.2 初凝時(shí)間優(yōu)化

實(shí)驗(yàn)按表2所設(shè)定各組分濃度測(cè)定了八個(gè)配方條件下的初凝時(shí)間。

表2 各預(yù)設(shè)配方的初凝時(shí)間

通過對(duì)比分析,初步選用3號(hào)配方作為粉煤灰調(diào)剖劑的基本配方,在此基礎(chǔ)上對(duì)粉煤灰調(diào)剖劑的懸浮性、流動(dòng)性、耐溫性、配液濃度及密度、封堵率等指標(biāo)進(jìn)行優(yōu)選測(cè)定,以確定粉煤灰調(diào)剖劑構(gòu)成。

1.4.3 懸浮劑用量?jī)?yōu)選

試驗(yàn)在粉煤灰調(diào)剖劑濃度30%、溫度35℃條件下,通過調(diào)整懸浮劑濃度來改變析水率,達(dá)到改善調(diào)剖液的可泵性能和封堵性能的目的。

從表3可以看出當(dāng)懸浮劑濃度為溶液濃度的0.2%時(shí)調(diào)剖液析水率基本穩(wěn)定,再提高懸浮劑濃度對(duì)降低析水率作用變小,因此優(yōu)選懸浮劑濃度為0.2%。

表3 不同濃度懸浮劑粉煤灰調(diào)剖劑的析水率

1.5 調(diào)剖劑性能評(píng)價(jià)

1.5.1 流動(dòng)性

流動(dòng)性即可泵性,在懸浮劑濃度一定的情況下,用旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)測(cè)定不同濃度粉煤灰調(diào)剖劑溶液的粘度。見表4。

表4 不同濃度粉煤灰調(diào)剖劑溶液的粘度(溫度35℃)

通過對(duì)比分析看出濃度在小于或等于40%粉煤灰調(diào)剖劑溶液的粘度較低,流動(dòng)性(可泵性)好,可滿足調(diào)剖施工的要求。

1.5.2 粉煤灰調(diào)剖劑耐溫性

對(duì)已確定的粉煤灰調(diào)剖劑進(jìn)行耐溫實(shí)驗(yàn),要求調(diào)剖劑在300℃條件下失重率小于或等于5%。

測(cè)試方法:稱取100g粉煤灰調(diào)剖劑放入馬釜爐內(nèi),在300℃條件下烘烤至恒重,稱重,計(jì)算失重率。實(shí)驗(yàn)測(cè)得該粉煤灰調(diào)剖劑失重率為0.45%,耐溫性能好。

1.5.3 粉煤灰調(diào)剖劑溶液的密度

對(duì)確定配方的粉煤灰調(diào)剖劑配制不同濃度的溶液,測(cè)定其密度。見表5。

表5 不同濃度粉煤灰調(diào)剖劑溶液的密度

當(dāng)密度在1.20左右時(shí),調(diào)剖劑具有良好的可泵性,有利于現(xiàn)場(chǎng)施工,可以看出濃度在25%～40%的粉煤灰調(diào)剖劑溶液的密度較為合適。

1.5.4 粒度分布測(cè)試

通過對(duì)確定的調(diào)剖劑樣品粒度分布測(cè)試分析,其測(cè)試結(jié)果與之前的試驗(yàn)結(jié)果相符,實(shí)驗(yàn)最終測(cè)得粒度中值為33.47μm。

1.5.5 稠化實(shí)驗(yàn)

參照 GB10238-1998的規(guī)定,當(dāng)稠度達(dá)到30 BC為初凝。實(shí)驗(yàn)最終測(cè)得在80℃、6MPa下8小時(shí)稠度為10BC,滿足初凝時(shí)間大于或等于8小時(shí)的要求,具有良好的施工安全性。

1.5.6 粉煤灰調(diào)剖劑的封堵率

通過對(duì)粉煤灰調(diào)剖劑封堵率測(cè)試的室內(nèi)實(shí)驗(yàn)可以看出:粉煤灰調(diào)剖劑在室內(nèi)實(shí)驗(yàn)中平均封堵率達(dá)到99.957%,具有較高的封堵率。見表6。

表6 粉煤灰調(diào)剖劑封堵率測(cè)試表

2 現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用效果

截止到2010年6月,CY/GCS-1粉煤灰調(diào)剖劑現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用28井次,工藝成功率100%,調(diào)剖前共有汽竄通道69條,其中11條因組合注汽無法評(píng)價(jià)外,有效封堵汽竄通道36條,汽竄減弱14條,未能封堵8條,現(xiàn)場(chǎng)封堵率86%,累計(jì)增油3909t,平均井組周期增油139.6t,周期油汽比上升0.02,大幅度提高了油層動(dòng)用程度,見到了較好的增產(chǎn)效果。

典型井例:井樓油田L(fēng)963井于2009年6月3日調(diào)剖,井組累計(jì)周期增油250t,油汽比提高 0.06,該井調(diào)剖后表現(xiàn)出以下三個(gè)特點(diǎn):

(1)吸汽剖面得到了改善,油層吸汽能力增強(qiáng)。井口平均注入壓力由4.9MPa上升至5.5MPa,說明動(dòng)用厚度增大了,有新層開始吸汽。見圖1。

圖1 L963井注氣壓力曲線

(2)排水周期縮短,由 66天下降到 5天;峰值產(chǎn)液、產(chǎn)油量增高,分別由 12.9t、3.2t上升到 26.9t、9.4t;高峰穩(wěn)產(chǎn)期持續(xù)時(shí)間長(zhǎng),達(dá)21天之久。說明汽竄通道得到了有效封堵,擴(kuò)大了蒸汽波及體積。見圖2。

圖2 L963井生產(chǎn)曲線

(3)井組日產(chǎn)液量上升,日產(chǎn)油上升,含水下降,開發(fā)效果明顯改善。該井組調(diào)剖后日產(chǎn)液量由16.7t上升到37.2t,日產(chǎn)油量由2.3t上升到10.1t,綜合含水由85.2%下降到72.8%,增產(chǎn)效果明顯。見圖3。

3 結(jié)論與認(rèn)識(shí)

(1)研制的粉煤灰調(diào)剖劑各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)均已達(dá)到要求,擁有良好的耐高溫性能,可泵性好,初凝時(shí)間長(zhǎng),進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)后未發(fā)生一次堵井事故,安全性能高,成本低廉。

(2)采用粉煤灰調(diào)剖劑調(diào)剖后油井注氣壓力上升,鄰井汽竄通道減少,說明有較好的封堵效果。

(3)井組調(diào)剖后日產(chǎn)液、日產(chǎn)油量上升,含水率下降,平均單井次增油140噸,具有較好的增產(chǎn)效果。

[1] 何德文 劉喜林.熱采井高溫調(diào)剖技術(shù)的研究與應(yīng)用[J].特種油氣藏,1996,(3):52-55

[2] 王雷緒余倩.稠油熱采井封堵調(diào)技術(shù)研究[J].石油鉆采工藝,2001,23(6):42-45

[3] 劉正奎,李鐵恒,張雁龍,等.低成本高溫調(diào)剖劑的研究與應(yīng)用[J].石油地質(zhì)與工程,2009,23(1):107-109

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編輯:李金華

TE357

A

2010-09-08

馬道詳,工程師1962年生,2008年畢業(yè)于重慶科技學(xué)院石油工程專業(yè),一直從事油田開發(fā)技術(shù)工作。

1673-8217(2010)06-0122-03