氮氣化學(xué)輔助吞吐工藝技術(shù)

孔東勝 彭富更 張永平 張建軍 雷洲 張紅梅 河南油田采油二廠

氮氣化學(xué)輔助吞吐工藝技術(shù)

孔東勝 彭富更 張永平 張建軍 雷洲 張紅梅 河南油田采油二廠

河南油田稠油油藏開發(fā)過程中暴露出的問題主要有高輪次吞吐后回采水率低、注汽開采成本較高等。分別選擇三種不同類型黏度的稠油、特超稠油、超稠油原油進行降黏實驗。氮氣輔助蒸汽吞吐地質(zhì)模擬實驗表明，氮氣、蒸汽最佳混注比例25∶1～45∶1范圍內(nèi)，注入時機在3～7周期效果最佳。氮氣量優(yōu)化設(shè)計時應(yīng)考慮油層條件、采出程度、吞吐周期等因素。

稠油；蒸汽吞吐；注氮氣；降黏劑

河南油田稠油油藏開發(fā)過程中暴露出的問題主要有高輪次吞吐后回采水率低，地下存水增多，原油產(chǎn)量下降，套管變形或損壞數(shù)量增加，低產(chǎn)低效井增多，開發(fā)效果差，注汽開采成本高等，需要提高油井采收率，以改善開發(fā)效果。

1 技術(shù)原理

（1）氮氣的性質(zhì)。氮氣具有導(dǎo)熱系數(shù)（0.024 75 W/m·K）低，比熱容大，化學(xué)性質(zhì)不活躍，不易與碳氫化合物發(fā)生反應(yīng)，在水中溶解度低的特點，且來源廣，在稠油熱采中得到廣泛應(yīng)用。

（2）氮氣提高吞吐效果機理。氮氣導(dǎo)熱系數(shù)低，油井在注蒸汽時，通過向油井油套環(huán)形空間注入氮氣驅(qū)替出導(dǎo)熱系數(shù)高的水，降低注汽時熱損失。測井?dāng)?shù)據(jù)表明，井筒注入氮氣后，井底干度上升，套管溫度降低，熱損失率下降。注蒸汽的同時，注入非凝結(jié)性氮氣，提高了地層壓力。當(dāng)油井開抽時，氮氣體積膨脹，注入地層中的氮氣反向流入井內(nèi)，使油水返排，起到助排的作用，從而增加了油井產(chǎn)量。

（3）氮氣結(jié)合化學(xué)降黏劑輔助蒸汽吞吐作用原理。蒸汽在稠油熱采中起著主導(dǎo)作用。注氮氣有助于降低熱損失，補充地層能量，提高油層動用程度。氮氣結(jié)合化學(xué)降黏劑輔助蒸汽吞能把氮氣助排、原油降黏、蒸汽降黏有機結(jié)合，形成合力，起到增加地層能量、降低原油黏度，擴大蒸汽波及體積的目的，從而達到提高原油采收率的效果。

2 室內(nèi)研究

（1）化學(xué)降黏劑的降黏能力。分別選擇3種不同類型黏度的稠油、特超稠油、超稠油原油進行降黏實驗，油水比為7：3，降黏劑加入后濃度為3‰，在溫度為50℃時進行旋轉(zhuǎn)黏度測試。實驗結(jié)果表明，原油黏度大大降低，有的甚至降到100mPa·s以下，所選兩種降黏劑對這3種原油的降黏率均能達到97%以上，能夠滿足原油降黏的需要。

（2）化學(xué)降黏劑的熱穩(wěn)定。將裝有化學(xué)降黏劑溶液的耐溫耐壓密封容器放入馬弗爐中，300℃下恒溫一周后取出進行降黏實驗。實驗結(jié)果表明：與原來降黏率相比，兩種降黏劑的降黏率略有降低，但仍能達到95%以上，說明該降黏劑有較強的熱穩(wěn)定性。

（3）破乳劑脫水評價。取稠油聯(lián)合站的原油進行破乳劑脫水實驗。結(jié)果表明，破乳劑平均脫水率在92%以上，脫出水清，呈乳白色，脫出水平均含油量在80 mg/L以下，說明該化學(xué)降黏劑不影響原油的后續(xù)脫水，與破乳劑的配伍性好。

（4）氮氣輔助蒸汽吞吐工藝中注入時機及混注比。根據(jù)河南油田工程院做的氮氣輔助蒸汽吞吐地質(zhì)模擬實驗，氮氣、蒸汽最佳混注比例25∶1～45∶1范圍內(nèi)，注入時機在3～7周期效果最佳。氮氣量優(yōu)化設(shè)計時應(yīng)考慮油層條件、采出程度、吞吐周期等因素。

3 結(jié)論

（1）試驗所選擇的化學(xué)降黏劑能夠承受300℃的高溫，穩(wěn)定性好，降黏能力強，與現(xiàn)用破乳劑的配伍性好，不影響采出原油的后續(xù)脫水處理。

（2）化學(xué)降黏劑用量按蒸汽作用油層半徑、油層厚度、油層孔隙度等綜合確定，氮氣量按平均混注比30∶1，結(jié)合油層條件、采出情況進化優(yōu)化設(shè)計。

（3）氮氣結(jié)合化學(xué)降黏輔助吞吐措施結(jié)了合氮氣助排和化學(xué)降黏的雙重作用，平均單井增油100 t以上，增油效果明顯，經(jīng)濟效益良好，是提高高周期吞吐效果的有效技術(shù)手段。

（欄目主持楊軍）

10.3969/j.issn.1006-6896.2014.2.016