氮?dú)馀菽z調(diào)剖技術(shù)在曙光油田的應(yīng)用

李峻宇

摘 要：目前曙光油田以稠油開(kāi)發(fā)為主，蒸汽吞吐是目前主要的開(kāi)發(fā)方式。目前稠油開(kāi)采油藏壓力較低、相鄰井汽竄嚴(yán)重，氮?dú)馀菽z調(diào)剖技術(shù)可以起到改善采出液的流動(dòng)性，提高深層稠油低壓低速區(qū)塊的采收率的效果，目前該技術(shù)在曙光地區(qū)應(yīng)用效果良好。

關(guān)鍵詞：曙光油田; 蒸汽吞吐; 調(diào)剖; 提高采收率

前言：

自曙光油田興隆臺(tái)油藏投入開(kāi)發(fā)以來(lái)，井間汽竄問(wèn)題就成為制約油田開(kāi)發(fā)的主要矛盾，隨著開(kāi)發(fā)規(guī)模的擴(kuò)大，油井吞吐輪次的增加，汽竄矛盾更為突出，對(duì)產(chǎn)量的影響日趨嚴(yán)重，汽竄干擾因其不可避免性已成為超稠油開(kāi)發(fā)的主要矛盾。針對(duì)汽竄問(wèn)題，一般采用暫堵調(diào)剖措施，利用耐高溫的化學(xué)堵劑，注汽前擠入油層，堵劑在地層條件下固化后，達(dá)到減緩汽竄、擴(kuò)大注入蒸汽波及體積的目的。但隨著開(kāi)發(fā)的不斷深入，其局限性也逐漸顯現(xiàn)，針對(duì)興隆臺(tái)油藏開(kāi)發(fā)中的汽竄矛盾，以及暫堵調(diào)剖技術(shù)的局限性，氮?dú)馀菽z調(diào)剖技術(shù)就是在注汽前將氮?dú)馀c可發(fā)泡凝膠注入地層，凝膠在氮?dú)獾淖饔孟滦纬膳菽z，通過(guò)賈敏效應(yīng)優(yōu)先進(jìn)入高滲透層。由于凝膠的固泡作用，以及凝膠本身的封堵強(qiáng)度和耐溫性，使泡沫凝膠的調(diào)剖有效期大大延長(zhǎng)，提高了注汽開(kāi)發(fā)的效果。

1氮?dú)馀菽z調(diào)剖技術(shù)

1.1機(jī)理

氮?dú)馀菽z調(diào)剖技術(shù)即氮?dú)? 泡沫凝膠調(diào)剖， 其調(diào)剖劑泡沫凝膠是由強(qiáng)凝膠調(diào)剖劑、耐高溫發(fā)泡劑和高溫防乳破乳劑混配組成， 在施工時(shí)， 與氮?dú)庠诰诨旌献⑷耄?藥劑在氮?dú)獾淖饔孟拢?在地層里形成泡沫凝膠， 泡沫凝膠與孔隙發(fā)生賈敏效應(yīng)， 起到堵塞孔道的作用， 改變蒸汽驅(qū)替方向， 提高波及體積， 改善層內(nèi)層間吸汽不均的矛盾。同時(shí)泡沫凝膠在蒸汽的作用下被破壞后， 不會(huì)對(duì)油層造成污染， 其成份中的發(fā)泡劑和高溫防乳破乳劑能夠降低原油粘度、防止形成油包水并改變巖石的潤(rùn)濕性， 在與氮?dú)饩C合作用， 有效地提高驅(qū)油效率和油井的返排能力， 從而提高蒸汽吞吐效果。

2主要研究?jī)?nèi)容

泡沫凝膠調(diào)剖體系由氮?dú)?、可發(fā)泡凝膠體等組成，通過(guò)氮?dú)?、蒸汽、泡沫凝膠、高效驅(qū)油劑的一系列物理化學(xué)變化和氣- 液、液- 液、氣- 固的界面綜合作用，提高深層稠油低壓低速區(qū)塊的采收率。

2.1研制泡沫發(fā)生器，提高泡沫凝膠發(fā)泡體積

獲取高質(zhì)量泡沫凝膠的重要條件除了優(yōu)選泡沫凝膠體系配方、合適的氣液化、穩(wěn)定的氣體和液體排量等因素外，還應(yīng)該設(shè)計(jì)配套的結(jié)構(gòu)合理、性能穩(wěn)定的泡沫凝膠發(fā)生器。泡沫流體是液體呈連續(xù)相、氣體呈分散相的液包氣乳化液。泡沫質(zhì)量的好壞主要取決于發(fā)泡體積的大小、穩(wěn)定時(shí)問(wèn)的長(zhǎng)短、抗污染抗高溫能力的強(qiáng)弱等。而氣液的混合程度、泡沫直徑的大小及泡沫均勻程度等對(duì)發(fā)泡體積和穩(wěn)定性均有重要影響。產(chǎn)生泡沫流體的專用設(shè)備-泡沫發(fā)生器是提高氣液混合程度的重要設(shè)備，根據(jù)作業(yè)特點(diǎn)的需要，配制好的液體、氣體（空氣或氮?dú)獾龋?、表面活性劑等按比例要求混合，通過(guò)泡沫發(fā)生器的作用而形成均勻致密的泡沫流體。目前廣泛研究和應(yīng)用的泡沫發(fā)生器包括渦輪式/旋流式泡沫發(fā)生器、螺旋式泡沫發(fā)生器、孔隙式泡沫發(fā)生器、同心管式泡沫發(fā)生器和擋板式泡沫發(fā)生器。

泡沫凝膠調(diào)堵作用業(yè)中，注入液體是聚合物、交聯(lián)劑、起泡劑及其它助劑的混合液體，注入氣體一般為氮?dú)?。氣液混合物在起泡劑作用形成聚合物增?qiáng)的泡沫液，在地層中聚合物交聯(lián)形成泡沫凝膠。聚合物溶液本身的高粘度會(huì)降低氣體與聚合物溶液的混合程度，影響泡沫凝膠的發(fā)泡體積及泡沫的大小和均勻程度。這種聚合物增強(qiáng)的泡沫的混合發(fā)泡與常規(guī)泡沫有所不同，主要體現(xiàn)在：（1）凝膠由于聚合物溶液剪切變稀的非牛頓特性，易發(fā)生機(jī)械降解;（2）聚合物溶液與氣體混合程度低、速度慢，如何在有限注入時(shí)間內(nèi)提高聚合物溶液與氣體的混合程度是聚合物增強(qiáng)泡沫發(fā)泡的關(guān)鍵。根據(jù)不同泡沫發(fā)生器的作用機(jī)理，螺旋式、孔隙式、同心管和擋板式泡沫發(fā)生器雖然能夠提高氣體與液體混合程度，但均容易造成聚合物溶液的機(jī)械降解，無(wú)法應(yīng)用泡沫凝膠的發(fā)泡。只有渦輪式/旋流式泡沫發(fā)生器適合于聚合物增強(qiáng)泡沫的發(fā)泡。渦輪式泡沫發(fā)生器渦輪組件的結(jié)構(gòu)類似于渦輪鉆具中的定子和轉(zhuǎn)子，流道的面積、形狀及方向均有較大的變化，提高了流體速度及變化的頻率;氣體、液體及表面活性劑流經(jīng)不同的噴嘴注入，大大增加了氣液充分混和、碰撞、擠壓的機(jī)會(huì)，提高了發(fā)泡效率。此類發(fā)泡器的特點(diǎn)是發(fā)泡效率高，性能穩(wěn)定。

2.2氮?dú)馀菽z配方優(yōu)選與控制

在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行氮?dú)馀菽z調(diào)堵措施時(shí)，控制泡沫凝膠中的液相性質(zhì)，調(diào)整氣體向液相中的擴(kuò)散速度，對(duì)于保持泡沫凝膠的穩(wěn)定性和封堵能力是非常重要的。在泡沫凝膠體系中，凝膠的主要作用是依靠成膠后的強(qiáng)度來(lái)減緩體系所形成泡沫的半衰期，同時(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)吸汽大孔道的高選擇性封堵，因此要求其具備良好的成膠黏度以及高溫狀態(tài)下的高封堵率和穩(wěn)定性。通過(guò)室內(nèi)成膠試驗(yàn)、穩(wěn)定性試驗(yàn)，所選凝膠主要由聚丙烯酰胺、有機(jī)交聯(lián)劑、耐高溫油溶性樹(shù)脂及熱穩(wěn)定劑等組成。通過(guò)對(duì)相關(guān)成分的使用控制，可以高強(qiáng)度的泡沫凝膠，可有效封堵注汽大孔道，實(shí)現(xiàn)調(diào)剖效果， 減緩汽竄對(duì)注汽效果和后期產(chǎn)量的影響。因此，所選發(fā)泡劑在高溫條件下，應(yīng)具有發(fā)泡體積大、泡沫半衰期長(zhǎng)、界面張力大等特點(diǎn)以提高封堵效果。

3結(jié)論及認(rèn)識(shí)

該技術(shù)可有效封堵汽竄大孔道，減緩汽竄影響，調(diào)整蒸汽流向，改善吸汽剖面，大幅提升剩余稠油的開(kāi)發(fā)水平;該技術(shù)將氮?dú)鈴椥则?qū)動(dòng)、凝膠體系封堵、表面活性劑驅(qū)油三項(xiàng)技術(shù)有機(jī)結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了整體工藝創(chuàng)新;新型泡沫發(fā)生器的應(yīng)用及藥劑配方的動(dòng)態(tài)調(diào)整，提高了措施效果及適用性;現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用表明，該技術(shù)可有效改善油井吸汽剖面、減緩汽竄影響，增加原油產(chǎn)量。

參考文獻(xiàn)：

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