胜利油田超稠油蒸汽驱汽窜控制技术

针对超稠油油藏蒸汽驱过程中汽窜严重的问题,开展室内蒸汽驱汽窜控制技术研究,将氮气泡沫与热固性堵剂相结合封堵汽窜,热固性堵剂封堵大孔道,氮气泡沫调整蒸汽的吸汽剖面。优化后的泡沫剂体系300℃阻力因子达到30以上,且对低含油饱和度区域具有选择性封堵作用,适用于超稠油油藏条件下高渗透带的封堵;热固性堵剂在静态120℃可4 h形成固结,150℃可2h有效固结,在蒸汽动态驱替过程中可形成有效封堵。利用双岩心管开展堵调工艺评价研究,结果表明,采用热固性堵剂和氮气泡沫相结合的封堵汽窜方式比单纯应用氮气泡沫提高采收率5.7%,驱替效率整体达到60.8%。2011年在单56超稠油藏进行现场实施,措施后综合含水下降10.2%,生产井井口温度下降15℃,井组日产油量增加28 t以上,单轮次措施有效期198 d,措施增油2 562 t,效果明显。

中深层稠油油藏化学辅助蒸汽驱三维物理模拟与应用

胜利油田稠油油藏由于埋深和边底水的影响,油藏压力无法降低到5 MPa以下再进行蒸汽驱,一般转驱压力为7 MPa。为进一步提高蒸汽驱的实施效果,利用室内实验研究了化学辅助驱方式进一步提高采收率。以胜利油田孤岛油田Ng5层位直井反九点井网为原型开展物理模拟研究。通过对比单纯蒸汽驱、化学辅助蒸汽驱等不同方式提高采收率的幅度,对泡沫剂、驱油剂不同注入方式进行对比分析,并确定现场实施方式。室内实验研究结果表明:采用"先调后驱"的化学辅助蒸汽驱方式,可以在蒸汽驱的基础上进一步提高采收率;高温驱油剂的主要作用是提高蒸汽前沿热水带洗油效率,高温泡沫的主要作用是调整蒸汽剖面,增加波及体积,提高热利用率。现场实际应用表明,化学辅助蒸汽驱是高压稠油油藏转蒸汽驱可行的开发方式。

耐高温高效泡沫体系TH-1的研制及应用

针对胜利油田稠油油藏多轮次吞吐后期蒸汽汽窜、指进及重力超覆的矛盾 ,进行了高温泡沫封堵调剖技术研究 .主要包括高温泡沫剂配方的筛选及其高温封堵调剖剂性能评价 ,并对气液比、Na Cl含量、泡沫体系浓度对发泡的影响进行了研究 .研究结果表明 ,所研制的泡沫体系在 2 5 0℃ ,阻力因子≥ 1 5 .0时 ,对蒸汽调剖具有良好的封堵调剖性能 .该体系在胜利油田注蒸汽吞吐井应用中取得了良好的效果 .

热复合化学方法改善极强敏感性稠油油藏开发效果机理

胜利油田极强水敏性稠油油藏主要分布在金家油田,储量在2 000×104 t以上,该类油藏水敏指数在0.9以上,单纯注蒸汽热采开发效果差,无法实现有效动用。笔者针对以上矛盾,开展了热复合化学方法开采技术研究。利用金家油田真实岩心开展了不同驱替方式条件下热复合化学方法岩心驱油效率评价实验,利用X衍射、扫描电镜、铸体薄片、压汞实验研究了蒸汽+高温防膨剂、蒸汽+高效驱油剂、蒸汽+高效驱油剂+高温缩膨剂不同驱替方式下岩心黏土矿物组分变化、黏土在孔喉分布状态、孔喉半径分布规律、驱替效率。研究结果表明,蒸汽+高温驱油剂+高温缩膨剂的热复合化学驱替方式可促进蒙脱石向伊利石的转变,同时溶蚀部分高岭石,大幅度提高油藏孔喉渗流通道,形成大的"热蚯孔",大幅度提高敏感性稠油油藏的渗透率和驱替效率。

胜利油田超稠油油藏蒸汽驱三维物理模拟与应用

针对胜利油田单56区块油藏条件,利用蒸汽驱三维物理模拟装置,开展了20%、40%、60%蒸汽干度条件下反九点井网超稠油油藏蒸汽驱实验。分析了单井及井组生产动态,并在蒸汽驱的基础上研究了采用氮气泡沫的方式改善超稠油蒸汽驱的开发效果。实验结果表明,超稠油油藏汽窜较为严重,综合含水上升较快,蒸汽腔发育不均匀;边井生产效果较好,角井温度场发育较差,产液量和产油量较低,对井组贡献率较低。通过提高蒸汽干度可以有效提高蒸汽驱阶段的采收率,当注入油藏蒸汽干度从20%提高到60%,蒸汽驱阶段的采出程度提高19.86%。段塞注入0.093PV的泡沫体系时,蒸汽汽窜得到有效抑制,边井产液量和综合含水均出现明显下降,角井温度场开始发育,角井产液量和产油量显著增加,阶段综合含水下降7%,提高采收率15%以上。通过提高蒸汽干度和辅助氮气泡沫调剖工艺,超稠油油藏可以转为蒸汽驱进一步提高采收率。

泡沫体系改善草20区块多轮次吞吐热采开发效果技术研究

针对草20区块存在产油量低、油气比低、含水高、开发经济效益差以及蒸汽在高渗透带无效窜流的问题,开展了高温泡沫改善多轮次吞吐稠油热采油藏开发效果的技术研究,在室内研制出了适用于310℃的FCY复合泡沫体系,分析了影响FCY复合泡沫体系性能的因素,确定了该泡沫体系的适用范围。通过管式模型和二维模型评价了不同注入时机、注入方式提高多轮次吞吐采收率的程度,确定氮气发泡剂混注为最佳现场注入方式。胜利油田草 20区块实施氮气泡沫辅助蒸汽吞吐试验8井次,单井日增油0．8-6．2 t,截至2005年5月,8口生产井累计增油 3 843 t。室内研究和现场试验表明,高温复合泡沫体系可有效改善热采稠油油藏吞吐开发效果,是进一步提高稠油热采油藏采收率的有效手段。

石油磺酸盐复配体系在胜利油田稠油热采中的应用研究

胜利油田稠油热采主要采用蒸汽吞吐的方式。其中新开发稠油区块注汽压力高、注汽干度低和老区多轮次吞吐后采收率低、油汽比低是影响热采效果的主要因素。油水之间的高界面张力导致蒸汽驱替效率低是多轮次吞吐后开发效果变差的主要原因之一。针对以上问题开展石油磺酸盐复配体系提高稠油开发效果室内研究。对石油磺酸盐复配体系配方进行优化研究。通过高温岩心驱替试验研究磺酸盐复配体系降低注汽压力的能力。研究石油磺酸盐复配体系提高注入蒸汽驱替效率和岩心采收率的能力。研究不同注入方式对提高采收率的影响。研究结果表明。石油磺酸盐体系可有效降低蒸汽注入压力。提高驱替效率和岩心采收率。2004年在胜利油田单家寺油田、孤岛油田、孤东油田现场应用12井次。单井降低注汔压力0．5～2.6MPa．周期采油量增加190～480t．截至2004年底已累计增油4600t。

伴蒸汽注化学剂提高采收率的室内研究

稠油区块经过多轮次蒸汽吞吐之后出现油汽比低、含水高的问题。伴蒸汽注入氮气和泡沫剂可以调整注汽剖面、提高波及效率、降低井间汽窜 ;伴蒸汽注入驱油剂可以提高注入蒸汽的驱油效率 ,提高剩余油采收率。通过室内实验研究 ,筛选出适合伴蒸汽注入的泡沫剂和驱油剂 ,对注入工艺和注入参数进行了优化研究。室内实验表明 ,伴蒸汽注入化学剂是提高稠油油藏采收率的有效手段。

利用泡沫改善稠油热采油藏多轮次吞吐后开发效果的技术研究

稠油热采油藏伴随着吞吐周期的增加,生产效果变差,表现为周期产油量大幅降低,含水高,油汽比低。为此开展了伴蒸汽注入泡沫体系提高多轮次吞吐后开发效果技术研究。对多孔介质条件下影响泡沫体系封堵调剖性能的因素(温度、矿化度、气液比、浓度)进行了研究;利用一维物模试验和二维物模试验对泡沫体系提高多轮次吞吐后稠油开发效果进行室内研究;对泡沫体系注入时机、注入方式进行研究;对不同方式提高采收率和降低产出液含水率进行对比。室内研究和现场试验表明,高温复合泡沫体系可有效改善多轮次吞吐后稠油油藏开发效果,是进一步提高稠油热采油藏采收率的有效手段。

稠油乳化降粘剂S-5的研制及应用

针对注蒸汽开采稠油油藏过程中存在的问题,研制出耐高温高效稠油乳化降粘剂S-5,并对其提高注汽采油效果进行了研究。结果表明,伴蒸汽注入S-5可明显降低开发初期注汽压力,提高蒸汽驱替效率,降低产出液中含水量,提高注汽周期的产油量及油汽比。将降粘剂S-5用于井筒降粘,可有效提高稠油井产量,解决井筒举升困难的问题。该项技术在胜利油田和大港油田推广应用后,取得了良好的经济效益。

稠油注蒸汽高温降碱剂JJ-9的性能及应用

探讨了注蒸汽过程中蒸汽凝析液的强碱性对碱敏油藏造成较大伤害的原因。对研制的降碱剂JJ-8和JJ-9的高温腐蚀性进行了评价;分析了反应时间和反应温度对降碱剂JJ-9腐蚀速率的影响;优化了降碱剂的注入方式。结果表明,降碱剂JJ-9在高温条件下腐蚀性很低,N80试片的腐蚀速率为2 mg／m2·h以下;JJ-9用量为0.2％就可以将蒸汽凝析液的pH降低到9以下;现场应用时将JJ-8作为前置液,JJ-9伴蒸汽注入的优化注入方式,可持续降低蒸汽凝析液的碱性,效果良好。

高温复合泡沫体系提高胜利油田稠油热采开发效果

地层非均质性使得稠油油藏注蒸汽多轮次吞吐开采后期开发效果变差。伴蒸汽注入氮气和泡沫剂可有效提高蒸汽的波及效率和驱替效率,改善稠油热采的开发效果。针对胜利油田稠油油藏特点,研制了一种新型高温复合泡沫剂FCY(该泡沫剂在310℃、气液比1∶1条件下阻力因子达到20以上),并研究了温度、矿化度、剩余油饱和度对其封堵效率的影响。FCY体系提高稠油油藏采收率实验表明:FCY泡沫剂可有效降低油水界面张力,提高注入蒸汽的驱替效率;伴蒸汽注入FCY体系可以提高稠油油藏采收率,降低含水率;氮气和泡沫剂合注为最佳注入方式。胜利油田现场应用证明,高温复合泡沫体系FCY可有效改善热采稠油油藏吞吐开发效果,封堵大孔道,防止汽窜。

气液界面特性对泡沫稳定性影响研究

泡沫稳定性是影响泡沫驱实施效果的核心因素之一。通过对泡沫携液能力、动态表面张力、黏弹模量、半衰期、发泡量的测试对影响泡沫稳定性因素进行研究,确定影响泡沫体系稳定性的因素;利用管式模型对泡沫体系在多孔介质中再生能力进行测试,研究再生能力、泡沫稳定性之间关系。结果表明,黏弹模量同泡沫稳定性具有线性关系,泡沫稳定性同其再生能力并不是一一对应关系,泡沫在多孔介质条件下的再生能力是影响泡沫驱效果的首要关键因素。在进行泡沫驱泡沫剂优选中应对其在多孔介质中再生能力和泡沫稳定性进行综合考虑。

用化学方法改进稠油开采效果的技术

胜利桩西油田桩斜 139井 (生产井段 192 0 .0～ 1930 .0m)原油粘度高 ,6 5℃ (地层温度 )下 2 1Pa·s,5 0℃ (井口温度 )下 6 0Pa·s,采用蒸汽吞吐法开采 ,需电热杆加热才能实施井筒机械举升。新开发的乳化降粘剂SB 2为≥ 2 5 %的溶液 ,主剂为阴离子表面活性剂。在室内实验中 ,体积比 7∶3的原油与含SB 2 1.4× 10 4～ 3.0× 10 4mg/L ,矿化度 1.5× 10 4mg/L ,含Ca2 + +M2 + 1.0× 10 3 mg/L的水形成的乳状液 ,5 0℃粘度≤ 2 0 0mPa·s ,可稳定存在数周至数月 ;使用矿化度 <1.0× 10 4mg/L的油田污水 ,SB 2用量 2 .0× 10 4mg/L ,油水体积比 6 5∶35时乳化降粘效果最好 ,乳状液在 6 0℃可稳定存在 12～ 2 4h。通过油套环空将SB 2加入桩斜 139井泵下 ,产出液含水 36 %～4 0 % ,加入量为产液量的 1.1%时产出液井口粘度 15～ 2 5mPa·s,加入量为 0 .2 3%时井口粘度 70mPa·s ,抽油机上下行电流稳定 (6 8和 4 8A)。此后加热杆停止加热 ,将SB 2加量降止 0 .12 % 。

表面活性剂疏水链长对高温下泡沫稳定性的影响

选用不同疏水链长的α-烯烃磺酸盐(AOS)形成泡沫,分别用泡沫衰减法和泡沫岩芯封堵法测定不同温度下的泡沫稳定性,并采用动态表面张力、界面流变、分子模拟等方法研究了表面活性剂在气/液界面的吸附行为和界面吸附层的性质,分析了高温下泡沫的稳定机制.实验结果表明,在高温下,极性头的'锚定作用'减弱,表面活性剂疏水链难以在气液界面保持以直立状态吸附,疏水链碳数大于20的表面活性剂分子难以分立吸附,其疏水链相互交叉缠绕,增强了泡沫膜的强度,减缓了气体通过液膜的扩散,形成的泡沫在高温下具有较好的稳定性.

双亲催化剂作用超稠油水热裂解降黏机理研究

合成双亲催化剂,200℃与超稠油反应后,降黏率达96.26%。通过气相色谱仪、元素分析仪、分子量测定仪、红外光谱仪及核磁共振波谱仪对反应前后稠油的物化性质进行分析。结果表明,反应后稠油胶质与沥青质含量减小,稠油分子量下降,沥青质分子量降低幅度最大;稠油及其重质组分的氢碳原子比增加,硫的含量减小。稠油发生水热裂解反应的同时,存在沥青质的聚合反应,沥青质的裂解在降黏反应中起到了关键的作用;双亲催化剂促进了水热裂解反应,同时抑制了聚合反应;双亲型催化降黏剂携带的具有活性催化功能的离子协同高温水作用于分子中的C-S、C-N、C-O、C-C及C=S、C=O、C=N、C=S等键,使其发生系列链的断裂、加氢、开环、成环、脱硫等反应,促进了稠油黏度的降低,稠油及其重质组分的氢碳原子比增加,稠油的品质得到一定程度的改善。

油藏内源微生物演替规律及其对驱油效果的影响

利用长岩心连续动态驱替实验模拟现场微生物驱油过程,通过高通量测序及荧光定量PCR技术定量描述物模驱出液菌群结构、多样性指数及驱油功能细菌浓度的动态变化规律,并分析生物特征动态变化规律与含水率变化之间的对应关系。结果表明:激活剂多轮次段塞注入方式下,内源菌群呈现连续动态演替变化,菌群结构趋于简单化,多样性指数逐渐降低,不动杆菌、厌氧小杆菌及甲烷嗜热杆菌逐渐成为群落中的优势菌属;内源总细菌浓度及驱油功能细菌浓度随激活剂的注入逐渐升高,在时间尺度上存在明显的好氧、兼性及厌氧驱油功能菌级联激活规律,厌氧产甲烷古菌激活时整个代谢链被启动,驱油效率最高;在兼性及厌氧驱油功能细菌浓度提高2个数量级后,产出液细菌群落多样性指数与含水率变化之间存在明显的相关性,可以作为内源微生物驱油生物特征指标,指导内源微生物驱油现场效果的分析及方案的针对性调整。

泡沫改善间歇蒸汽驱开发效果

间歇蒸汽驱是提高稠油热采区块采收率的有效方式,伴随着汽驱轮次的增加,注汽井同生产井之间出现严重汽窜,导致生产效果急剧变差,为此,进行了高温泡沫封堵蒸汽汽窜提高蒸汽驱采出程度研究。利用蒸汽驱物理模拟装置、高温界面张力仪对适用于不同温度的泡沫剂驱替性能、界面张力进行评价,确定不同泡沫剂最佳作用温度;对现场注入气液比、注入方式进行优化研究,确定现场施工方式。研究表明,FCYL和FCYH组合注入效果优于单注一种泡沫剂,伴蒸汽注入氮气泡沫剂后驱替效率提高30个百分点。2004年在胜利油田单56-10-X8间歇蒸汽驱井组实施高温泡沫改善开发效果现场试验,现场应用表明,高温复合泡沫体系可大幅度改善间歇蒸汽驱热采稠油油藏开发效果,是进一步提高稠油热采油藏采收率的有效手段。

纳米镍催化剂对胜利超稠油水热裂解降黏的影响

利用微乳液法合成纳米镍催化剂,采用透射电镜对其进行表征,在200℃时对超稠油进行水热裂解催化反应,通过气相色谱仪、元素分析仪、相对分子质量测定仪、红外光谱仪对反应前后稠油的物化性质进行分析。结果表明:水热裂解催化反应后,超稠油降黏率达90.36%,稠油胶质与沥青质含量减少,稠油相对分子质量下降,沥青质相对分子质量降低幅度最大;反应后稠油及其重质组分的氢碳原子数比增加,硫与氮含量减少,氧含量增加;稠油发生水热裂解反应的同时,存在沥青质的聚合反应,沥青质的裂解在降黏反应中起到了关键的作用;纳米镍催化剂促进了水热裂解反应,同时抑制了聚合反应;纳米镍催化剂协同作用使高温水与稠油发生反应,产生具有表面活性的醇类、酚类、羧酸类等物质,导致反应后稠油含氧量增加,黏度降低。

生物表面活性剂/碱复配体系的界面性能及对原油采收率的影响

本文以油-水界面张力为指标,考察了碳酸钠质量分数（WNa2O3）在0.0％～1.2％时,鼠李糖脂（RL）和槐糖脂（SL）两种糖脂类生物表面活性剂复配体系的界面性能,进而通过岩芯驱替模拟实验考察具有不同界面性能的复配体系对胜利原油的驱替效果.结果表明,WNa2CO3≥0.2％时和WNa2CO3≥0.6％时,RL/SL/Na2CO3复配体系动态界面张力和平衡界面张力即可分别达到超低界面张力数量级范围.模拟岩芯驱替实验结果表明,复配体系动态界面张力最低值达到超低界面张力时,胜利原油的采收率可显著提高22.80％～30.30％.同时,RL/SL/Na2CO3复配驱油体系提高原油采收率较单独Na2CO3驱油体系高2倍左右,表明RL/SL/Na2CO3复配后在提高原油采收率方面具有协同增效作用.