论文部分内容阅读
[摘 要]化学吞吐技术是在多年化学驱油机理研究基础上并结合蒸汽吞吐提出的一项注化学剂开采稠油的新工艺。它是向油层中注入大量的化学吞吐液，该吞吐液可将稠油乳化成低粘度的水包油型乳化液，降低油水界面张力和毛细管阻力，激发深部稠油的流动，还可改善油层岩石表面的润湿性，预防和解除近井地带由于重质有机物沉积造成的堵塞，从而提高油井产量和泵效，同时利用化学吞吐剂对油层岩石表面的吸附和润湿作用，延长化学吞吐降粘的有效期。
[关键词]化学吞吐； 稠油； 采油阶段； 乳化降粘
中图分类号：TE355 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）15-0369-01
1）工艺过程
①注入阶段 与其他常规油井措施类似，首先将化学吞吐液大排量注人油层中；一般采用高压泥浆泵注入，单井挤注量视油层厚度和油层物性而定。
②关井浸泡（闷井）阶段 考虑到化学吞吐液吸附和润湿油层岩石表面，降低原油粘度和油水界面张力，解除近井地带堵塞需要一定的时间，关井12—24h后方可开井生产。
③采油阶段 油井开井生产后，首先回采一部分化学吞吐液，然后产油。由于降低了近井地带油层的表皮系数和油水界面张力，改善了油层岩石表面的润湿性，初期低粘度的稠油乳状液迅速被采出，由此激励了深部稠油的流动，使采油速度加快，产量升高。
2）增产机理
①乳化降粘启动稠油流动增产机理 由于注入油层的化学吞吐液具有乳化降粘作用，它使得井下稠油乳化成三相微乳液或水包油乳状液体系。经实验测定，该乳状液的粘度可降低至10mPa.s以下，从而使稠油的流动性能大大增强；但由于近井地带原油的粘度大幅度降低，近井地带的压力降必然减小，井筒周围的泄油半径增加，较深部位的稠油得以启动，更容易从地层流向井筒。
②解堵增产机理 化学吞吐液可溶解沉积在近井地带的重质有机物，达到疏通油流通道、降低流动阻力的目的。此外，吸附滞留在地层孔隙中的化学吞吐剂还具有预防胶质沥青质沉积的作用，它可延长解堵增产的有效期。
③降低油水界面张力增产机理 化学吞吐剂溶液可使油水界面张力降至超低，即能显著降低毛细管力、流体粘滞力，提高洗油效率，使油滴能在较小的压差下通过较小的喉道。实验测定表明，化学吞吐型溶液可使油水间界面张力最低降至1μN.m-1。岩芯模拟实验也表明，该处理液具有很强的驱油能力。
④改善油层岩石表面润湿性增产机理 原油中的重质组份对油层岩石表面润湿性影响很大，常常使岩石表面变成亲油表面，降低油相渗透率，导致产量下降。化学吞吐液进入油层后，随着油水界面张力的降低，极易洗脱岩石表面的亲油膜，使岩石表面从亲油表面转变为亲水表面，从而提高油相渗透率，使油井产量升高。
3）利用化学剂进行吞吐主要有以下形式：
①单纯的化学剂吞吐，主要用于新井或多轮次蒸汽吞吐的井。新井油层含油饱和度高，初期注汽压力高、注入量少，蒸汽注入未开采的稠油油层时，注入区和加热区是短而宽而不是窄而长的，所以驱替效果相对较差。如先用化学剂进行吞吐，将近井地带的稠油采出，在地下形成一定的“空间”，可为注汽开采提供良好的条件。在多轮次注汽井，由于蒸汽的突进，稠油中的轻质成份大量挥发，油气流度比加大，注汽效果变差，采收率降低。如将化学剂与蒸汽同时使用或单独使用化学剂，可改变流度比，提高注蒸汽的效果，从而提高采收率。
②注汽前或在两轮注汽之间注入化学剂，可延长注汽的有效周期。在每轮注汽的后期，地层温度下降，含水降低，原油粘度相应升高，注入化学剂可形成水包油乳状液，破坏已形成的油包水乳状液，从而延长注汽周期，提高该吞吐周期的产量。
③在注汽后的采油过程中，在井简内加入化学剂，可降低稠油粘度，提高稠油流动性，从而提高泵效，提高产量。
化学吞吐技术目前在国内外还处于开始应用阶段，国外这方面的研究报道很少，而国内这方面的研究、现场应用则较多[18-24]，且取得了很好的现场应用经验。如中科院渗流流体力学研究所，在1991年便开始稠油化学吞吐方面的研究，并于1992年在大港油田进行了国内第1口单井化学吞吐试验，且取得了成功。后又在胜利油田的纯梁油田金9-19-6井进行了现场实验，也取得了成功。日产油由作业前的0.2吨上升到1.4吨，累计增油64吨[1]。
华北油田应用HB-1吞吐液对京705井进行了化学吞吐现场试验，该井为砂岩油藏，完钻井深1580m，人工井底1552m。生产井段：1496.4-1526.6m，共8小层，打开油层6.4m。油层综合渗透率359μm2，地层温度530C。原始地层压力12.9Mpa。原油含蜡量21.7%。该井1992年5月投产，初期产油量13.7t/d，但产量递减快。作业前，日均产液4.1t，日均产油仅0.17t。化学吞吐后，该井增产增油效果明显。到目前为止，我们共记录了作业后近三个月的生产数据，并将它和作业前一个月的生产情况作对比分析。化学吞吐前一个月，累积产液161m3，日均产液5.3m3；吞吐后第一月，累积产液280m3，日均产液9.3m3；第二月累积产液260m3，日均产液8.6m3；第三月累积产液286m3，日均产液9.5m3，分别比吞吐前增加74%、61%和78%，增产效果明显。从产油量上来看，吞吐前日均产油0.17m3；吞吐后三个月日均产油量分别为1.67m3 、1.22m3、1.60m3，分别是吞吐前的9.8倍、7.2倍和9.4倍，增油效果十分显著[21]。
该项技术对油层条件要求不高，工艺简单，作业成本低，见效快，经济效益好，尤其将化学吞吐与蒸汽吞吐相结合，对提高稠油采收率效果更好。
目前国内用到的化学吞吐剂有环烷酸盐、石油磺酸盐、HB-1、TTY-A、TTY-B[19]、LHY-1[20]等。
参考文献
[1] 中国石油学会石油大学篇.石油技术词典：北京石油工业出版社，1996.
[2] 中國石油天然气总公司劳资局采油工.北京：石油出版社，1995.
[3] 采油技术手册.北京：石油工业出版社，1996.
[关键词]化学吞吐； 稠油； 采油阶段； 乳化降粘
中图分类号：TE355 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）15-0369-01
1）工艺过程
①注入阶段 与其他常规油井措施类似，首先将化学吞吐液大排量注人油层中；一般采用高压泥浆泵注入，单井挤注量视油层厚度和油层物性而定。
②关井浸泡（闷井）阶段 考虑到化学吞吐液吸附和润湿油层岩石表面，降低原油粘度和油水界面张力，解除近井地带堵塞需要一定的时间，关井12—24h后方可开井生产。
③采油阶段 油井开井生产后，首先回采一部分化学吞吐液，然后产油。由于降低了近井地带油层的表皮系数和油水界面张力，改善了油层岩石表面的润湿性，初期低粘度的稠油乳状液迅速被采出，由此激励了深部稠油的流动，使采油速度加快，产量升高。
2）增产机理
①乳化降粘启动稠油流动增产机理 由于注入油层的化学吞吐液具有乳化降粘作用，它使得井下稠油乳化成三相微乳液或水包油乳状液体系。经实验测定，该乳状液的粘度可降低至10mPa.s以下，从而使稠油的流动性能大大增强；但由于近井地带原油的粘度大幅度降低，近井地带的压力降必然减小，井筒周围的泄油半径增加，较深部位的稠油得以启动，更容易从地层流向井筒。
②解堵增产机理 化学吞吐液可溶解沉积在近井地带的重质有机物，达到疏通油流通道、降低流动阻力的目的。此外，吸附滞留在地层孔隙中的化学吞吐剂还具有预防胶质沥青质沉积的作用，它可延长解堵增产的有效期。
③降低油水界面张力增产机理 化学吞吐剂溶液可使油水界面张力降至超低，即能显著降低毛细管力、流体粘滞力，提高洗油效率，使油滴能在较小的压差下通过较小的喉道。实验测定表明，化学吞吐型溶液可使油水间界面张力最低降至1μN.m-1。岩芯模拟实验也表明，该处理液具有很强的驱油能力。
④改善油层岩石表面润湿性增产机理 原油中的重质组份对油层岩石表面润湿性影响很大，常常使岩石表面变成亲油表面，降低油相渗透率，导致产量下降。化学吞吐液进入油层后，随着油水界面张力的降低，极易洗脱岩石表面的亲油膜，使岩石表面从亲油表面转变为亲水表面，从而提高油相渗透率，使油井产量升高。
3）利用化学剂进行吞吐主要有以下形式：
①单纯的化学剂吞吐，主要用于新井或多轮次蒸汽吞吐的井。新井油层含油饱和度高，初期注汽压力高、注入量少，蒸汽注入未开采的稠油油层时，注入区和加热区是短而宽而不是窄而长的，所以驱替效果相对较差。如先用化学剂进行吞吐，将近井地带的稠油采出，在地下形成一定的“空间”，可为注汽开采提供良好的条件。在多轮次注汽井，由于蒸汽的突进，稠油中的轻质成份大量挥发，油气流度比加大，注汽效果变差，采收率降低。如将化学剂与蒸汽同时使用或单独使用化学剂，可改变流度比，提高注蒸汽的效果，从而提高采收率。
②注汽前或在两轮注汽之间注入化学剂，可延长注汽的有效周期。在每轮注汽的后期，地层温度下降，含水降低，原油粘度相应升高，注入化学剂可形成水包油乳状液，破坏已形成的油包水乳状液，从而延长注汽周期，提高该吞吐周期的产量。
③在注汽后的采油过程中，在井简内加入化学剂，可降低稠油粘度，提高稠油流动性，从而提高泵效，提高产量。
化学吞吐技术目前在国内外还处于开始应用阶段，国外这方面的研究报道很少，而国内这方面的研究、现场应用则较多[18-24]，且取得了很好的现场应用经验。如中科院渗流流体力学研究所，在1991年便开始稠油化学吞吐方面的研究，并于1992年在大港油田进行了国内第1口单井化学吞吐试验，且取得了成功。后又在胜利油田的纯梁油田金9-19-6井进行了现场实验，也取得了成功。日产油由作业前的0.2吨上升到1.4吨，累计增油64吨[1]。
华北油田应用HB-1吞吐液对京705井进行了化学吞吐现场试验，该井为砂岩油藏，完钻井深1580m，人工井底1552m。生产井段：1496.4-1526.6m，共8小层，打开油层6.4m。油层综合渗透率359μm2，地层温度530C。原始地层压力12.9Mpa。原油含蜡量21.7%。该井1992年5月投产，初期产油量13.7t/d，但产量递减快。作业前，日均产液4.1t，日均产油仅0.17t。化学吞吐后，该井增产增油效果明显。到目前为止，我们共记录了作业后近三个月的生产数据，并将它和作业前一个月的生产情况作对比分析。化学吞吐前一个月，累积产液161m3，日均产液5.3m3；吞吐后第一月，累积产液280m3，日均产液9.3m3；第二月累积产液260m3，日均产液8.6m3；第三月累积产液286m3，日均产液9.5m3，分别比吞吐前增加74%、61%和78%，增产效果明显。从产油量上来看，吞吐前日均产油0.17m3；吞吐后三个月日均产油量分别为1.67m3 、1.22m3、1.60m3，分别是吞吐前的9.8倍、7.2倍和9.4倍，增油效果十分显著[21]。
该项技术对油层条件要求不高，工艺简单，作业成本低，见效快，经济效益好，尤其将化学吞吐与蒸汽吞吐相结合，对提高稠油采收率效果更好。
目前国内用到的化学吞吐剂有环烷酸盐、石油磺酸盐、HB-1、TTY-A、TTY-B[19]、LHY-1[20]等。
参考文献
[1] 中国石油学会石油大学篇.石油技术词典：北京石油工业出版社，1996.
[2] 中國石油天然气总公司劳资局采油工.北京：石油出版社，1995.
[3] 采油技术手册.北京：石油工业出版社，1996.