降黏剂及其施工工艺对火驱稠...油藏注采井间快速连通的影响_亓树成.pdf
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1、大庆石油地质与开发 Petroleum Geology Oilfield Development in Daqing2023 年 4 月 第 42 卷第 2 期Apr.,2023Vol.42 No.2DOI:10.19597/J.ISSN.1000-3754.202203018降黏剂及其施工工艺对火驱稠油油藏注采井间快速连通的影响亓树成 彭小强 郝红永 李雅 严印强 左鹏(中国石油新疆油田公司实验检测研究院,新疆 克拉玛依834000)摘要:针对火驱试验区注采井之间连通性差的问题,利用一维火驱物模装置,通过采用“梯次浓度注入降黏剂+脉冲式注气压力调节”等工艺措施,初步探索了火驱试验区注采井之间
2、快速连通的方法。同时,基于油藏中稠油与降黏剂实际作用原理,建立了一种用于评价筛选降黏剂性能的方法,该方法能准确、快速地筛选出适合现场的降黏剂。实验结果表明:在25 条件下,水溶性降黏剂降黏性能优于油溶性降黏剂,其中3#(丙烯酸类聚合物)水溶性降黏剂降黏性能最佳,在40 和60 时降黏率分别达到52.3%、61.2%,油溶性降黏剂耐温性能更好,而采用注采井两端双向注入降黏剂的方法能加快注采井之间的连通。研究成果可为火驱生产提供理论支撑和技术支持。关键词:火驱;稠油;降黏剂;注采连通性;梯次浓度注入;脉冲式压力调节中图分类号:TE357 文献标识码:A 文章编号:1000-3754(2023)02
3、-0086-05Influence of viscosity reducer and its operation technique on rapid injectorproducer connection in insitu combustion heavy oil reservoirsQI Shucheng,PENG Xiaoqiang,HAO Hongyong,LI Ya,YAN Yinqiang,ZUO Peng(Experiment and Detection Research Institute of PetroChina Xinjiang Oilfield Company,Kar
4、amay 834000,China)Abstract:Aiming at the problem of poor connectivity between injectors and producers of in-situ combustion test area,the method of rapid injector-producer connectivity in the in-situ combustion test area is preliminarily explored by using 1D physical simulation instruments of in-sit
5、u combustion and adopting techniques of“echelon concentration injection viscosity reducer+pulse gas injection pressure adjustment”.Based on actual principle of heavy oil and viscosity reducer in reservoir,a method for evaluating and screening viscosity reducer performance is established,which can ac
6、curately and quickly screen viscosity reducers suitable for field application.The experimental results show that at 25,the viscosity reduction performance of water-soluble viscosity reducer is better than that of oil-soluble viscosity reducer,among which 3#(acrylic polymer)water-soluble viscosity re
7、ducer is the best,52.3%and 61.2%at 40 and 60 respectively.Oil-soluble viscosity reducer has better temperature resistance,and two-way injection of viscosity reducer at both ends of injectors and producers can speed up the injector-producer connection.The research provides theoretical and technical s
8、upport for in-situ combustion production.Key words:in-situ combustion;heavy oil;viscosity reducer;injector-producer connectivity;echelon concentration injection;pulse-type pressure regulation收稿日期:2022-03-07 改回日期:2022-06-20基金项目:国家科技重大专项“大型油气田及煤层气开发”(2016ZX05012-003)。第一作者:亓树成,男,1976年生,硕士,工程师,从事稠油火驱开发研
9、究。E-mail:第 42 卷 第 2 期亓树成 等:降黏剂及其施工工艺对火驱稠油油藏注采井间快速连通的影响0引言经过几十年的石油开发,中国大部分油田已经进入开发中后期,油田生产面临可待开采原油储量降低、采出原油含水率高、开采技术难度及成本逐年提高等问题,尤其是在具有大面积稠油油区的新疆油田,这些问题更突出13。新疆油田大多数稠油区块进入蒸汽热采中后期,热采开发效果差,化学驱及复合驱等三采技术在新疆稠油开发运用方面尚未成熟,油田急待寻求能进一步大幅度提高采收率的接替技术。火烧油层(火驱)主要是通过向注入井连续注入空气,通过引燃油藏前段稠油形成稳定燃烧及火线,并释放出大量的热和气体,从而将未燃烧
10、的原油加热,驱替至生产井,最终达到开采稠油的目的。火驱稠油开发技术大量使用了空气和水2种经济、易获取的资源,均适宜用在稠油、稀油油藏,因此具有较为广阔的应用前景。注气井、生产井和井间介质等要素构成了火驱基本的注采体系,其中注气井和生产井之间连通性是否良好,严重影响着火驱油藏燃烧的效果。注采井间连通性好,通气顺畅则有助于油藏燃烧完全,形成有效油气通道,有利于原油被驱替至生产井产出,因此快速提高注采井间的连通性是提高火驱稠油开采效率的先决条件,也是火驱技术实施前评价的重要指标之一。近年来,在国内外油田针对油藏注采井间的连通,主要采用蒸汽预热和压裂(水力压裂、酸化压裂)2 种方式48,其中蒸汽吞吐因
11、其具有操作简便、见效快等优点而被广泛应用,但经长期实践证明:蒸汽吞吐对于储量较大、(超)高黏度、非均质性岩层的稠油油藏注采井间的连通,使用效果并不理想。因此探究出一种适合于多年开发后稠油油藏注采井间的快速连通方法十分必要。目前,新疆红浅火驱区块正在开展火驱工业化,由于该区块为多年开采过后的稠油废弃油藏,近年来在生产过程中遇到较多生产技术性难题,如:现场生产时效低、火线推进不均、注采井间连通性差等问题,其中注采井间不连通、连通性差是火驱试验区亟待解决的生产技术问题之一。另外,在国内外文献中有关火驱注采井间连通方面的研究鲜有报道,为此本文依托火驱一维燃烧管模拟装置,通过采用“梯次浓度注入降黏剂+脉
12、冲式注气压力调节”等工艺措施,探究了火驱注采井间快速连通的方法。1实验仪器和材料1.1实验仪器一维火驱物理模拟装置由空气压缩机、储气罐、流量计、燃烧管、气体分析仪及数据采集箱等组成(图 1),其中燃烧管是一根内径 8 cm、长120 cm 的金属管,燃烧管上方布置 19 个热电偶引出口,装置可以实时监测燃烧过程中沿程燃烧温度、沿程压力、产出气体组分、产出液体动态及组分等参数。图1一维火驱物理模拟装置示意Fig.1 Sketch of 1D physical simulation instruments for in-situ combustion872023 年大庆石油地质与开发降黏剂性能评价
13、装置由空气压缩机、反应容器、加药泵及原油注入泵等组成,见图2。1.2实验材料新疆油田红浅火驱试验区,稠油黏度(25)为65 015 mPas,含水率为23.3%。降黏剂:1#为丙烯酸类聚合物(油溶性),2#为咪唑类(油溶性),3#为三元共缩聚型乳化(水溶性),4#为非离子型乳化(水溶性),5#为非离子阴离子复合型乳化(水溶性),6#为磺酸盐类乳化(水溶性)。岩心的制备:为了最大限度模拟地下油藏环境,在燃烧管内填充油砂时充分利用现场油砂含有的自胶结物质(胶质和沥青质等),油砂填充经过“粉碎、筛滤、加温(60,20 min 后)、压紧成型”4个步骤完成。燃烧管内油砂填充后,在60 条件下泵注入稠油
14、 2 150 mL 至饱和,并计算出岩心稠油饱和度为70%,岩心孔隙度为40%。2实验方案2.1降黏剂性能评价原理及步骤目前油田稠油降黏上大多使用水溶性类降黏剂,属于乳化型降黏体系。传统的稠油降黏剂性能评价方法是:在原油乳状液中加入一定质量分数的降黏剂,在强搅拌(剪切力)作用下,使降黏剂分子胶束围绕在稠油与水界面上,使原油与原油内摩擦力转变成水与水之间的摩擦力,从而大幅提高原油流动性能915。由于降黏剂对稠油乳状液的降黏作用需要一定的剪切力才能最大限度地发挥降黏剂的性能,但是在实际地下油藏中原油与药剂以“挤压接触”形式相互作用,而通过剪切力达到降黏的目的较难实现,因此传统方法上评价筛选出的降黏
15、剂并不能真实反映出其在实际工况中的降黏性能。降 黏 剂 性 能 评 价 容 器 内 注 入 原 油 体 积1 000 mL,总加药量为原油体积的 10%(100 mL),设定温度为 25,具体操作:在盛有 1 000 mL 稠油的容器内,注入 10 mL降黏剂,调压至 1 MPa憋注 10 min 后停压,加注 20 mL 降黏剂加压至 2 MPa憋注 10 min 后停压,加注 30 mL 降黏剂调压至1 MPa 憋注 10 min 停压,加注 40 mL 降黏剂加压至2 MPa憋注 10 min后打开出口阀排液,通过对比容器内未添加和添加降黏剂的稠油全部排出的时间,计算降黏率,公式为=t0
16、-t1t0 100%(1)式中:降黏率,%;t0未添加降黏剂稠油流出罐体时间,s;t1添加降黏剂稠油流出罐体时间,s。2.2注采两端连通评价标准目前在新疆油田红浅火驱试验区,已点火成功且燃烧工况稳定的井共有 38 口,将现场各采出井出口压力为注气井注入压力的 50%70%作为注采两端连通评价标准。因此结合火驱现场生产实际,在室内实验中将一维燃烧管进口注气压力设定为2 MPa,出 口 压 力 为 60%的 注 气 进 口 压 力(1.2 MPa)时,判断为已连通。2.3降黏剂注入施工工艺分别采用注气端单向和注采两端双向实施“梯次浓度注入降黏剂+脉冲式注气压力调节”的工艺措施。2.3.1单向注入降
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