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稠油开采新思绪 热采技能不再是首选

  蒸汽吞吐(TSS)被认为是目前最有效的稠油开采方法,但是,该方法存在着注汽波及范围低和开发后期效能下降的问题。为了改善这些问题,本文提出了几种解决方法:将蒸汽热采和物理化学增产技术进行结合,以及使用“冷采”技术,如热致成胶驱油体系等。

  在俄罗斯,难开发油藏的数量正不断增加。易采储量只占所有勘探储量的三分之一,而难采储量却占到了67%。其中,难采储量的13%是稠油,36%是低渗透性储层油气。另外,重质稠油储量是轻质稀油储量的几倍。因此,在俄罗斯,重质稠油油藏的开发得到了越来越多的关注。

  为了高效的开发重质稠油油藏、增加石油产量,迫切需要一些提高采收率的新型综合性技术。这里提到的新技术结合了注热水、注蒸汽和物理化学等基本增产措施,不仅提高了储层的波及系数和洗油效率,还改善了油藏的开发效果。

  近年来,蒸汽驱、蒸汽吞吐及蒸汽辅助重力泄油(SAGD)等热采方法是应用最为广泛的提高稠油采收率的方法。蒸汽吞吐法与物理化学方法相结合可有效提高油藏的开采效率,尤其是采用了热致成胶驱油体系后,提高了注入蒸汽的油藏波及范围,可驱替出更多的原油。

  该方法原理可以表述如下:油藏自身的能量或注入热载体的能量可以就地产生“智能化”的化学体系(例如,溶胶、凝胶、表面活性剂溶液、控制碱度的缓冲体系等)。这种化学体系可以在很长时间内保持稳定,并可根据油藏的复杂属性进行自我调节,使其达到最佳驱油效果。

  为了提高稠油油藏/高粘油藏开发后期的采收率以及蒸汽驱和蒸汽吞吐的效率,研究者们提出了一种新的三采技术来代替热蒸汽驱和物理化学(基于表面活性剂的体系)等增产措施,该技术可在地下油藏原地产生二氧化碳和碱性缓冲溶液。

  另外,该技术已在俄罗斯Usinsk油田一口长期注蒸汽的井进行了现场应用,其可使含水率下降10~20%,产油速度提高了40%。除此之外,中国辽河油田的一口蒸汽吞吐井采用该技术之后,产油量增长了1.8~2.3倍,油井的生产寿命延长了3~5个月,原油粘度下降了3倍。

  这些新型的增产方法中最主要的就是凝胶技术,因为它可以通过水驱提高储层波及系数。在地面,热致成胶体系的粘度很低,接近水;而在油藏温度较高的条件下,它们即可转化为纳米凝胶。凝胶体系的形成依靠的是热能,无需添加额外的交联剂。

  热蒸汽驱和物理化学的联合增产方法在中国和俄罗斯的稠油油田进行了现场试验。在中国应用结果为:单井产油速度增加了3~24吨/天,每口处理井的原油产量增加了980吨。对油藏进行地球物理模拟,可显示出注入凝胶体系前后的渗流通道的变化,结果还显示,蒸汽吞吐提高了油藏的波及系数。

  俄罗斯Usinsk油田41口蒸汽注入井注入该凝胶体系之后,产油速度增加了4~30吨/天,含水率下降了5~20%。

  为提高生产井中所注入的热蒸汽/热水和蒸汽吞吐的影响范围,研发出一种凝胶+表面活性剂的复合驱油体系,可改善原油粘度。该体系可利用储层热量或是注入的热蒸汽/热水,在原地产生“智能化”的化学体系。这种化学体系由表面活性剂和碱性缓冲溶液组成,可在较长时间内保持稳定,并且可自行调节性能,这一特性有利于原油驱替。

  该体系含有铵盐和尿素,其在油藏中可生成二氧化碳和氨基缓冲溶液,同时可产生具有胶体化学性质的表面活性剂(对驱油非常有利),并能够适应各种不同浓度、地层水矿化度和温度条件的地层。该体系可降低原油粘度、降低界面张力、抑制粘土膨胀、增加储层流体的流动性,从而能够提高驱油效率。

  由于在体系中加入了交联剂,所以体系的粘度有所增加。体系中的表面活性剂既可导流又可驱油,增大了波及系数和驱油效率,因此,它可以提高TSS的增产效率。

  Usinsk油田注入凝胶+表面活性剂体系前后的产油量和产油速度的变化曲线日,在Usinsk油田的5口注蒸汽井中注入了凝胶+表面活性剂体系,注入量为80~110立方米,且现场用于制备凝胶体系和注入凝胶体系的设备均为标准油田设备。通过对实施效果进行监测发现:在注入该凝胶体系的3个月后,增产效果非常明显(上图)。

  若要在20~40°C的温度条件下,除了使用TTS方法来提高高粘原油的采收率,还可以使用凝胶和溶胶体系以及由表面活性剂、无机缓冲溶液、粘度可控的多元醇组成的碱性或酸性驱油体系。这些方法适合具有高矿化度地层和低凝固点(20−60°C)的油藏。石油圈原创

  除TSS方法之外,为了提高高粘油藏的采收率,研究者们提出了“冷采”这一增产技术,该技术类似于蒸汽吞吐。将试剂以段塞形式注入生产井,紧接着注水,然后关井7~14天后,再开井生产,原油以低粘度乳状液的形式产出。进行完第一轮开采后,下一轮则应先注入段塞试剂,然后注水,关井后再开井生产。

  本文介绍的技术均进行了现场应用,并取得了良好的应用效果,但是,其进行商业应用前还需进行更多的现场试验。

  如果油藏区域足够大,推荐使用凝胶/溶胶形成体系来改变渗流通道,提采效果会更加显著。

  目前,提高原油采收率、增强原油产量的 “冷采”技术被认为是非常有前景的技术,它们不仅在试验区取得了良好的应用效果,而且在大多数井中都可灵活的、选择性的使用这些技术。此外,该技术适于进行循环应用(即循环注试剂进行增产,类似于蒸汽吞吐,但不需要对注入流体进行加热)。

  这些全新的综合技术将注水/注蒸汽与物理化学方法进行结合,若将该技术进行大规模的商业应用,可将其用于油藏开发的后期,来增加稠油油田的盈利,或者将其用于提高难开发油藏(稠油油藏、高粘油藏和北极地区油藏)的产油量。

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