高温气体驱油剂在超稠油中的应用

高温气体驱油剂在超稠油中的应用
顾凡
【摘要】高温气体驱油剂是由尿素、催化剂、表面活性剂、聚合物等物质复配而成,该技术主要是利用注入到地层内的化学驱油体系,在地层条件下发生反应生成的CO2气体、及其反应生成物、表面活性剂的协同效应,达到提高蒸汽波及体积和提高驱油效率的作用,提高油井产量.
【期刊名称】《内蒙古石油化工》
【年(卷),期】2015(000)010
【总页数】2页(P146-147)
【关键词】高温气体驱油剂;表面活性剂;聚合物;调剖;驱油效率
【作者】顾凡
【作者单位】中油辽河油田公司勘探开发研究院,辽宁盘锦124010
【正文语种】中文
【中图分类】TE345
曙一区超稠油井经过十多年开发，大部分蒸汽吞吐井开采已进入中后期，平均轮次在10轮以上，暴露出来油层动用不均，地层压力下降、地层亏空加大、地层存水增多等矛盾，从而导致超稠油高轮次井周期产量、油汽比逐轮下降，使蒸汽吞吐效果逐轮变差。

针对上述影响超稠油蒸汽吞吐开采效果变差的因素，近几年成功研究的三元复合吞吐技术、蒸汽吞吐添加剂等技术，利用气体增压、助排、降粘、调剖
等综合作用对改善高轮井的吞吐效果发挥了重要的作用，但这些措施在油井连续实施3-4轮以后增产效果重新下降，为了进一步提高超稠油高轮井蒸汽吞吐效果，
有必要对这类利用气体增压、化学助排辅助蒸汽吞吐的增产技术进行进一步完善。

为此研制开发了高温气体驱油剂技术来解决稠油吞吐中、后期开采效果变差这一难题。

高温气体驱油剂是由尿素、催化剂、表面活性剂、聚合物等物质复配而成。

利用催化剂增加CO2气体溶解度，加入聚合物既起到稳定泡沫体系又增加调剖功能。

它的增产机理是依靠释放出CO2气体能够提高地层压力，补充地层能量。

溶液中的聚合物、表面活性剂、CO2能够形成大量、稳定的泡沫，在地层内形成贾敏效应，对地层具有一定的暂堵作用。

高温气体驱油剂生成的CO2与表面活性剂形成很好的驱油体系。

通过大量模拟试验得知：CO2-碱-表面活性剂体系对超稠油的驱油率达到10%以上。

该项目实施可以较好地改善超稠油井的蒸汽吞吐效果，提高油井
周期产量和油汽比。

1 主要机理
1.1 调剖作用
高温气体驱油剂是由尿素与硝石、表面活性剂、聚合物组成。

在施工过程中，连续向地层注入高温气体驱油剂溶液，该溶液优先进入高渗透层，并且在地层热能作用下发生化学反应，释放出CO2和NH3。

溶液中的聚合物、表面活性剂、CO2能
够形成大量、稳定的泡沫屏障，堵塞高渗透率地层，以这种方式形成的气-液泡沫
系统对后续注入的蒸汽产生附加压力，堵塞高渗透率地层，引导蒸汽进入中低渗透率地层，起到调剖作用。

1.2 驱油作用
高温气体驱油剂所生成的CO2，主要部分与表面活性剂、聚合物形成泡沫屏障。

其余部分的CO2溶解在原油中，产生体积效应，并驱替剩余油。

在特定的温度、
压力条件下，生成的CO2能与原油以任意比例混合，降低其粘度，并在注汽前形成混相带，推移驱替前进，增加有效驱替，提高驱替效率。

高温气体驱油剂生成的CO2和NH3与表面活性剂形成很好的驱油体系，降低油岩界面张力，剥离油膜，有效地提高了驱油效率。

2 室内研究
2.1 气体生成剂的筛选
含有羰基的有机物、含有碳酸根离子的无机物在一定的条件下都有可能放出CO2气体。

但要筛选出适用于在地层条件下，单位质量释放出CO2气体最多的物质是最佳选择。

超稠油油井注汽后高渗透层的温度基本上都在150℃以上，所以将试验温度定为150℃。

首先把所要筛选的物质按照50%的浓度配制500ml，取150ml放入高温高压反应釜内，按高压釜操作步骤升温至150℃，且恒温8小时，记录高压釜压力。

然后关闭反应釜加热系统。

待其冷却至25℃时，记录高压釜压力。

根据气态方程可计算出CO2的生成量，并在室内进行了系统的对比试验，尿素是最好的CO2气体生成剂。

2.2 催化剂的筛选
已经筛选出优良的CO2气体生成剂—尿素，而催化剂可以促进尿素的分解，提高CO2气体的生成量。

通过大量的室内试验，对几种比较好的催化剂进行了对比试验。

配制浓度为50%的尿素水溶液。

分别取150ml并加入不同的催化剂放入高温高压反应釜内，按高压釜操作步骤升温至150℃，且恒温8小时，记录高压釜压力，然后关闭反应釜加热系统，待其冷却至25℃时，记录高压釜压力。

根据气态方程可计算出CO2的生成量。

综合对比试验结果，硝石是最好的催化剂。

2.3 聚合物的筛选
聚合物具有稳定泡沫的功能，所以选择增粘效果好，耐温能达到200℃聚合物做
为该体系的稳泡剂。

对羧甲基纤维素、聚丙烯酰胺、聚阴离子纤维素、改性淀粉、羟乙基纤维素这几种常用的聚合物进行对比试验。

羟乙基纤维素经过200℃高温
后粘度最高，与耐温前变化不大，因此选用羟乙基纤维素作为体系的稳泡剂。

2.4 表面活性剂的筛选
表面活性剂在油田化学品中占有重要的位置，特别是在稠油开采和三次采油中作为驱油剂、泡沫剂、降粘剂方面具有广阔的应用前景。

所筛选的表面活性剂具有界面张力低、发泡性能优良、降粘效果好的特点，同时与尿素、硝石、聚合物具有良好的配伍性，并与尿素、硝石、聚合物复配之后能极大的提高驱油效果。

150℃恒温8h后与恒温前比较，界面张力普遍降低，发泡量减少，降粘率升高。

综合界面张力、发泡量、降粘率三种性能，以NS-30+AOS性能最好，所以NS-30+AOS是该项目表面活性剂的首选。

由此研制的高温气体驱剂的组成就是：尿素+硝石+聚
合物+NS-30+AOS。

3 生产效果
优选两口试验井现场试验，通过对两口试验井基础情况对比及实施效果跟踪，高温气体驱油剂措施效果明显。

3.1 注汽压力上升
通过对两口井措施前后的注汽压力对比，在注汽排量相同的情况下，杜84-29-111井措施后第4轮注汽压力平均8.6MPa，比措施前分别上升了0.8MPa；杜
84-53-69井措施后注汽压力平均9.6MPa，比措施前上升了3.1MPa。

因此可以
认为高温气体驱油剂在地层中产生的气体，确实起到补充地层能量的作用。

3.2 日产油水平提高
截止目前，杜84-29-111井措施后周期生产89天，周期累产油949.1t，累产水758.8t，阶段油汽比0.34，与上轮对比，产液量下降369.3m3，产油量增加367t，平均日产油水平提高4.8t。

杜84-53-69井措施后阶段生产183天，周期累产油
947.1t，累产水3586t，阶段油汽比0.37，与上轮对比，产液量增加1031m3，
产油量增加367t，平均日产油水平提高0.5t。

因此周期与阶段增油效果比较明显。

4 结论
通过室内研究和现场试验，确定的高温气体驱油剂配方体系是提高超稠油蒸汽吞吐阶段原油采收率的先进技术，高温气体驱油剂生成的CO2和NH3与表面活性剂
形成很好的驱油体系对超稠油油藏的驱油效率比纯蒸汽提高10%以上。

该技术的机理是在地层内生成的CO2气体与表面活性剂、聚合物能够形成丰富稳定的泡沫体系。

该体系在油层中形成贾敏效应，当稠油井注汽时，水蒸汽能使该体系一直形成丰富稳定的泡沫，能使注汽压力提高，引导蒸汽进入中低渗透率地层，起到调剖作用。

达到提高动用程度，改善超稠油井开采效果的目的。

［参考文献］
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［2］孟红霞，陈德春，张琪.M驱油剂提高原油采收率的实验研究［J］.广西大学学报（自然科学版），2006：76～102.
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