超稠油开发中的高温气体驱油技术应用之研究

超稠油开发中的高温气体驱油技术应用之研究

高温气体驱油技术已经广泛应用于超稠油开采，本文分析探讨该技术应用机理和改善途径，促进高温气体驱油技术在稠油开采领域的发展应用。

标签：超稠油；高温气体；驱油技术

全球稠油资源储量巨大，地质储量高于常规油气储量总和。近年来，随着国际常规油气供应紧张，以及稠油开采技术的进步，为稠油开采发展带来机遇，使得稠油具有和处于取代常规原油能源的战略高度。

高温气体驱油技术原理：将化学驱油体系注入地下储油地层，在地层的地质条件下，产生CO2气体、附带生成物和活性剂的化学效应，从而提高蒸汽能量和膨胀体积，进而达到驱替稠油的作用。

1 高温气体驱油机理

1.1 气体的调剖功用

高温气体驱油剂主要由硝石、尿素、活性剂及聚合物构成。在操作实施过程中，向地层连续注入高温气体驱油剂溶液，该溶液流动渗入渗透层，最先进入渗透较快的高渗透层，溶液在地层的热能和活性剂的共同作用下，发生化学反应，释放出大量气体，即CO2和NH3。形成的大量气体泡米将高渗透层严实封堵，引导气液泡沫向渗透较慢的中低渗透层渗透，起到调剖功能。

1.2 高温气体驱油过程

高温气体驱油剂溶液产生的CO2气体，一部分在地热和活性剂作用下形成地层泡沫屏障，其余的CO2气体则溶解到稠油中，体积变化，驱动稠油移动。CO2在特定的温度压力条件下，能以任意比例与原油融合，从而降低稠油粘度，提高稠油运动系数。形成的气液混相带推动原油前进，提高驱替效率。另外，生成的CO2和NH3与表面活性剂形成的驱油体系，能够有效降低油岩界面的张力，良好的从地层剥离油膜，提高驱油效果。

1.3 气体溶解驱油作用

CO2气体溶解到稠油中，稠油体积膨胀，迫使原油移动被驱替，稠油中的孔隙为原油流动提供了有利条件；稠油地层中死角处不可流动的稠油随着溶解CO2，其体积也随着膨胀，驱替挤出缝隙孔腔，提高稠油采收效果；溶解气体后的稠油体积膨胀，也将孔道中的水分挤出，形成排水过程，发生油水相渗透率转换，形成任何相饱和度状态下，对稠油驱替流动都有利的环境。CO2在油和水中的溶解，降低了油水向界面张力，油水相渗透率发生有利变化，油的相对渗透率高于水的相对渗透率，使环境有利于对稠油的渗透驱替采收。

2 室内试验研究及其性能评价

2.1 驱油剂性能测评试验

超稠油具有粘度高、密度高的双高特性，注入的蒸汽温度高达350℃，即使进入油层后，温度仍然在300℃左右。这就要求对驱油发泡药剂的耐温性能要进行测验。试验将高温气体驱油剂与其他集中常用的表面活性剂进行试验对比。温度条件为低温25℃和高温300℃，在这两种温度下测定驱油剂的发泡量和表面张力。通过试验测定，各药剂各有所长，但考虑耐温性和发泡量综合能力，高温气体驱油剂更适合超稠油开采的特殊地质条件。

2.2 降低稠油粘度试验

仍然将高温气体驱油剂与常用的表面活性剂对比试验，在300℃温度下，测定这些药剂的水溶液在不同溶解比例（0.1%-1.0%）时的降粘率。通过试验对比，高温气体驱油剂具有更强的降粘作用，这与其自身特性相关：其一，药剂本身属于高分子活性剂，降粘作用本身就比较好；其二，药剂化学作用产生的CO2和NH3气体溶解到稠油中，是大幅降低稠油粘度的根本。

2.3 驱油效果试验

制作模拟油层结构，按照行业标准和相关数据，将油砂制作成高、中、低3种渗透率的油岩结构，抽空油砂内部水分，建立水饱和度。模拟不同药剂+水蒸汽的驱油效果，每种药剂吞吐驱油两轮，测定三种渗透率的油砂采出程度。通过试验对比，水蒸汽+高温气体驱油剂对三种渗透率的油岩结构的原油采出程度最高，表明高温气体驱油剂对稠油地层的驱油采收效果更好。

2.4 其他协作物质的选择

驱油体系发挥作用需要催化剂、聚合物基表面活性剂的协同作用。大量实验和筛选，尿素是CO2气体的最佳生成剂，那么催化剂的选择就成为关键，通过测定，硝石是最高效的催化剂；对于聚合物的篩选，要求是增粘作用较强，能耐高温，对比晒烟筛选，羟乙基纤维素是最优的泡沫稳定剂；表面活性剂要求具有较低的界面张力、发泡效果好、良好的降粘作用，并且要与催化剂、聚合物等能够很好的配合，发挥更强的驱油功能，实验评定，综合考虑各项指标，以NS-30+AOS的效用最好。由此，确定高温驱油剂的组合为尿素+硝石+聚合物+NS-30+AOS。

综上，通过实验室试验测定以及后期现场实践操作，都表面高温气体驱油技术对超稠油开采发挥很好的作用。体系在地层中产生的CO2气体与活性剂及聚合物共同形成稳定的泡沫阻隔，借助贾敏效应，注汽到稠油地层中，水蒸汽帮助泡米体系的稳定形成和建立，提高注汽压力，同时该体系引导蒸汽进入渗透困难的地层，有效调剖驱替稠油。另外，该技术对油液没有污染。

3 结语

高温气体驱油技术的研发推广，对超稠油生产，以及老井残余稠油开发具有重大意义，提高采收率和产量。超稠油开采会面临更多的困难和挑战，仍然要继续进行新技术的优化升级，使高温气体驱油技术在超稠油开采领域获得更大的发展和实践空间。

参考文献：

[1]顾凡.高温气体驱油剂在超稠油中的应用[J].内蒙古石油化工，2015，41（10）：146-147.

[2]李东.塔河缝洞型超稠油油藏注气提高采收率实验研究[D].成都：西南石油大学，2016.