0 / 10 超稠油水平井复合助排技术研究与应用效果分析单位： 特种油开发公司工艺研究所答辩人：王鸽组别：采油工艺组二一一年十一月辽 河 油 田 第2 8 届青年油水 井分析 论文答辩会论文精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页，共 10 页1 / 10 目录1技术背景 12作用机理 22.1 药剂的主要成分22.2 施工过程 22.3 主要作用机理 23现场实验情况及应用效果分析43.1 杜 84-兴 H302井实施效果 43.2 杜 84-兴 H307井实施效果 53.3 推广效果 64经济效益 74.1 完周井经济效益74.2 未完周井经济效益75结论7精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页，共 10 页2 / 10 1技术背景特油公司所辖的曙一区超稠油油藏，经多年开发，油井轮次偏高，产量递减严重。近年来随着水平井开采技术的不断成熟，并以其独特的技术优势，使水平井的建设规模迅速扩大。2018年底特油公司共有吞吐水平井154口，占公司总井数的 13.3%，年产油达到 39.8104t，占总产量的 30%，为特油公司的持续稳产发挥了重要作用，见图1。试采0以直井为主的阶段103.9119.8118.6122.9123.5118.1100.186.779.564.659.839.839.248.142.235.617.57.42.91.51.61.80.72.21.425.123.018.016.78.73.425.839.857.0105.4121.4 120.4125.9130.9138.9144.4147.0 148.3129.7128.02040608010012014016019971998199920002001200220032004200520062007200820092010年度年产油量/万吨直井水平井SAGD蒸汽驱公司产能建设阶段水平井规模实施阶段图 1 特油公司历年产量构成情况随着开发的深入，水平井陆续进入中后期开采阶段，逐渐暴露出油井吞吐效果变差、产量递减幅度大等问题，见图2。图 2 特油公司水平井各轮生产情况2664203532413688384138753886314326820.360.450.450.410.380.370.300.330.34020004000600080001000012000123456789平均轮次0.000.100.200.300.400.50注汽量产油量油汽比精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页，共 10 页2 / 10 通过对超稠油蒸汽吞吐规律和影响因素的分析认为，导致油井吞吐效果变差有两个方面原因，一是油层动用状况不均，平面汽窜严重，大量地下原油得不到动用；二是地层亏空加大，地层压力下降，油层供液能力下降，表现为油井周期日产水平下降，生产期延长；三是受地下存水影响，蒸汽前缘的热水带加热温度低，影响蒸汽波及范围和利用效率。这些开发矛盾严重制约了水平井的高效开发。因此，引进新工艺、新技术，提高超稠油水平井工艺技术水平，对稳定特油公司原油产量至关重要。对于水平井生产过程中所暴露出的种种矛盾，采取了多项有针对性的进攻措施，先后实验了三元复合吞吐、综合调剖等措施手段，也收到了一定效果，但由于水平井措施费用较高，导致这些单一的化学措施投入产出比较低。在这种严峻形势下，单一的增产措施已无法解决开发过程中存在的多种矛盾，因此，需要继续探索新型技术，确保水平井吞吐效果持续改善。通过前期的经验积累，对超稠油水平井生产特点进行分析，改变技术思路，确定了多种药剂协同作用的措施思路，利用药剂间的优势互补，达到改善蒸汽吞吐效果，提高周期产量的作用。2作用机理2.1 药剂的主要成分复合助排技术的药剂主要有四种成分，其中碳酰二胺85%、表面活性剂11%、聚丙烯酰胺 3%、引发剂 1%。2.2 施工过程施工工艺采用精细段塞式注入方式，将碳酰二胺、聚丙烯酰胺、引发剂按上述比例混合，配置成水溶液，正打入油井，注入一部分后停止注入。然后开始注入表面活性剂水溶液，注入完成后，将剩余的碳酰二胺、聚丙烯酰胺混合溶液正打入油井，最后再注入35 吨表面活性剂，所有药剂注入完毕后，正替清水15吨，反替清水 15吨，施工完毕后即可注汽。2.3 主要作用机理超稠油水平井周期生产末期，井底压力降低，供液能力不足，且温度下降，原油粘度升高，流动困难，表现为周期末产量低，直至生产周期结束，此时，大量的原油聚积在近井地带。下一周期注汽前，按照施工要求，将混合药剂注入井底，与近井底带的原油进行混合，其中表面活性剂能产生大量的活性泡沫，增加药剂体系的波及体积，使之与原油充分混合，降低原油粘度。随着药剂的不断注入，近井地带的原油将向油层深处流动，最后注入的表面活性剂能够与近井地带的岩石接触，改变岩石润湿性，由亲油变为亲水，减小油井生产时原油在近井地精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页，共 10 页3 / 10 带的流动阻力。随着蒸汽的注入，各组分互相配合，发挥药剂的协同效应，药剂的具体作用如下所述。2.3.1 聚丙烯酰胺作用聚丙烯酰胺共两方面作用。一是调剖作用，由于溶液中加入聚丙烯酰胺，常温下可形成液相凝胶，增加溶液粘弹性，混合溶液随蒸汽注入油层后，优先进入高渗层，填充大孔道，阻止后续注入的表面活性剂全部进入高渗层而损耗；二是可以起到增加泡沫强度的作用。2.3.2 碳酰二胺作用随着高温蒸汽的注入，当温度达到150时，碳酰二胺分解，产生CO2和NH3，其中部分CO2与表面活性剂、凝胶混合，形成活性泡沫，增加蒸汽波及体积，提高蒸汽热利用率；另一部分CO2可以溶于高温原油中，降低原油粘度，并能随意进入液态活性剂无法进入的含油孔道中。NH3溶于水后形成氨水，是一种弱碱液能与原油中的活性组分主要是有机酸）发生反应，可以生成天然的表活剂，导致液相间界面张力降低，形成乳状液，降低整体粘度，增强流动性。并且原油中的特定组分，能与硅酸盐形成稳定的界面膜，水分子很难侵入岩石表面，碱水可以破坏原油与岩石表面的界面膜，将岩石表面的原油剥离开来，起到洗油的作用。2.3.3 表面活性剂的作用该技术中应用的表面活性剂具有两个主要功能，一是与CO2、聚丙烯酰胺形成稳定的泡沫，起调剖作用。另一个是表面活性剂的降粘作用，由于表面活性剂的两亲性质 具有固定的亲油基团和亲水基团），使之易于在油水界面上吸附，降低了界面张力，从而使本来不能混合在一起的油和水两种液体能够混合到一起，其中一相液体离散为许多微粒分散于另一相液体中，成为乳状液，降低原油粘度，称之为乳化降粘；另一种为破乳降粘，由于地层中的原油是与水共同存在的，超稠油含水小于25%时为 W/O 型乳状液，当含水大于75%时为 O/W 型乳状液，介于25%75%之间时属于不稳定区域。而W/O 型乳状液粘度要远大于O/W 型乳状液，表面活性剂可以降低大分子W/O型乳状液的界面张力，使之分散成多个小分子的O/W 型乳状液，从而起到降粘作用。2.3.4 协同作用碳酰二胺、表面活性剂、聚合物可以形成W/O 和 O/W 型乳状液，以复合体系与近井地带原油混合，并不断向油层深处波及。由于聚合物的稠化和调剖作用，使碳酰二胺和表面活性剂不会完全进入高渗层。而碳酰二胺分解后形成NH3和 CO2，其中的 NH3为弱碱液能与原油中的有机酸发生反应，生成表面活性剂，能够与后加入的合成表面活性剂产生协同效应，使原油与注入水乳化效率提高，精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页，共 10 页4 / 10 改变原油与后注入水的分离存在形式，以油水乳状液形式存在，采出水的同时也将油采出，缩短油井生产初期排水期。CO2能溶于原油，大幅降低原油粘度，增加原油流动性。最后注入的表面活性剂用于改变近井地带岩石的润湿性，降低原油回流阻力。整个药剂体系起到调剖、降粘、乳化、助排、缩短排水期的功效。3现场实验情况及应用效果分析该技术于 2018年底进入现场实验，选定杜84-兴 H302、杜 84-兴 H307 进行现场实验，由于这两口井均为兴I 组井，且均处于开发中后期，吞吐水平井矛盾集中、突出，主要表现为底层亏空严重，地层存水量大，具体如下图：图 3 杜 84 块兴组水平井周期地下亏空图图 4 杜 84 块兴组水平井周期地下存水图图 5 杜 84 块兴组水平井周期地下存水图从图 3、图 4 及图 5 明显可以看出，随着轮次的增高，杜84 块兴组水平井矛盾日益突出，水平井日产、周期产量及油气比都承下降趋势。因此选择兴组两口水平井作为实验井。-1163 327 4728 6309 8554 13044 15947 -300003000600090001200015000180001234567地下亏空t轮次地下亏空3510 6094 6962 9811 11590 11231 11616 050001000015000200001234567地下存水t轮次23484073526941323288443040240.450.550.360.350.390.550.24020004000600080001234567轮次产量t0.00.20.40.6油汽比周期产油油汽比精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页，共 10 页5 / 10 3.1 杜 84-兴 H302井实施效果84-兴 H302 井于 2006 年 5 月开始投产，生产兴I 组，生产井段1032.23-1512m，水平段长 480m。措施前已吞吐了6 个周期，累计注汽量53610 t，累计采油21829t，平均油汽比0.41。该井随着吞吐轮次的升高，注汽压力快速下降，日产水平下降，排水期长，且多次被邻井汽窜，导致水平段动用不均，影响开发效果，见图6。因此，决定本轮采取复合助排技术改善其吞吐效果。图 5 杜 84-兴 H302历史生产情况该井实施复合助排措施后，周期生产147 天，累产油4462 吨，与上轮对比，周期增油533 吨，生产时间缩短38 天，日产油提高9 吨，排水期缩短30天，生产效果明显改善，见图7。图 7 杜 32- 兴 H302措施前后日产油水平3.2 杜 84-兴 H307井实施效果杜 84-兴 H307 井于 2006 年 7 月开始投产，生产兴组，生产井段1014.01-1377m，水平段长363m，目前已吞吐6 个周期，累计注汽量42060t，累计采油12910t，平均油汽比0.31。该井生产至第四轮，被邻井汽窜，达到峰值产量，油392938085810237331032269020004000600080001000012000123456轮次产油量、注汽量0.000.200.400.600.80注汽量产油量油汽比XYG双管0204060801316191121151181生产时间 /d产油量/t6轮日产油7轮日产油精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页，共 10 页6 / 10 汽比达到 0.63，第五轮、第六轮产量开始下降，见图8。为及时改善该井的吞吐效果，本轮采用复合助排技术达到增产增效的目的。图 8 杜 84-兴 H307历史生产情况该井实施复合助排措施后，周期生产132 天，累产油3289 吨，与上轮对比，周期增油928 吨，生产时间缩短54 天，日产油提高12 吨，排水期缩短17天，生产效果大幅改善，见图9。图 9 杜 32- 兴 H307措施前后日产油水平杜 84-兴 H302、杜 84-兴 H307 两口措施井周期累计增油1461吨，生产时间分别缩短 38 天、54 天，日产油量增加9 吨、12 吨，排水期缩短30天、17 天，两口实验井取得了巨大成功。3.3 推广效果鉴于两口实验井的明显效果，该技术于2018 年在公司内推广，截至9 月底，共实施11 井次，其中7 井次已开始生产， 6 井次见到阶段增油效果，阶段累增油 7600吨，有效率 85%，见表 1。0204060801316191121151181生产时间 /d产油量/t6轮日产油7轮日产油288124044439805129710850200040006000800010000123456轮次注汽量、产油量0.000.200.400.600.80注汽量产油量油汽比XYG精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页，共 10 页7 / 10 表 1 2018年复合助排技术阶段效果4经济效益4.1 完周井经济效益完周 2井次，综合增油 2626吨，产生效益如下：效益=2626吨450元/ 吨=118.17万元投入产出比 =118.17/2250000元/ 井）=1：2.4 4.2 未完周井经济效益未完周井 7 井次，阶段综合增油7600吨，预计综合增油累8000吨。产生效益如下：效益=8000吨450元/ 吨=360万元投入产出比 =360/7250000元/ 井）=1：2.1 5结论通过对超稠油水平井复合助排技术作用机理和现场实验效果的介绍，可以得出两个结论：1）自主研发的复合助排技术利用多种药剂的协同作用，集调剖、降粘、助排于一体，具有明显增产和缩短排水期的作用，为改善超稠油水平井的生产效果找到了新的技术途径。2）该技术结合创新的施工工艺，现场实验效果显著，并得到迅速推广，也取得了良好的阶段效果，大幅度改善高轮汽窜水平井生产状况，为特油公司长期稳产奠定了基础。3）将继续优化此项技术的施工参数，进一步提高实施效果。密切跟踪措施井生产情况，及时分析和总结，为水平井复合助排技术的推广提供更加详实准确的基础资料。累注t生产时间d累液 t累油t 油汽比轮次生产时间d累液t累油 t 油汽比 液t/d油t/d1杜84-兴KH24310272 1008488 1446 0.142011-4-381006839 13080.1032177792杜84-兴H238 120019855118360.072011-4-87988058 16290.16422219333杜84-兴H244 11416997215 1196 0.102011-4-97998007 19750.18632119224杜32-兴H203 9502928287 1204 0.132011-4-14 49263877220.07184-6095杜84-兴H221 11538646114 1136 0.102011-5-12 6644920 11200.09481811386杜84-兴H302 10296151576610.012011-7-681512791940.021021812677杜84-兴H307 8040131308960.012011-7-781310061700.01651611736938500 59756936495 71187605合计目前生产情况综合增油t施工日期措施后周期生产情况序号井号精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页，共 10 页8 / 10 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页，共 10 页