稠油热采水平井乳化沥青选择性堵水技术研究

2020-05-09陈天科中石化河南油田分公司勘探开发研究院河南南阳473132

化工管理 2020年12期

陈天科（中石化河南油田分公司勘探开发研究院，河南南阳473132）

目前春光油田稠油热采大多数为水平井开发，采用全井段裸眼筛管完井，水平井某一段见水后，由于油层段全部连通，无法采取相应的机械堵水措施和卡封措施。通过筛选合适的软固体沥青和相应乳化剂体系，制备适合热采水平井堵水用的乳化沥青选择性堵剂。然后通过填砂管模型研究乳化沥青体系注入性能和封堵性能，并对现场的注入工艺参数进行优化研究，从而形成新的乳化沥青选择性堵水工艺技术，提高区块动用程度，对改善春光油田热采水平井开发效果具有积极的意义。

1 乳化沥青选择性堵剂的制备

通过优选乳化剂，最终得到了2.4%十六烷基三甲基氯化铵+0.4%十八烷基三甲基氯化铵+0.2%AS-8的乳化沥青配方。通过对沥青温度的优选，发现沥青加热至180℃时，沥青的乳化效果最好。随着沥青软化点的升高，沥青乳化效果变差，软化点30～60℃沥青的乳化效果较好。油水比为1:1时，乳化沥青的稳定性最好。

2 乳化沥青选择性堵剂的性能评价

由2.4%十六烷基三甲基氯化铵+0.4%十八烷基三甲基氯化铵+0.2%AS-8作为乳化沥青的乳化剂配方，制得的乳化沥青最长可稳定12d 而不析油，乳化沥青粒径主要集中于10µm 以下。加入质量浓度为5%的胶乳后，改性沥青粒径有所增加，但其粒径仍集中于10µm以下。

在乳化沥青稀释液中加入表面活性剂溶液或阳离子聚合物，可以提高乳化沥青的稳定性。因此建议乳化沥青注入前先注入阳离子表面活性剂溶液或阳离子聚合物水溶液，可减小乳化沥青的注入压力。

高矿化度会对稀释乳化沥青的稳定性造成影响，可选用质量分数为0.075%的1831 作为稳定剂，增加稀释乳化沥青的耐盐稳定性和耐温性能。

3 乳化沥青选择性堵剂的注入性能评价

注入温度对改性乳化沥青堵剂的注入压力有较大影响，建议注入温度在60℃以上。在60℃下，乳化沥青堵剂的注入压力随着填砂管渗透率降低而增大，建议地层渗透率大于1000mD。60℃以下，乳化沥青浓度越高，注入压力越高，建议乳化沥青浓度小于30%。

4 乳化沥青选择性堵剂的封堵性能评价

4.1 不同浓度对封堵性能的影响

为考察不同浓度改性乳化沥青对不同渗透率的封堵性能，用石英砂填制渗透率相似的填砂管模型，分别在60℃下注入1PV不同浓度的堵剂并老化24h后，在200℃下注蒸汽至压力稳定，计算其封堵性能（表1）。

表1 不同浓度改性乳化沥青的封堵性能

在200℃条件下，随堵剂中改性沥青浓度的增大，堵剂对水相的封堵性能提高，故若要得到较好的封堵能力，堵剂应选用的配方为20%沥青+0.075%1831+2%胶乳。

4.2 不同渗透率下的封堵性能

为考察改性乳化沥青对不同渗透率的封堵性能，用石英砂填制不同渗透率的填砂管作为模拟岩心，在60℃下注入改性乳化沥青选择性堵剂（20%沥青+0.075%1831+2%胶乳）并老化24h后，在200℃下注蒸汽至压力稳定，从而计算其封堵性能，实验数据见表，平均封堵率为88.41%（表2）。

表2 20%乳化沥青对不同渗透率填砂管的封堵性能

4.3 乳化沥青的选择性封堵性能研究

为考察改性乳化沥青的选择性封堵性能，用石英砂填制两根渗透率相似的填砂管，饱和模拟地层水后，取一根饱和原油作为模拟水层，其余一根作为模拟油层。在60℃下注入1PV改性乳化沥青堵剂，老化24h后，在200℃下，测定堵后对水相封堵率，以及60℃下油相封堵率（表3）。

乳化沥青对水相的平均封堵率为86.6%。20%沥青+0.075%1831+2%胶乳配方作为堵剂时，在200℃下对水层的封堵率可达到80%以上，对油层的封堵率在30%以下，有较好的选择性封堵能力。这是由于乳化剂在带负电的岩石表面吸附，体系稳定性降低进而发生破乳，析出的高粘改性沥青吸附于岩石表面，封堵水流通道；而由于沥青可溶于原油，少量进入油层的改性乳化沥青在破乳后则随原油一起采出，不易对油层产生封堵作用，因此，改性乳化沥青堵剂具有较好的选择性封堵能力。

表3 乳化沥青的选择性封堵性能

4.4 乳化沥青的耐冲刷性能研究

为考察改性乳化沥青的耐冲刷性能，用石英砂填制不同渗透率的填砂管，饱和模拟地层水后，在60℃下注入1PV 改性乳化沥青堵剂，老化24h 后，在200℃下，蒸汽驱至少8PV，计算不同注入体积的封堵率及其变化情况。在200℃下，20%沥青+0.075%1831+2%胶乳配方作为堵剂时，对不同渗透率的填砂管封堵后蒸汽驱8PV，渗透率降低值均小于30%，有较好的耐冲刷性能。