稠油胶质沥青分散解堵剂性能评价与现场应用.pdf

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2010年3月西安石油大学学报(自然科学版)Mar．2010第25卷第2期JournalofXianShiyouUniversity(NaturalScienceEdition)Vo1．25No．2文章编号：1673-064X(2010)02-0051-03稠油胶质沥青分散解堵剂性能评价与现场应用李永太，范登洲，史玮平，金千欢(1．西安石油大学石油工程学院，陕西西安710065；2．中国石油长庆油田分公司油气工艺技术研究院，陕西西安710021；3．中国石化胜利油田分公司采油工艺研究院，山东东营257000)摘要：为了解决稠油开采过程中由于胶质沥青沉淀析出堵塞储层，造成蒸汽吞吐开采中注汽压力高以及井筒举升和管线输送困难等问题，提出了稠油胶质沥青分散解堵技术，并对稠油胶质沥青分散解堵剂进行性能评价．室内评价与现场应用结果表明，该分散解堵剂能极强地溶解、分散稠油中的胶质沥青及杂环芳烃，并能抗凝固防沉降，在温度低于10℃以下仍具有较好的溶解分散能力．注汽过程中添加该分散解堵剂能有效防止胶质、沥青质沉积，疏通液体流动通道，大幅度降低注汽压力；此外还能有效降低稠油黏度，提高原油在低温下的流动性，改善稠油在井筒的举升能力及地面的集输效果．关键词：稠油；胶质沥青；分散解堵剂；注汽压力；稠油黏度中图分类号：TE345文献标识码：A由于稠油、超稠油的胶质、沥青质含量高，因而烃能力和抗凝固防沉降能力，可有效降低稠油黏度，黏度高，密度大，凝固点高，低温下流动性差⋯；同提高地层中原油的流动能力．其作用机理是：溶解一时造成蒸汽吞吐开采时注汽压力高，并在注汽开采分散一混溶一形成一个稳定的低黏度体系，在地过程中由于原油重力分离，有胶质沥青质沉淀析出，层条件下和低温下不会分层析出，降低稠油黏度，提所以井筒举升和管线输送困难．目前稠油开采中常高地层中原油的流动能力，使超稠油油藏达到有效用加热法、掺稀油法和化学降黏法等，其中化学降黏开发．法是常用的稠油降黏方法．常用的降黏剂包括水基1实验和油基两种，水基降黏剂存在三大缺陷：①分解温度低于200oC，难以满足蒸汽拌注要求；②只能与1．1主要实验样品稠油形成乳液，不能破坏沥青质、胶质结构；③与稠沥青高温分散稳定剂是由室内优选分散剂，配油样品混合需要充分搅拌才能分散到稠油中，由此以适当助溶剂和c．F、Si—F表面活性剂、水等形成，给其实际应用带来了两大难题：一是地下油层中无其主要性能指标见表1．法混匀；二是低含水时反而会增黏．油基降黏剂存在表1分散剂主要性能指标两大缺陷：①稀释剂多为芳烃或轻柴，安全性不项目指标高，施工需要特殊措施；②油溶性降黏剂不能直接破密度／(g·CITI。)0．955～1．030碎沥青质、胶质结构，且成本偏高，难以大规模推广倾点／℃≤一1O应用．为此，在吸收国内外现有稠油开采技术成果基pH值7～8础上，研发了稠油油藏胶质沥青质分散剂．该分散剂分散性沥青块分散成半径小于2mm的颗粒溶解性可按任何比例与水混合具有极强的溶解分散稠油中的胶质沥青质及杂环芳收稿日期：2009—11—15基金项目：国家“西部开发”科技行动重大攻关计划项目(编号：2005BA901A130)作者简介：李永太(1963一)，男，教授，博士，主要从事油田化学方面的研究．E—mail：lyt7518@163．tom 一52一西安石油大学学报(自然科学版)1．2分散剂作用原理的溶解能力．60℃条件下浸泡1．5h，分散剂可以将水基分散剂的作用为：分散剂由于含有沥青改石蜡全部溶解．进剂和分散剂，将它加入到油井中，可以将沥青分表3分散剂对石蜡的溶解性散，使其晶粒变细，不易互相结合而随油井采出液流出油井；也可通过沥青块的缝隙渗入沉积在井壁上的沥青块中去，使沥青块与井壁的黏附力减弱，使井壁上沉积的沥青块脱落，脱落的沥青块再继续分散2．3分散剂防沉降性能成小沥青块和小晶粒并悬浮在油井液流中随液流流实验稠油取自王140—1井脱水原油(凝固点出油井而起到清沥青作用．沥青分散剂的作用机理5O℃左右，析蜡点高于70℃，黏度大(50℃下黏度系分散剂中的表面活性剂被吸附在金属表面(如抽为1000mPa·S左右)，原油成分大致为：烷烃约占油杆)而润湿金属表面，使其成为极性表面而阻止50％，芳烃约占20％，非烃类物质约占20％，沥青质非极性的沥青在金属表面的吸附和沉积，从而起到约占5％)．称取一定量的该原油放于清洁干燥的烧防蜡的效果．杯中，将一定量的分散剂慢慢加入原油中观察现象并记录；缓慢搅拌，观察现象并记录；剧烈搅拌，观察2分散剂性能评价现象并记录．结果见表4．表4分散剂防沉降性能评价2．1分散剂对沥青的溶解性在容器中先加入一定量沥青颗粒，然后加入分散剂，摇匀后置于电热恒温水浴中，在不同温度条件下恒温1．5h，测量分散剂对沥青的溶解率，结果见表2．表2分散剂对沥青的溶解性温度沥青质量溶解后沥青溶解速率溶解率／℃／g质量／g／(mg·ml～·h一)／％从表4结果可以看出，分散剂不需搅拌即可与地层稠油混溶，并且在剧烈搅拌时也能保持体系稳定不分层，即使在l0℃低温下也具有极强的防沉降从表2数据可以看出，分散剂对沥青具有良好能力．的溶解能力．60℃、70℃条件下放置1．5h，沥青溶2．4分散剂对稠油凝固点的影响解率可达90％以上．实验稠油为王140—1井脱水原油．不同质量分2．2分散剂对石蜡的溶解性数分散剂在不同温度下降低稠油凝固点的实验结果在容器中先加入一定量石蜡颗粒，然后加入分见表5．散剂，摇匀后置于电热恒温水浴中，在不同温度条件从表5数据可以看出，分散剂具有较好的降凝下恒温1．5h，结果见表3．性能，在用量为40％时，可以使稠油样品的凝固点从表3数据可以看出，分散剂对石蜡具有良好降低l5℃．表5不同质量分数分散剂在不同温度下降低凝固点的实验结果 李永太等：稠油胶质沥青分散解堵剂性能评价与现场应用一53—2．5对胶质沥青质的分散降黏性能入压力低于油层破裂压力的70％，挤注完后浸泡实验稠油为郑411一P8井脱水原油．实验在一8h．定温度下将分散剂按不同质量比(m(分散剂)：3．2现场应用效果m(原油)：1：1，l：2，1：3，1：4，1：5)加入原油样品针对含胶质、沥青质的油井转注时有机物堵塞中，任其自行溶解，制成试验样品；然后测定不同温的状况，应用分散剂进行解堵，共实施3O口井，措施度下稠油体系的黏度，结果见表6．成功率100％，有效率100％，经济效益非常显著．典表6不同质量浓度分散剂在不同温度下型井例如下：降低稠油黏度实验结果(1)海洋采油厂的CB246A．1井，生产层位Ng”，射孔井段1447．0～1485．0m，射开总厚度m(分散剂)：至旦塑堕!塑盒签墨塾里竺：!m(原油)30℃4O℃5O℃6O℃70℃8O℃19．0m．2004年12月3日投产，l2月8日油井不出液，在经过了柴油、生物酶解堵工艺措施后，仍不能正常生产，一直处于停产状态．2009年10月4日，海洋采油厂委托我单位进行解堵工艺措施研究，经取样分析及论证，在排除了砂埋油层的因素外，认为该井不能正常生产的原因主要是有机颗粒(胶质、沥青质)堵塞所致，因而决定采用我单位自主研发的胶质、沥青质解堵工艺．该工艺实施取得了明显的从表6数据可以看出，分散剂用量在16％以上效果，施工时压力由l8—20MPa降至7MPa，排量时，不同温度下降黏率均可达80％以上，特别对于由10m／h升至36m／h，投产后产液量40m／d，原油黏度较大的郑411一P8井，用量16％时，不同日产油量20t以上．温度下降黏率均高达90％以上．稠油黏度越大，降(2)GD284井，生产层位N”，射孑L井段黏效果越好，说明该剂对胶质沥青质有极好的分散1374．4～1377．8m，射开厚度3．4m．作业时，挤注性能．压力高，400型水泥车1档排量，挤注压力达202．6安全性能评价MPa．通过挤注该剂关井10h后，挤注压力700型水开口闪点测定结果为100～110℃，具有很好的泥车3档排量，压力一直稳定在7MPa．注汽时，压安全性．分散剂为低毒性产品，对皮肤有一定的腐蚀力一直保持在10．0—13．4MPa，注汽速度在6．0～性，使用中避免与眼睛、皮肤接触．8．5t／h，效果很好．3现场应用4结论3．1现场应用工艺(1)分散剂具有极强的溶解稠油中的胶质沥青(1)用于稠油、超稠油新井注汽前期处理：对沥质及杂环芳烃能力、极强的分散胶质沥青质的能力青质含量超过20％的井，在注汽前进行前期处理，和抗凝固防沉降能力，在lO℃低温下系统仍不会分可达到溶解沥青质、防止沥青质沉积、降低注汽压层析出．可有效降低稠油黏度，防止注汽过程中胶力、改善吸汽剖面的目的．质、沥青质沉积，疏通液体流动通道，改善注汽井生每米射孔井段挤注量按1．5～2．0m计算，油产效果；提高原油在低温下的流动性，改善稠油、超层孔隙度按30％，则处理半径为1．26～1．50m．注稠油在井筒的举升能力及地面的集输效果．入压力低于油层破裂压力的70％，挤注完浸泡8h．(2)该分散剂用于胶质、沥青质含量大于20％(2)用于多轮次注汽储层的胶质、沥青质堵塞的稠油、超稠油井时，注汽前用该剂处理，可降低注处理：对沥青质含量超过20％的井，在进行下一轮汽压力，改善吸汽剖面，提高注汽效果．注汽前可挤注胶质、沥青质分散剂，以解除沉积的胶(3)该分散剂对多轮次注汽井残留在砂岩表面质、沥青质堵塞，改善注汽及生产效果．及毛细管管壁的胶质、沥青质有极强的溶解、分散作每米射孔井段挤注量按2．0～2．5m计算，油用，可提高注汽油藏的采收率．(下转第57页)层孔隙度按30％，则处理半径为1．50～1．63m．注 姜兰等：AL—F1防砂剂在延长油田浅层压裂中的防砂效果评价一57一(2)AL．F1防砂剂在七里村采油厂压裂作业后[5]吕芬敏，周婕，宋其伟．纤维复合压裂防砂技术研究与的防砂效果较好，完全适用于延长油田低温、低产、应用[J】．石油钻采工艺，2008，30(3)：97．100．[6]NimerikKH，McconnellSB．Compatibilityofresin-coa—间歇出砂压裂井的出砂控制．tedproppantwithcrosslinkedfracturingfluid[C]．SPE(3)延长油田低温浅层压裂井出砂问题，应从20639．优化胍胶压裂液低温破胶性能、优化压后返排工艺[7]RogerRMyers，JohnGouscling，ShirishKKarni．Sand人手，确定合理的采液速度和生产压差，再配合适当flowbackcontrolintherockportgasstoragefieldinnorth—的压裂防砂工艺，才能从根本上得以解决．ernwestvirginia『C]．SPE65640．[8]刘进军，谌国庆，尹辉．压裂中树脂砂防砂技术的应用参考文献：[J]．新疆石油天然气，2008，4(2)：46-48．[1]王任芳，李克华，赵修太．新型防砂堵水剂的研制与应[9]PhilRace，NorbertoBriggiler，GinoDilullo．Newtechnique用[J]．石油勘探与开发，2002，29(6)：100—102．forproppantflowbackandimprovedfractureconduetivi—[2]罗美娥，黄玉波，陈凤．北布扎奇油田出砂原因分析及ties[C]．SPE69580．防砂技术对策[J]．大庆石油地质与开发，2005，34[1O]陈冬林，张保英，谭明文．支撑剂回流控制技术的新发(2)：72-74．展[J]．天然气工业，2006，26(1)：101—103．[3]刘广友．孤东油田储层出砂因素研究[J]．大庆石油地质与开发，2003，22(2)：53-55．责任编辑：贺元旦[4]陈冬林，周天春，刘华杰．川西气田压裂井出砂机理及防砂技术[J]．天然气工业，2007，27(8)：91-93．(上接第53页)参考文献：[4]李明忠，赵国景，张贵才．油基清蜡剂性能研究[J]．石油大学学报，2004，28(2)：61-63．[1]胡广杰．塔河油田TK305井井筒沥青质防治[J]．油田[5]赵杰．分散剂解决蜡沉淀问题[J]．国外油田工程，化学，2006，23(1)：12—14．2001，17(8)：20-21．[2]周风山，吴瑾光．稠油化学降黏技术的进展[J]．油田[6]赵秉臣，李栋林，于萍．一种复合型高黏原油降黏降凝化学，2001，18(3)：267-272．剂[J]．沈阳化工学院学报，1999，13(3)：227-230．[3]陈秋芬，王大喜，刘然冰．油溶性稠油降黏剂研究进展责任编辑：贺元旦[J]．石油钻采工艺，2004，26(2)：45-48．青海涩北气田形成5大系列25项主体开发技术中国石油新闻中心[2010-03-2209：31]截至目前，青海油田在涩北气田的开发实践中，已在气藏工程、测试计量工艺、钻井工程、采气工艺、地面集输净化5个方面形成5大系列主体技术，为气田大规模科学高效发展奠定了基础．据介绍，这5大系列技术包括砂体精描、产层组类、动态分析、分采测试、探边测试解释、井控安全、水平井、防砂冲砂、多层分采、井下节流、常自动排污、无人值守等25项具体技术．涩北气田属于第四系疏松砂岩自生自储式的生物成因气藏，为全国典型非酸性气田，是目前国内石油陆上第四大气田，也是涩一宁一兰管道的气源地和西气东输管道的主要战略接替气源之一．自1995年投入试采开发以来，面对世界级的难题，广大技术人员在没有可借鉴资料的情况下，通过深人研究，刻苦攻关，加快技术人员的培养，强化科技管理和科研立项，形成了适应气田发展的科研组织格局，健全了工程师技术例会等科研机制，破解了影响气田稳产、高产、科学、高效开发难题，形成了上述系列技术．http：／／news．cnpc．eom．cn／system／2010／03／22／001281512．shtml