045稠油降粘技术研发及应用-江建林

稠油降粘技术研发及应用中国石化石油化工科学研究院2014年5月内容主要项目研发工作进展稠油化学（辅助）吞吐技术稠油降黏举升技术稠油降黏输送技术需要协调的问题及下步工作安排稠油降粘相关技术研发油藏降黏冷采化学降黏辅助蒸吞吐催化改质降黏井筒举升乳化降黏油溶性降黏解堵抑堵掺稀稳定地面集输乳化降黏催化降黏3主要项目技术类型项目名称时间油藏化学(辅助)吞吐胜利陈373、王146稠油热复合化学降黏吞吐2011-2013胜利埕南91油藏水热催化降粘2011-2013内蒙毛1毛8稠油化学降黏辅助蒸汽吞吐2012-2014胜利稠油新型高效低聚驱油剂研制2013-井筒举升塔河超稠油井筒乳化降粘2009-塔河稠油井筒解堵抑堵剂2012-2013地面集输塔河TH12196稠油地面催化改质降粘2011-2013中原濮深18-1超稠油掺稀稳定剂技术2012-2013研究背景：胜利油田稠油热采井多进入高轮次吞吐阶段，效果变差，部分井油汽比小于0.25，处于吞吐经济极限以下需要研制耐温280℃左右，耐盐（总矿化度15,000mg/L、钙镁总浓度1,500mg/L）更强的降粘剂辅助稠油开采稠油热复合化学降粘剂研制研发工作进展—化学吞吐(一)总体实施效果胜利油田累计实施55井次，增油30,182t，项目已经完成鉴定胜利稠油化学强化冷、热采降粘技术研发工作进展—化学吞吐(一)02000400060008000100001200014000160001800020000微乳液+蒸汽微乳液+蒸汽+氮气微乳液123766105404807320199802882井次单井平均(t）累计增油（t)项目实施后，该井日产油提高4.4t，本周期累积增油891t，热采油汽比提高0.48t/t以上，效果理想适用范围：多轮次吞吐后、供液充足，能量高的井（1）微乳液辅助蒸汽吞吐--陈45-X75井研发工作进展—化学吞吐(一)胜利稠油化学强化冷、热采降粘技术开发初期效果好多轮次效果变差微乳液辅助改善效果无措施效果变差项目实施前该井日产油4.0t，实施后峰值日油超过10.9t，平均日油超过8.7t，本周期累计采油1,215t，效果较理想（2）氮气/微乳液辅助蒸汽吞吐--陈15-X53井研发工作进展—化学吞吐(一)适用范围：供液能力差的井单纯蒸汽效果差氮气辅助改善效果微乳液复合氮气效果明显胜利稠油化学强化冷、热采降粘技术实施前该井不产油，实施后峰值日油超过10.0t，平均日油超过5.0t，本周期累计采油2,100t，效果较理想（3）强化冷采--王146-ZP1研发工作进展—化学吞吐(一)适用范围：深层低渗稠油区块，前期冷采试油无自然产能微乳液复合二氧化碳强化冷采实现经济动用冷采泄压后转热采效果不理想胜利稠油化学强化冷、热采降粘技术研究背景：毛1、8块油藏特征：油藏埋深：500～1,000m温度：40～50℃原油粘度：500～20,000mPa·s油层薄：保温效果差存在问题：目前使用的乳化降粘剂低温乳化效果差研究思路：低温亲油性适当、临界胶束温度较低低温条件下乳化能力强10内蒙探区稠油化学降粘技术研发工作进展—化学吞吐(二)编号取样井粘度/mPa.s,40℃降粘率/%1M8-32,61897.82J1215,07099.73J2-P12,64997.14J2-P72,96798.5开发的乳化降粘剂在常温下可以乳化稠油，当剂量0.5%时，降粘率均＞97%，不同稠油区块原油粘度≤150mPa.s。加剂量0.5%内蒙探区稠油化学降粘技术化学降粘剂效果研发工作进展—化学吞吐(二)02040608010012014016018020005001000150020002500300035002030405060708090100黏度,mPa.s温度,℃原始黏度乳化后黏度乳化后显微照片（400倍）研制的乳化降黏剂可乳化油藏原油，使采出液含水下降15%左右，采收率提高9%～15%试验号渗透率/md孔隙度/%原始含油饱和度/%原油粘度/mPa.s试验温度/℃乳化降粘剂提高采收率/%17102666.9506040927203165.91210601537562664.23408010J2-P7油、0.5%降黏剂、0.5PV内蒙探区稠油化学降粘技术毛8块不同温度的驱油效率研发工作进展—化学吞吐(二)注降粘剂0102030405060708090100012345678采收率（%）/含水率（%）注入倍数（PV）80℃毛8块驱油试验采收率%含水率%05101520012345678压力（*10-2MPa）注入倍数（PV）80℃乳化剂驱油试验压力变化压力乳化降黏剂在多孔介质中可使原油乳化，使注入压力上升，波及效率和洗油效率提高含水由97%降至80%，采收率提高10%。含水由99%下降为70%，采收率提高10%。含水由100%下降为97.8%，采收率提高1.7%。内蒙探区稠油化学降粘技术多轮次注入降粘剂对采收率影响研发工作进展—化学吞吐(二)注降粘剂注降粘剂吉1-平1井周期注入参数对比井号周期热采方式注汽日期注汽情况降粘剂(t)CO2(t)防膨剂(m3)N2(104m3)注汽压力(MPa)干度(%)温度(℃)注入量(t)焖井时间(h)备注吉1-平11HDCS2010.10.27402002011-18.375-79337-3572006952HDNS2011.09.2025202.0214.5-18.660-76338-366195650套管伴注氮气3HDCNS2012.05.09251803.01512.0-15.070-77327-345251839氮气泡沫堵水4HDCNS2013.06.0310169.810.0810-16.2570-78317-348205425氮气泡沫堵水水溶性降粘剂试验内蒙探区稠油化学降粘技术毛8块J1P1井乳化降粘剂现场试验研发工作进展—化学吞吐(二)本轮注入降粘剂后峰值产油量达到24.2t/d，含水明显下降，累计产油490t内蒙探区稠油化学降粘技术J1P1井注降粘剂矿场试验效果研发工作进展—化学吞吐(二)油样水样0.010.020.030.040.050.060.00102030405060708090100日产液，日产油/%含水/%含水（%）日产液(m3)日产油(t)周期1周期2周期3周期4周期5降黏剂内蒙探区稠油化学降粘技术J1P1井注降粘剂矿场试验效果研发工作进展—化学吞吐(二)油样水样周期生产周期(d)产液(m3)产油(t)油汽比13112178.3805.50.422032222.8635.30.3233593143.76890.2742502294.34900.24改注水溶性降黏剂,降低了降黏剂用量,吞吐回采初期获得了高产,产出液乳化降黏作用明显，但后期产液产油下降较快。主要原因可能在于本次降黏剂以高浓度段塞注入，处理油层半径较小，需要进一步优化工艺条件，开展进一步试验。...新型低聚驱油剂分子传统单链驱油剂分子二聚型驱油剂分子低聚驱油剂特点：用量少、洗油效率高、耐温性好研究思路：受二聚驱油剂分子结构启发，用化学键联接多个单链分子形成新型高效低聚驱油剂分子新型高效低聚驱油剂研制研发工作进展—化学吞吐(三)20-40nm50-100nm~200nm低聚驱油剂浓度：500–3000mg/L矿化度：10000低聚驱油剂水溶液透射电镜试验结果胶束：直径1～2nm囊泡：直径20～500nm，乃至微米级的巨大囊泡对原油的增容能力新型高效低聚驱油剂研制低聚驱油剂驱油机理初步研究研发工作进展—化学吞吐(三)190.010.020.030.040.050.060.070.080.090.0100.050ppm200ppm500ppm90.195.596.832.670.890.549.165.390.5静态洗油率/%低聚型阴离子型阴-非离子型新型高效低聚驱油剂研制研发工作进展—化学吞吐(三)低聚驱油剂驱油机理初步研究低聚驱油剂具有低临界胶束浓度,低浓度条件下高洗油率新型高效低聚驱油剂研制低聚驱油剂岩心驱替试验结果研发工作进展—化学吞吐(三)岩心驱替试验条件低聚驱油剂浓度/ppm相对水驱提高采收率/%实验温度：60℃饱和油样：胜利沾3稠油驱替速度：1.5mL/min5009.43实验温度：60℃饱和油样：中海油服SZ36-1J24驱替速度：3mL/min1,0009.25实验温度：60℃饱和油样：胜利沾3稠油驱替速度：1.5mL/min3,00011.03研究目标开发适合稠油油藏中，较低温度下催化降粘技术探索水热催化降粘机理研究思路对影响稠油粘度的主要组分-沥青质聚集体，进行催化分解，从而降低稠油粘度。稠油油藏水热催化降粘技术研究研发工作进展—化学吞吐(四)1983年，加拿大科学家Hyne发现在某些金属无机盐存在时，利用蒸汽处理油砂过程中观察到稠油重质组分发生部分裂解，提出稠油水热裂解的概念相关研究相对较少，提出油藏催化降黏的概念，开始了模型化合物及供氢剂的机理研究，中国学者开始报道以国内稠油为研究对象的相关研究成果国内大量研究者相继跟进，发展了若干系列的稠油水热催化降黏剂，如油溶性金属盐、金属配合物、纳米镍催化剂、离子液体催化剂等，并出现单井试验的报道，效果较好，但地层普适性差相关研究对作用的目标稠油更有针对性，综合考虑催化剂性能和现场实施工艺，发展了降黏效果较好并易于注入的两亲型降黏剂，现场单井试验效果良好1980s1990s2000s2010s研发工作进展—化学吞吐胜利稠油油藏水热催化降粘技术研究水热催化剂研发历程27.2%36.8%43.8%35.2%-15.2%-20.0%-10.0%0.0%10.0%20.0%30.0%40.0%50.0%催化剂1催化剂2催化剂3催化剂4催化剂5降黏率催化剂主剂确定为催化剂435.2%49.6%51.2%43.4%55.3%47.5%42.1%48.8%20.0%0.0%10.0%20.0%30.0%40.0%50.0%60.0%催化剂44+助剂A4+助剂B4+助剂C4+助剂A+B4+助剂A+C4+助剂B+C4+十氢萘助剂A+B降黏率催化剂体系确定为催化剂4和助剂复配胜利稠油油藏水热催化降粘技术研究催化剂体系确定研发工作进展—化学吞吐(四)56.1%40.0%45.0%50.0%55.0%60.0%100150200250300反应温度/℃降黏率反应温度对降粘率的影响55.1%30.0%40.0%50.0%60.0%70.0%00.40.81.21.622.42.8催化剂加入量/%降黏率催化剂加量对降粘率的影响65.0%40.0%50.0%60.0%70.0%01020304050反应时间/h降黏率反应时间对降粘率的影响催化体系用量：1.5w%反应温度：200℃反应时间：20h降粘率：65.0%胜利稠油油藏水热催化降粘技术研究催化体系使用工艺参数研发工作进展—化学吞吐(四)空白驱替：43.5%；伴注驱替：50.7%；段塞驱替：52.9%与空白条件相比，药剂伴注和段塞驱替提高驱油效率约7~9个百分点；伴注药剂降粘率为61.0%，段塞式注入药剂降粘率达到80.2%油样50℃粘度/mPa·s降粘率/%原油61,700--空白驱替56,8007.9/8.8伴注驱替24,06061.0段塞驱替12,21080.2胜利稠油油藏水热催化降粘技术研究模拟驱替试验研发工作进展—化学吞吐(四)胜利稠油油藏水热催化降粘技术研究现场实施效果采油厂井号措施前措施后累计增油/t日液/m3日油/t含水/%日液/m3日油/t含水/%滨南单56-7XN1914.91.689.139.85.586.2345单56-01井11.81.190.534.34.886212河口埕南91-平7井29.23.695.238.37.480.8288埕南91-支平5井3.01.068.116.06.261.2314陈23-X71井8.11.384.140.38.978371陈26-X56井10.22.575.730.27.176.5272催化剂辅助蒸汽