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两相稠油剥离 提采行业新高度

两相稠油剥离 提采行业新高度

如何降低成本,最大限度地把稠油、超稠油开采出来,是世界石油界面临的共同课题。稠油由于其高粘度,给开采、技术和加工带来很大困难。

稠油中所含胶质、沥青质是稠油体系中极性最强的组成部分,杂原子氮、硫、氧在稠油体系中含量很低,但对稠油粘度影响很大。这些组分形成氢键,生很强的内聚力,使多个重胶质、沥青质分子聚集成层状堆积状态(稠团),从而表现出稠油高粘度、非牛顿流体的特征。这也成为了稠油开发收到制约的主要原因。

油井、水井、稠油井、中后期采收率下降因素

原因一石油圈原创www.oilsns.com

各类钻井阶段和生产阶段引起储层伤害。

原因二

沥青质、胶质和蜡质聚集成微生物粘泥,粘附于岩石表面,成坚固又具有形变能力的复合垢,充满整个地层孔喉。其表面的有机物层黏膜对常规酸液产生惰性,因此常规酸化很难解除堵塞。

原因三

稠油分相成可动相和吸附相,简称二相稠油,而吸附相稠油(原油)是储层岩石润湿性发生改变的主因。

原因四

在热力开采中,当蒸汽前沿向前移动时,前沿前的温度突然升高,稠油粘度也迅速下降,从而将稠油从高温区推到低温区。在低温区,油的粘度再次回升,流动性随机变差,从而导致稠油大量聚集,形成油墙,导致大量的剩余油无法得以开采。石油圈原创www.oilsns.com

原因五

原油或稠油体系是相当稳定的,但当其所处环境发生变化时,这种稳定状态就会被破坏,从而发生相分离。吸附相是由沥青质及重胶质构成的超分子结构,流动相则为轻胶质、芳香分及饱和分组成的混合物。

原因六

在石油开采过程中,沥青质胶体结构在物理及化学作用下丧失稳定性,从而导致其聚集和分相。流动相稠油和吸附相稠油粘度差范围可达2.5-64倍之广,表明石油体系的相分离直接影响其采收率。

综合以上原因,本技术将化学处理剂作用机理与有机化学相结合,遵循以剥离为主、断键为辅的原理,设计研发出一种新型稠油降粘产品—剥离剂(分子分散剂、解聚剂)。

剥离剂技术原理

目前的三采技术主要是针对流动相稠油降粘,常见方式有乳化降粘和催化剂降粘等。然而,针对吸附相稠油降粘的研究报道却十分罕见。

剥离剂是一种针对吸附相稠油降粘而设计的有机聚合物。通过对二相稠油实现同步剥离、洗油和断键降粘,从而提高中后期的剩余油采收率。在20℃-300℃的范围内,剥离剂可浮于水相上部,无需与稠油接触,而是通过分子自身作用力渗入到油相中,从而直接实现剥离等作用。

两相稠油剥离 提采行业新高度

除垢特性

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从垢片不同角度、以扫描电镜不同放大倍数所观察到的图象可以明显看出:相比浸泡前,垢片在浓度为300mg/L的剥离剂中浸泡24h后,其结垢几乎全部脱离壁面,体现了剥离剂良好的松散效果。

对剥离剂浸泡前后的垢片进行能谱分析,结果显示,浸泡后的垢片中,Si、Ca及Fe元素含量显著降低,大部分结垢已被除去,体现了剥离剂良好的除垢特性。

洗油特性

静态洗油

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剥离剂浮于水面上,无需与原油发生接触,通过分子作用力即可产生洗油效果。

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剥离剂与乳化剂配合使用,静态下于40℃恒温28小时后,产生明显的洗油效果。

剥离洗油

实验取用一定规格的石块,涂满稠油于表面。并置入剥离剂,没于石块顶部。将试样分别置于40℃和50℃条件下恒温4小时后,置入等量40℃或50℃温水,没过石块表面。

静止1小时后观察现象,石块表面的大部分稠油已被洗至液面上,油水分层明显。石油圈原创www.oilsns.com

50℃条件下,洗油速度大于40℃;在静态环境(地层条件)下,剥离剂在注入过程中即会产生效果。

剥离乳化

对内蒙古施工井稠油进行剥离乳化实验,40℃下剥离乳化2小时,除去水包油乳液后,显示石粒表面基本干净,剥离剂作用效果明显。

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施工工艺可参考室内实验流程,操作简单,易于应用。石油圈原创www.oilsns.com

高温特性

用TGA热分析仪测定剥离剂的热分解温度。实验结果显示,剥离剂在400℃条件下仍具备较好的松散效果;温度达400℃以上时,分解速度加快。因此,确定剥离剂的热分解温度为400℃。

其他特性

  • 剥离剂具有一定的杀菌效果;
  • 剥离剂对地层基本无伤害;
  • 剥离剂具有较强的润湿性和剥离特性;
  • 剥离剂具有良好的成膜特性;石油圈原创www.oilsns.com
  • 剥离剂抗二氧化碳腐蚀效果良好,有明显的缓蚀性能。

应用案例1:辽河油田

剥离剂在辽河油田欢喜岭采油厂杜813-28-43井进行现场施工应用,效果喜人。

原油物性

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该区块原油粘度较大,60℃时可达85555.58mPa.s,属特超稠油。多轮次吞吐开采后,油井深部已形成油墙带。

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向待开采原油中注入3吨剥离剂,在蒸汽推动下接触到油墙带,对稠油实现渗透剥离,促使稠油发生流动。

统计结果显示,第八轮次产量增油220吨,后三个轮次产量分别为661吨、361.7吨以及435.8吨,累计高达1400吨以上,给油田带来明显的增油效果。

应用案例2:大港采油三厂

原油物性

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施工前产油量

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常规稠油大港第三采油厂中试井案例中,产量下降至0.54吨/天,酸化处理无效。

注入二相稠油剥离剂后,初期产量高达6吨/天,正常出油量3-4吨/天,连续产油达18个月,总产量>1400吨,6个月内增油量高达424吨,为采油厂创造该井高产记录。

应用案例3:延长油田(低渗油藏解堵)

延长油田甘谷驿采油厂7282-2井属于特低孔隙度低渗透率油藏,水21%,地层温度20℃,原油粘度10mPa.s,密度0.86g/cm3,矿化度60000mg/L。

施工前,日产量0.17立方;自2012年10月23日至2013年3月24日(150天),共注入剥离剂1.1吨,增油量达52.9吨,解堵后效果明显。

剥离剂适用油井类型

  • 油气显示好,而试油效果差的井层;
  • 修井作业造成的污染井;
  • 胶质沥青质有机堵塞的油井;
  • 多次酸化无效的低效井;
  • 试井资料解释有明显污染的井;
  • 由于井简结垢造成产量大幅下降的油井;
  • 地层出砂或原油乳化现象严重井;
  • 采取环空注入不动管柱施工。

产品应用

剥离剂从成本、效果等方面均明显优于行业内其他产品。相比于市场上几十万/吨的同类产品价格,剥离剂成本仅2.5万/吨,在投资成本方面具有显著优势。

由于该产品成本相对较低,用量更少且应用效果更好,因此投入市场后便受到业内相关企业的认可,应用前景良好。目前,石油圈已与技术所有人签订独家战略性合作协议,负责该技术的市场规划以及代理和直销,详情请联系石油圈:13132550596。

编辑/Leia

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