海上油田在线调驱提高乳液聚合物黏度技术

刘文华，田津杰，陈士佳，2，陈 斌，季 闻，孔丽萍，侯 岳

（1.中海油能源发展股份有限公司工程技术分公司，天津 300452；2.海洋石油高效开发国家重点实验室，北京 100027）

渤海大部分油藏原油黏度高，水驱油水流度比较大，储层非均质性和较高的水驱流度比，导致注入水突进和含水上升速度快。随着油田开发的深入，大部分油田进入了中高含水开发阶段。聚合物驱油技术在海上油田实现控水增油、提高石油采收率方面发挥着越来越重要的作用，并取得了显著的成效，调（剖）驱作业也取得了较好的效果[1-3]。

海上油田实施调驱，主要存在平台空间、面积和承重有限；九点井网，在实施时要求装置配液量大，配液浓度高等特点。因此，针对渤海BZ 油田的非均质性强、高含水油田的储层及流体特点，选择与油藏匹配的非均相调驱体系，该体系具有良好的油藏适应性、运移能力、封堵性能和洗油性能[4-6]，为解决海上油田高温高盐、聚驱产出液处理困难、平台空间狭小、非均质严重稠油油藏提高采收率问题提供了新的技术[7，8]。

综合陆上油田在线调驱注入工艺和海上采油平台空间小的特点[9，10]，海上油田在线调驱所用的连续相，是一种油包水型（W/O）乳液聚合物，其与高压水配制成聚合物溶液需要经过溶解、破乳和混合过程[11-13]。因此，为了提高在线调驱用乳液聚合物黏度，保证在线调驱顺利应用实施，本文通过对内置破乳器的设计改进，进一步提高破乳效果，并通过现场实施，达到抑制含水上升、改善开发效果提高采收率的目的。

1 油田地质特征

渤海BZ 油田为海上大型复杂河流相沉积的稠油油田，主要目的层段为明化镇组下段，埋深在1 650～1 850 m。地层原油黏度为20～209 mPa·s，油藏温度在60～75 ℃，具有粒间孔发育、连通喉道大、连通性好的特点。根据岩心样品常规物性分析统计，孔隙度变化范围为18%～40%，平均33%，75%的样品孔隙度大于32%，属于高孔；渗透率分布范围为1～7 000 mD，其中78%以上的样品大于500 mD，平均1 962 mD，属于高渗到特高渗。

通过调研和地质油藏分析，从原油物性及地层水性质，井网完善程度，井组综合含水情况，是否处于断层边部，是否为侧钻井、水平井，以及生产井含水特征等6 个方面对BZ 油田井组进行筛选，初步确定E 井组储层非均质性强，井组注水矛盾突出，水流突进方向较明确，井组剩余油储量较多，在线调驱有较大的挖潜潜力。

2 在线调驱用破乳器的设计

2.1 调驱体系特点及室内实验

非均相调驱体系由分散相PPG（具有特定尺寸的黏弹性颗粒）和连续相（增黏流体、增黏助剂等）组成，可以发挥分散相与连续相“调”和“驱”的协同作用。

针对连续相，开展了速溶聚合物、乳液聚合物和复合交联聚合物三种单一增黏流体连续相与目标油藏温度、地层流体的配伍性研究，结合海上平台施工空间局限，为满足平台在线注入作业施工要求，以改变PPG及连续相组分配比控制水油流度比，达到提高采收率的目的，选择乳液聚合物ZX-5 作为首选连续相产品。

根据标准SY/T 6576-2003，利用现场水，室内进行乳液聚合物配制，用Brookfield 黏度计在65 ℃下测量取样黏度，经统计，2 000 mg/L 的条件下（200 r/min，60 min）乳液聚合物的黏度8.8 mPa·s。

2.2 提高乳液聚合物黏度的破乳器设计

综合陆上油田在线调驱注入工艺和海上采油平台空间小的特点，海上油田在线调驱所用的连续相，是一种油包水型（W/O）乳液聚合物，其与高压水配制成聚合物溶液需要经过溶解、破乳和混合过程。

经考察，现场65 ℃下，2 000 mg/L 在线配制的乳液聚合物黏度达到7.5 mPa·s，但经统计，2 000 mg/L的条件下乳液聚合物的平均黏度5.36 mPa·s，主要体现在破乳过程未能达到充分破乳。

因此，通过对原调驱流程的药剂加入口三通游壬头设计改进成内置破乳器，既节省了材料，又缩短了破乳器喷嘴与注入水管线之间的距离，理论上可进一步提高破乳效果（见图1，图2，图3）。

图1 破乳设备设计示意图

图2 破乳实物连接图

图3 内置破乳器

同时，设计了不同药剂出口喷嘴直径，满足现场配液黏度和配注量的需求（见表1）。

表1 破乳器喷嘴直径与黏度关系

该破乳器成功接入在线调驱流程中，实现了乳液聚合物增黏效果的最大化，E23 井在线调驱乳液聚合物注入井口的黏度破乳前为5.4 mPa·s，破乳后增至7.5 mPa·s。

3 乳液聚合物配注工艺流程设计

综合陆上油田在线调驱注入工艺和海上采油平台空间小的特点，在线调驱注入工艺设计原则应遵循：设备小型化、高度集成撬装化、多功能化和在线注入。设计了一套海上在线配注工艺流程，该流程包括聚合物配注乳液聚合物的加入口、破乳单元、交联剂加入口和静混器单元，对海上油田聚合物驱油所用的乳液聚合物进行在线溶解、破乳和混合工艺。该流程占地面积小，流程设备体积小、质量轻，可满足长周期、大剂量在线调驱增产作业措施要求，完全适合海上油田聚合物驱油工艺。

4 在线调驱现场实施效果

2016 年1 月至6 月，在BZ 油田E23 等3 口井相继实施在线调驱作业，调驱作业实施后，井组内注入井注入压力升高、视吸水指数下降、压降变缓，单井最高升压5 MPa，逼近最高限压，视吸水指数最大降幅达50%；对应16 口油井中，有13 口井出现不同程度的增油降水的趋势，单井最大含水下降15%，综合含水下降6%，累计增油3.8×104m3，降水5.8×104m3，经济社会效益明显。至今已推广应用6 口井，效果良好。