宋 奇，時(shí)維才，紀(jì)艷娟

（中國石化江蘇油田分公司石油工程技術(shù)研究院，江蘇揚(yáng)州 225009）

油田經(jīng)過多年開發(fā)，已進(jìn)入開發(fā)中后期“高含水、高采出”階段，油井產(chǎn)量遞減快，殘余油僅僅靠水驅(qū)是很難再被驅(qū)出的。挖掘“水驅(qū)難驅(qū)動(dòng)殘余油”是提高原油采收率面臨的主要難題[1]。

隨著納米技術(shù)的不斷發(fā)展以及納米技術(shù)在很多領(lǐng)域的成功應(yīng)用，國內(nèi)外科研工作者正在努力嘗試將納米技術(shù)與現(xiàn)有提高采收率（EOR）技術(shù)融合集成，以解決傳統(tǒng)EOR 技術(shù)不能解決或難以解決的許多問題，如波及效率低、費(fèi)用昂貴、苛刻環(huán)境下的不適應(yīng)性及潛在的儲(chǔ)層傷害等。CO2吞吐具有大幅度降低原油黏度，提高原油流動(dòng)性和補(bǔ)充地層能量的特性，華東、遼河等多個(gè)油田曾開展CO2吞吐現(xiàn)場試驗(yàn)，取得了一定效果。

為進(jìn)一步提高CO2吞吐經(jīng)濟(jì)效益，通過室內(nèi)實(shí)驗(yàn)和研究，優(yōu)化出納米材料、CO2吞吐參數(shù)，并在PZ 區(qū)塊應(yīng)用，取得較好的增油效果，為稠油油田老區(qū)穩(wěn)產(chǎn)探索出一條新方法。

1 納米材料復(fù)合CO2 吞吐技術(shù)

納米材料復(fù)合CO2吞吐技術(shù)是在油井中先后注入納米溶液和CO2介質(zhì)，燜井一段時(shí)間開井生產(chǎn)，利用納米材料和CO2相互協(xié)同和強(qiáng)化，發(fā)揮整體驅(qū)動(dòng)作用。前置納米材料可有利于后續(xù)CO2段塞發(fā)揮降黏、溶解膨脹、抽提等效用，CO2可以擾動(dòng)經(jīng)過納米溶液作用后的可動(dòng)殘余油，提高洗油劑波及面積；開井后，隨地層壓力的降低，溶解CO2的原油流動(dòng)能力增強(qiáng)，采出液含水降低，原油產(chǎn)量提高[2-4]。

2 納米材料復(fù)合CO2 吞吐技術(shù)施工參數(shù)優(yōu)化

針對(duì)殘余油難驅(qū)動(dòng)問題引進(jìn)新型H 納米材料，并在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)開展了納米材料對(duì)PZ 原油的界面張力、乳化降黏、潤濕性改變等性能評(píng)價(jià)。

2.1 納米材料的評(píng)價(jià)與濃度優(yōu)化

2.1.1 分散穩(wěn)定性 常溫下，納米H 溶液可均一、穩(wěn)定分散在水相中，且靜置30 d 無明顯沉降、分層現(xiàn)象。

2.1.2 降低界面張力性能 用TX500C 全量程界面張力儀測定了納米H 溶液與PZ 原油在50 ℃下的界面張力，納米H 溶液對(duì)PZ 原油的界面張力可降低至10-2mN/m，具有較好的降低界面張力效果（見表1）。

表1 納米溶液降低界面張力性能

2.1.3 乳化降黏性能 納米材料作為前置液注入到地層后與原油發(fā)生乳化作用，使高黏度的稠油變?yōu)榈宛ざ鹊乃腿闋钜翰沙?，乳化降黏形成的乳狀液不需要十分穩(wěn)定，只要達(dá)到流動(dòng)時(shí)分散的要求即可，從而使原油具有較好的流動(dòng)性，更易流入井筒。在50 ℃條件下，將不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)的納米H 溶液與PZ 原油（903 mPa·s）以質(zhì)量比3:7 混合，用攪拌器將其混合均勻，用RS6000流變儀測得混合物的黏度（見表2）。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，隨著納米溶液濃度的增加，降黏率增加。納米H 溶液質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.005%時(shí)，降黏率為98.87%，納米H 溶液質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.01%時(shí)，降黏率為99.27%。

表2 納米材料對(duì)PZ 原油的降黏評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)

2.1.4 改變潤濕性評(píng)價(jià) 將巖心薄片放入0.005%納米H 溶液中在60 ℃下浸泡24 h 以上，取出后放置在60 ℃的烤箱中烘干，得到吸附納米顆粒的巖心片。利用OCA 光學(xué)接觸角儀測定改性前后巖心片的潤濕性（見圖1）。納米材料可將巖心的潤濕性由親水潤濕調(diào)整為中性潤濕。

圖1 納米H 溶液吸附前后巖心片潤濕角變化情況

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，納米H 材料的分散穩(wěn)定性較好，隨著納米材料濃度的增加，降低油水界面張力和乳化降黏性能更佳，因此在充分考慮經(jīng)濟(jì)效益的前提下，確定納米材料的使用濃度為0.005%。

2.2 CO2 用量和注入?yún)?shù)的優(yōu)化

2.2.1 CO2注入量 室內(nèi)實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，注入量是影響CO2吞吐產(chǎn)油量的主要因素。采用經(jīng)濟(jì)效益評(píng)價(jià)法進(jìn)行注氣量的優(yōu)化設(shè)計(jì)。考慮各項(xiàng)費(fèi)用投入，評(píng)價(jià)不同注入量下的凈收益，從而得到PZ-8 和PZ-11 井設(shè)計(jì)CO2注入量分別為800 t 和700 t，預(yù)計(jì)增油量分別為293 t 和407 t。

2.2.2 CO2注入速度 考慮PZ 區(qū)塊井組多為壓裂井，并借鑒鄰井經(jīng)驗(yàn)，確定注入速度30 t/d，同時(shí)根據(jù)實(shí)際注入壓力情況動(dòng)態(tài)調(diào)整。

2.2.3 注入壓力控制 PZ 區(qū)塊注水井注水壓力為11.2 MPa，同時(shí)依據(jù)注入速度要求，選擇注入系統(tǒng)額定壓力25.0 MPa。

3 納米材料復(fù)合CO2 吞吐現(xiàn)場試驗(yàn)

PZ 斷塊為普通稠油油藏，發(fā)育5 個(gè)砂體，平面上分布穩(wěn)定，含油面積0.5 km2，地質(zhì)儲(chǔ)量114×104t，長期未得到有效動(dòng)用，低速低采出開發(fā)。結(jié)合室內(nèi)實(shí)驗(yàn)和研究，2020 年先后在PZ-8 井和PZ-11 井開展納米材料復(fù)合CO2吞吐技術(shù)。

PZ-8 井和PZ-11 井納米材料CO2注入量、燜井時(shí)間和吞吐措施前后日產(chǎn)油量與含水率變化情況（見表3）。截止日前，2 口試驗(yàn)井日增油3.1 t，累增油967.1 t，且持續(xù)有效，納米材料復(fù)合CO2吞吐增油效果高于CO2吞吐預(yù)測增油效果（700 t）。

表3 納米材料復(fù)合CO2 吞吐現(xiàn)場試驗(yàn)井吞吐前后數(shù)據(jù)

4 結(jié)論與建議

（1）納米材料能夠在水相中均勻分散，可發(fā)揮潤濕反轉(zhuǎn)、乳化降黏、降低界面張力等多重功效，用量少，效率高，在運(yùn)移過程提高原油的洗油能力和擴(kuò)大波及體積。

（2）納米材料復(fù)合CO2吞吐技術(shù)可發(fā)揮納米材料和CO2協(xié)同降黏、增強(qiáng)原油流動(dòng)性、抽提等作用，將油層難驅(qū)動(dòng)原油變?yōu)榭沈?qū)替原油，提高原油采收率。

（3）納米材料復(fù)合CO2吞吐技術(shù)在PZ-8 和PZ-11井應(yīng)用，取得較好的增產(chǎn)效果，其增產(chǎn)效果優(yōu)于CO2吞吐預(yù)測效果，為高含水稠油油田老區(qū)穩(wěn)產(chǎn)探索出一條新方法。