改性孿連季銨鹽類注水增注劑的降壓增注實(shí)踐

付亞榮（華北油田第五采油廠）

改性孿連季銨鹽類注水增注劑的降壓增注實(shí)踐

付亞榮（華北油田第五采油廠）

孿連季銨鹽類表面活性劑活性水增注是針對(duì)目前中低滲透油田吸水能力差、注入壓力高開發(fā)的一種技術(shù)，但注入成本較高。在研制的孿連季銨鹽類注水增注劑中引入一定量含有生物活化劑的CDKT-004有機(jī)復(fù)合肥進(jìn)行改性，能使油水界面張力達(dá)到10-3mN/m數(shù)量級(jí)，更低的臨界膠束濃度，注入成本大幅度降低。現(xiàn)場(chǎng)注入濃度為300～500 mg/L，注水壓力平均下降2.47 MPa，均能完成配注。注水單耗由原來的6.23 kWh/m3降低到5.81 kWh/m3，年節(jié)約電量216×104kWh。

注水增注劑 改性孿連季銨鹽類 降壓增注 節(jié)能

孿連季銨鹽類表面活性劑具有極高的表面活性，很低的臨界膠束濃度，很好的泡沫穩(wěn)定性、鈣皂分散力、潤(rùn)濕、增溶和洗滌能力[1-3]。國外的學(xué)者主要從孿連表面活性劑結(jié)構(gòu)、合成和分析，逐步擴(kuò)展界面行為、聚集性質(zhì)、協(xié)同效應(yīng)及應(yīng)用等方面的研究。范傳聞等學(xué)者[4]將合成的表面活性劑應(yīng)用于油田，取得了提高采收率10%左右的效果。

利用合適的孿連季銨鹽類表面活性劑及助劑，通過降低油水界面張力、改變巖石的潤(rùn)濕性、抑制黏土膨脹及細(xì)菌生長(zhǎng)等，能提高注入水的滲流能力，達(dá)到低滲透油田降壓增注的目的。在研制的孿連季銨鹽類注水增注劑[5]中引入一定量的含有生物活化劑的CDKT-004有機(jī)復(fù)合肥能使油水界面張力達(dá)到10-3mN/m數(shù)量級(jí)，更低的臨界膠束濃度（CMC），并且注入成本大幅度降低。在某油田選擇了6口完不成配注的試驗(yàn)井，注入濃度為300～500 mg/L，措施前后對(duì)比，注水壓力平均下降2.47 MPa，均能完成配注。注水單耗由原來的6.23 kWh/m3降低到5.81 kWh/m3，年節(jié)約電量216×104kWh。

1 FYR-JY增注劑的改性

將研制的孿連季銨鹽類注水增注劑FYR-JY[5]按照文獻(xiàn)[6]的方法對(duì)其進(jìn)行CMC、界面張力、潤(rùn)濕性、微觀驅(qū)油等性能測(cè)定表明具有明顯的降壓增注作用，具有一定的降低界面張力、改變巖石潤(rùn)濕性、防膨和抑制微生物的作用；但是FYR-JY較高的價(jià)格，影響了現(xiàn)場(chǎng)的使用范圍。

研究表明，在孿連季銨鹽類注水增注劑中引入一定量的含有生物活化劑的CDKT-004有機(jī)復(fù)合肥將FYR-JY增注劑改性為FYR-JY01，能使油水界面張力達(dá)到10-3mN/m數(shù)量級(jí)，更低的臨界膠束濃度，注入成本大幅度降低。

1.1 FYR-JY01臨界膠束濃度

用表面張力法及電導(dǎo)法測(cè)定FYR-C溶液的CMC值，用注入水配成質(zhì)量濃度分別為100、250、400、500、600、800、900、1000 mg/L 的FYR-JY01溶液，調(diào)節(jié)恒溫水浴至45℃，用DMPY22C型表面張力儀測(cè)定此溫度下各溶液的表面張力。結(jié)果表明，表面張力Kraft點(diǎn)不明顯，其CMC約為500 mg/L。

1.2 FYR-JY01對(duì)電性的影響

用電滲法[4]測(cè)定不同濃度FYR-JY01注入水溶液對(duì)石英砂表面的ζ電位的影響，研究表明：FYR-JY01質(zhì)量濃度在600 mg/L左右時(shí)，電位接近0，此時(shí)表面電性開始轉(zhuǎn)變；當(dāng)質(zhì)量濃度為450 mg/L時(shí)，電位-2.48 mV；質(zhì)量濃度700 mg/L時(shí)，電位+2.48 mV，說明在此區(qū)間存在一個(gè)電位為0的濃度。

1.3 FYR-JY01的潤(rùn)濕性

用甲基硅油處理載玻片至親油后，用DCA-322型動(dòng)態(tài)接觸角分析儀測(cè)定蒸餾水的動(dòng)態(tài)接觸角，記錄前進(jìn)角和后退角。從結(jié)果看，不同濃度的FYR-JY01水溶液不同程度地改變玻片的潤(rùn)濕性。經(jīng)甲基硅油處理的玻片表面偏親油，接觸角大于90°，可模擬親油地層，經(jīng)FYR-JY01水溶液處理后接觸角下降，在一定濃度下潤(rùn)濕性改變效果非常好。同時(shí)，潤(rùn)濕角改變幅度并不是隨FYR-JY01濃度增大而增大，在1000 mg/L附近改變幅度最大，之后保持不變。可以認(rèn)為是FYR-JY01在玻片表面的吸附達(dá)到了平衡的結(jié)果。

1.4 FYR-JY01界面張力測(cè)定

各種濃度的FYR-C水溶液與原油之間的界面張力值均表現(xiàn)出同一種規(guī)律性，先降低至最低值，然后逐步上升達(dá)到平衡狀態(tài)。濃度為250～1000 mg/L的FYR-JY01水溶液與原油之間瞬時(shí)界面張力最低值均達(dá)到超低(10-3mN/m數(shù)量級(jí))，平衡界面張力值也較低，在10-1mN/m，甚至10-2mN/m數(shù)量級(jí)。隨著FYR-JY01水溶液濃度的降低，與原油之間的瞬時(shí)界面張力值和平衡界面張力值均呈現(xiàn)降低的趨勢(shì)。

2 現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用

現(xiàn)場(chǎng)上采用注水井井口或配水間安裝直接向注水井管網(wǎng)上高壓添加FYR-JY01的流程，包括低壓閥門、電動(dòng)泵、管線、高壓閥門、儲(chǔ)藥箱、電動(dòng)高壓比例加藥泵和單流閥等。電動(dòng)泵將FYR-JY01藥劑泵入儲(chǔ)藥箱，由電動(dòng)高壓比例加藥泵按調(diào)整好的流量將藥劑注入高壓注水管線，讓藥劑與注入水在管線內(nèi)混合然后注入地層，達(dá)到降壓增注的目的。

在某油田選擇了6口完不成配注的試驗(yàn)井，注入濃度為300～500 mg/L，措施前后對(duì)比，注水壓力平均下降2.47 MPa，均能完成配注。注水單耗由原來的6.23 kWh/m3降低到5.81 kWh/m3，年節(jié)約電量216×104kWh。

典型井例：深6-162井自2009年4月開始注水，注水后壓力從17.5 MPa快速上升至23.6 MPa，2009年7月后，注水壓力保持穩(wěn)定，但注水量從40 m3/d降至20 m3/d，至2010年2月日注水量?jī)H為5 m3。2010年3月開始按400 mg/L注入FYR-JY01增注劑。第一階段注入增注劑10 m3，注入壓力從23.8 MPa抬升至25.1 MPa，然后緩慢降至20.3 MPa，日注水量30 m3；2010年8月注水壓力上升至21.9 MPa，日注入量16 m3；第二階段按300 mg/L注入FYR-JY01增注劑25 m3后開始后續(xù)水驅(qū)，注入結(jié)束時(shí)注水壓力20.6 MPa，日注入量25 m3，視吸水指數(shù)上升了0.421 m3/（d·MPa）。

3 結(jié)論

改性孿連季銨鹽類表面活性劑具有很高的表面活性，很小的臨界膠束濃度。現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)表明，改性孿連季銨鹽類表面活性劑具有降壓增注的效果，對(duì)中低滲透油田高效開發(fā)具有應(yīng)用價(jià)值。

[1]譚中良,韓冬,楊普華.孿連表面活性劑的性質(zhì)和三次采油中應(yīng)用前景[J].油田化學(xué),2003,20(2):187-189.

[2]才程,葛際江.孿二連季銨鹽表面活性劑[J].油田化學(xué),2001,18(3):278-281.

[3]牛金平,王軍.新型表面活性劑的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與物化性能[J].日用化學(xué)品科學(xué),2000,23(2):46-49.

[4]范傳聞,劉衛(wèi)東,蕭漢敏，等.孿連表面活性劑SL-1提高采收率研究與應(yīng)用[J].石油鉆采工藝,2008,30(4):92-95.

[5]付亞榮,吳澤美,李造吉,等.一種孿連季銨鹽類注水增注劑[P].中國專利:ZL 200910238209.0,2011-08-03.

[6]付亞榮.注水井化學(xué)降壓增注劑室內(nèi)研究[J].石油鉆采工藝,2009,31(5):77-80.

10.3969/j.issn.2095-1493.2012.02.015

付亞榮，1987年畢業(yè)于重慶石油學(xué)校，高級(jí)工程師，主要從事油田開發(fā)方面的研究，E-mail：cy5_fyr@petrochina.com.cn，地址：河北省辛集市華北油田第五采油廠，052360。

2011-10-22)