長6特低滲儲層驅油用表面活性劑性能評價及礦場試驗

崔鵬興，梁衛衛, 張文哲

（陜西延長石油（集團）有限責任公司研究院， 陜西 西安 71069）

長6特低滲儲層驅油用表面活性劑性能評價及礦場試驗

崔鵬興，梁衛衛, 張文哲

（陜西延長石油（集團）有限責任公司研究院， 陜西 西安 71069）

通過對鄂爾多斯盆地一低滲透M區塊驅油用表面活性劑的界面張力、乳化能力的測試，并在室內通過物理模擬實驗，主要是針對M區巖心基本特征，研制模擬巖心進行表面活性劑驅油實驗和滲吸實驗。結果表明，該表面活性劑溶液可以提高低滲巖心的微觀驅油效率，且滲透率越低其提高的程度越大，滲吸實驗結果說明了表面活性劑溶液的滲吸對于注入水的滲吸是有提高的作用，其主要機理是降低了油滴的流動阻力。并通過M區柳90-38和96-32井組注表面活性劑礦場試驗，進一步說明了表面活性劑溶液對于提高原油采收率的效果。

低滲透油藏；表面活性劑；驅油效率；滲吸；表面活性劑礦場試驗

低滲特低滲儲層的開發越來越受到重視，表面活性劑驅對于低滲透儲層驅油具有良好的前景，已經顯示出了巨大的優勢，成為主要提高原油采收率的方法之一[1,2]。

根據M區塊長6特低滲儲層利用表面活性劑進行了先導性實驗，取得了較好的效果。先從實驗室對表面活性劑進行性能評價，并從礦場試驗中得到了認識和進展。

1 室內試驗對表面活性劑的評價

1.1 試驗儀器及材料

JJ2000B旋滴界面張力儀，ISCO，MODEL 10000000DX恒流泵（精度：0.000 01 mL/min），滲析瓶，恒溫箱（油氣藏開發模擬系統），壓力傳感器，中間容器和壓力記錄計算機等。

實驗室模擬巖心，0.2%A表面活性劑體系（M注區入水體配置），M區地面脫氣脫水原油，M區長6儲層地層水，M模擬注入水，石油醚等。

1.2 試驗方法

（1）界面張力的測定

用 JJ2000B旋滴界面張力儀，在 54 ℃、6 000 r/min的轉速下測定M區地面脫氣原油與A表面活性劑溶液的界面張力。

（2）乳化能力的測定

在溫度室溫下，將A表面活性劑體系與M區塊原油以體積比7:3在刻度試管中混合，震動5分鐘，計量乳化水率[3]。

（3）短巖心表面活性劑驅油的測試

短巖心均選用Φ2.5 cm×10 cm的均質親水巖心，基本參數見表1。實驗在恒溫54 ℃，注入速度為1 m/d，先用注入水驅替，當出口端含水上升至98%并不在下降時，換濃度為0.2%的A表面活性劑溶液驅替，直到不出油為止。

表1 表面活性劑驅油實驗結果Table 1 Surfactant displacement experiment results

（4）滲吸能力的測定

根據石油行業標準SY/T5336-2006來測定巖心的滲透率等參數，在54℃的恒溫箱里造束縛水，并測量其孔隙度，然后注入M區長6原油。放入滲吸瓶中定時觀察，并記錄出油量。

表2為滲吸實驗所用的巖心基本參數。巖心均為實驗室人工模擬的均質親水巖心。

表2 低滲親水巖心基本參數Table 2 The basic parameters of the hydrophilic core permeability

1.3 試驗結果及討論

分別測試得到界面張力、乳化能力、表面活性劑驅油結果以及滲吸結果。

（1）界面張力

如圖1，0.2%A表面活性劑體系的平衡界面張力為7.69×10-3mN/m，屬于超低界面張力。

圖1 界面張力測試曲線Fig.1 Interfacial tension test curve

（2）乳化能力

測試的乳化能力衰變曲線為圖 2，可以看出，A表面活性劑溶液的乳化能力較差，初始乳化水率在26%左右。

圖2 乳化衰變曲線Fig.2 Emulsified decay curve

（3）短巖心表面活性劑驅油的測試結果

從表3和圖3可以看出，表面活性劑可以提高微觀驅油效率，但由于A表面活性劑溶液的乳化性能不是很強，所以提高的微觀驅油效率不是很大，但是可以明顯的看到，在低滲特低滲區域，表面活性劑驅油效率效果比較明顯，在0.2 mD的時候提高的驅油效率能達到 4%，且滲透率越低表面活性劑驅油效果越高[4]。

表3 表面活性劑驅油實驗結果Table 3 Surfactant oil displacement experiment results

圖3 滲透率對A表面活性劑驅油效率的影響Fig.3 Influence of permeability on surfactant oil displacement efficiency

（4）滲吸實驗結果

從表 4和圖 4中可知，A表面活性劑溶液在0.2-10滲透率范圍內，都可以提高滲吸驅油效率，跟注入水滲吸效果相比，表面活性劑溶液對于低滲巖心是可以提高滲吸效率。且隨著滲透率減小滲吸驅油效率也變小，在10 mD 左右滲透率的3-1和3-2巖心滲吸效率是最高，最低的為1-2組，表面活性劑溶液滲吸在三組中均高于注入水的滲吸，說明了表面活性劑溶液使得巖心中的原油得到活化，降低了油滴啟動的阻力，使得粘附功降低因子變小，增加了巖心的驅油效率[5,6]。

表4 低滲親水巖心滲吸結果Table 4 Imbibition of the hydrophilic core of low permeability

圖4 低滲透巖心滲吸驅油動態曲線Fig.4 Low permeability core imbibition dynamic curve

2 M區柳90-38和96-32井組注表面活性劑礦場試驗

2.1 試驗目的

單獨考察表活劑在三疊系長6油藏洗油效果。

2.2 注入濃度

根據前面表面活性劑濃度對界面張力的影響評價實驗，表活劑在濃度0.2%～0.5%范圍內，均可實現超低界面張力，考慮到注入過程中的地層水稀釋和地層吸附影響，選擇注入濃度為 0.5%進行試驗。

2.3 注入速度和注入量

依托已有注水系統，采用原配注量進行施工，注入壓力不做調整，注入速度為37～40 m3/d。

通過室內不同注入PV數對水驅后表活劑驅油效率的評價，當注入量在0.6～0.8 PV時，驅油效率值趨于穩定。針對現場的實際情況，采取分段塞的方式注入，達到注入PV數。90-38井組注入一個段塞，注入2 671 m3，0.004 PV。柳92-36注入兩個段塞。第一斷塞注入1 498 m3，注入0.003 PV，第二段塞注入3 378 m3，注入0.008 PV，累計注入4 876 m3，0.011 PV。

2.4 試驗效果

試驗兩個井組井間連通性好，試驗前測試吸水剖面較均勻。其中柳90-38油層厚度24.2 m，吸水厚度8.59 m；柳92-36油層厚度12.2 m，吸水厚度4.13 m。

柳90-38井組2012年注表活劑后，井組油井見效8井次，見效率100%，液量上升、油量上升、含水下降，增產幅度32.0%，至目前效果持續穩定，有效期7個月(圖5)。

柳92-36井組，注入兩個段塞。2011年注表活劑0.003 PV，對應油井液量上升、油量上升、含水下降，增產幅度8.8%，有效期7個月以上，至2012年注第二段賽前持續有效。第二段塞注入0.008 PV，增產幅度12.8%，至目前有效期7個月，持續有效。該井組累計增產幅度22.7%。從兩次注入情況來看，見效高峰期在注入后第二個月，后期逐月遞減(圖6)。

圖5 柳90-38井組生產曲線Fig.5 Liu 90-38 well group production curve

圖6 柳92-36井組生產曲線Fig.6 Liu 92-36 well group production curve

3 結論與認識

（1）在低滲和特低滲油藏中，表面活性劑可以提高原油的采收率，一般情況下，在親水性低滲油藏中表面活性劑可以提高微觀驅油效率，滲透率越低的表面活性劑提高的微觀驅油效率越高，提高的驅油效率為1%～4%。

（2）表面活性劑溶液可以提高滲吸驅油效率，在低滲透巖心中，其滲吸驅油效率比注入水滲吸的驅油效率要高 2%左右。在油藏中可以擴大波及效率，降低油滴的流動阻力，使得采收率提高。

（3）現場試驗表活劑注入后對應部分油井出現了液量上升的作用、液量上升特點，表活劑在地層提高了洗油效率。增產幅度主要是由于油層厚度越大，吸水厚度越大，增產幅度越大，效果持續時間越長；從柳92-36兩次注入情況對比，注入PV數越大，見效越明顯。

［1］ 趙福麟.油田化學[M].東營：石油大學出版社，2010:110-112.

［2］ Meyers J,Pitts M J,Wyatt K.Alkaline-surfactant-polymer of the West Kiehl,Minnelusa Unit:SPE,24144[P].1992.

［3］ 孫春柳，康萬利，劉衛東等.影響原油乳狀液穩定性的因素研究[J].石油天然氣學報（江漢石油學院學報）,2010，32(2)：134-136.

［4］ 王業飛，李繼勇，趙福麟.高礦化度條件下應用表面活性劑的驅油體系[J].油氣地質與采收率，2001(2)：67-69.

［5］ 李繼山.表面活性劑體系對滲吸過程的影響[D].中國科學院研究生院，2006：40-72．

［6］ 曲志浩.孔令榮.低滲透油層微觀水驅油特征[J].西北大學學報（自然科學版），2002，32(4)：329-334．

Performance Evaluation and Field Test of a Displacement Surfactant Used in Chang 6 Low Permeability Reservoir

CUI Peng-xing , LIANG Wei-wei, ZHANG Wen-zhe
（Research Institute of Shaanxi Yanchang Petroleum(Group) Co.,Ltd., Shaanxi Xi’an 71069, China）

Through the interfacial tension and emulsifying capacity test of a surfactant for oil displacement in M area of Ordos basin, and the indoor physical simulation experiment, oil displacement experiment and imbibition experiment of the surfactant on simulated core based on core basic characteristics of M area were carried out. The results show that, the surfactant solution can improve the oil displacement efficiency of low permeability cores; the lower the permeability, the higher the enhanced degree. Imbibition experiment results show that the surfactant solution imbibition can increase injected water imbibition obviously,its main mechanism is to reduce the flow resistance of oil drop. Through the surfactant flooding pilot test in Liu 90-38 and 96-32 well group of M area, oil recovery effect of surfactants was further proved.

Low permeability reservoir; Surfactant; Oil displacement efficiency; Imbibition; Surface active agent field test

TE 357

A

1671-0460（2015）08-1832-03

2015-02-10

崔鵬興（1986-），男，陜西西安人，助理工程師，碩士，2013年畢業于中國石油大學（北京）石油與天然氣工程，研究方向：從事油氣田開發工作。E-mail：butterapple@163.com。