尚店油田常規稠油二元復合驅實驗研究

孫 寧

(中國石化勝利油田分公司濱南采油廠，山東濱州 256606)

尚店油田常規稠油二元復合驅實驗研究

孫 寧

(中國石化勝利油田分公司濱南采油廠，山東濱州 256606)

實驗研究了尚店油田東四、東五區塊稠油油藏二元復合驅開發配方，通過對表面活性劑、聚合物類型及兩者之間的配伍性研究，篩選出了適合該區塊的聚合物和表面活性劑；通過模擬地層條件進行注入濃度、注入段塞對提高采收率的影響實驗，確定了適合尚店油田的二元驅復合驅配方。

尚店油田；二元驅；聚合物；表面活性劑

尚店油田東四東五區塊是尚店油田東營組油層發育最好的區域，是一個高孔、中高滲、常規稠油的巖性-構造油藏。由于儲層巖性和物性的差異以及長期水驅開發不均衡的矛盾，層與層之間儲量動用程度存在一定的差異，水驅效果逐年變差。復合驅油技術[1-8]可以大幅度地提高原油采收率，因此本文研究了尚店油田二元復合驅開發方案。

1 聚合物基本性能實驗

聚合物的基本物化性能評價指標主要包括固含量、黏度、水解度和過濾比等，通過這些性能檢測，初步篩選出幾種合適的聚合物，實驗數據表明目前現場使用聚合物的基礎物化性能均能滿足礦場需要(表1)。

表1 聚合物基本物化性能

1.1 聚合物增黏性能

黏濃曲線主要是考察聚合物溶液經地層水稀釋后的增黏能力[6]。用勝利鹽水Ⅱ配制聚合物母液5 000 mg/L,然后用勝利鹽水Ⅱ稀釋母液至濃度為500、1 000、1 500、2 000和2 500 mg/L聚合物溶液，在溫度為75 ℃測試評價表觀黏度，評價結果見圖1。可以看出，評價的5個聚合物樣品的表觀黏度都隨著聚合物濃度的增大而增大；除1#聚合物在各個濃度條件下黏度較高外，其它4個聚合物增黏性能相當。

圖1 不同聚合物黏度與濃度關系

1.2 聚合物耐鹽性能

黏鹽曲線主要是考察聚合物溶液的抗鹽性能，即礦化度對聚合物增黏性的影響，對5個聚合物樣品的黏鹽關系評價結果見圖2?？梢钥闯?，在聚合物濃度1 500 mg/L、剪切速率7.34 s-1條件下，5個樣品的表觀黏度都隨著礦化度的增大而減小。

圖2 耐鹽性能試驗結果

1.3 聚合物抗鈣鎂能力

抗鈣鎂能力主要是考察聚合物溶液的抗鈣鎂性能，即高價離子對增黏性的影響，對5個聚合物樣品的評價結果見圖3。在聚合物濃度1 500 mg/L、剪切速率7.34 s-1條件下，以勝利鹽水Ⅱ為基礎，稀釋鹽水中加入CaCl2，5個樣品的表觀黏度都隨著鈣離子含量的增大而減小。

圖3 抗鈣鎂性能試驗結果

1.4 現場條件下聚合物增黏性能評價

該區塊注入井水樣總礦化度為22 630 mg/L，Ca2+、Mg2+總量為788 mg/L；地層溫度為51 ℃， 所以該區塊油水特點為礦化度高、鈣鎂二價離子含量高，地層溫度相對較低。根據現場注入水分析結果，實驗室配制模擬鹽水，鹽水總礦化度為23 000 mg/L，鈣鎂離子含量為800 mg/L。用現模擬鹽水配制不同濃度的聚合物溶液，在7.34 s-1、55 ℃條件下，測試了不同濃度下黏度的情況，結果見圖4。由測試結果發現，聚合物濃度低于1 000 mg/L時，5種聚合物表觀黏度基本相當，當濃度大于1 500 mg/L時，1#聚合物表觀黏度較其它聚合物略高，但5種聚合物表觀黏度差距不是很大。

圖4 不同濃度聚合物的增黏性能

通過對5種聚合物一系列的評價實驗，發現5種聚合物基本都能滿足聚合物評價標準要求。綜合考慮聚合物表觀黏度和特性黏度測定結果，建議推薦使用聚合物：5#、1#、4#和2#。

2 表面活性劑[4-5]配方設計

針對該區塊注入水礦化度高，Ca2+、Mg2+濃度高的情況，通過40余種活性劑對區塊的尚23-更14井原油進行的界面張力實驗表明，在尚店油田油水條件下，單一磺酸鹽型表面活性劑活性較差，而SHY-11#兩性活性劑可以使油水界面張力達到超低。因此針對SHY-11#活性劑及其與磺酸鹽(SLPS)復配進行系列性能評價。

2.1 濃度窗口分析

分析了SHY-11#表面活性劑的單一及復配體系不同質量分數對23-更-14井原油的界面張力，結果如圖5。結果表明, SHY-11#表面活性劑的單一及復配體系與23-更-14井原油的界面張力均可進入超低界面張力區，并且兩體系在該油藏條件下有較寬的濃度窗口，可以滿足試驗需要。綜合考慮經濟、地層吸附等因素，選用表面活性劑體系為：0.3% SHY-11#和0.2% SLPS+ 0.2%SHY-11#。

圖5 SHY-11#表面活性劑的單一及復配體系濃度變化趨勢圖

2.2 原油適應性

為檢驗表活劑對區塊其它井原油的適應性，研究了其對尚44-9、尚42-7兩口井原油的降低界面張力能力。結果見表2?？梢钥闯?，表活劑對各原油都能產生超低界面張力，具有良好的適應性。

表2 表面活性劑對尚店原油的適應性

2.3 熱穩定性

為了考察在地層溫度下，表面活性劑體系經過長期熱穩定后降低油水界面張力的能力，進行了熱穩定性實驗。置入51 ℃恒溫箱中，定時取樣測定界面張力，結果見表3。結果表明：兩體系在51 ℃恒溫放置30 d后仍然對23-更-14井原油具有很好的降低界面張力能力，熱穩定性好。

2.4 抗鈣鎂能力

表3 體系長期熱穩定性 mN·m-1

配制以尚店35#站注入水中鈣、鎂離子濃度為基礎，加入CaCl2，測定界面張力。實驗發現，Ca2+、Mg2+離子總濃度在1 500 mg/L時體系澄清，界面張力仍能達到超低，實驗結果見表4。

表4 抗Ca2+、Mg2+能力實驗結果 mN·m-1

3 聚合物與表面活性劑配伍性研究

3.1 聚合物對界面張力的影響

在0.3%SHY-11#體系、0.2%SLPS+0.2%SHY-11#活性劑復配體系中加入1500mg/L不同聚合物，測試界面張力，由表5可以看出，聚合物對活性劑降低界面張力的能力影響較小。

表5 聚合物對界面張力的影響

3.2 表面活性劑對聚合物黏度的影響

用尚店油田35#站水配制聚合物1#和5#的 5 000 mg/L母液，然后與表面活性劑混合攪拌均勻，使聚合物濃度為1 500 mg/L，測定混合溶液黏度，結果見表6。可以看出，表面活性劑對聚合物的黏度影響甚微。

4 室內驅油實驗

通過在實驗室模擬地層條件(包括地層實際溫度、壓力、滲透率、含油飽和度等)對篩選配方進行注入濃度、注入段塞、注入時機等實驗，制定合適的注入方案。

表6 表面活性劑對聚合物黏度的影響

油水樣品：用蒸餾水配制成地層水、注入水(礦化度26 516 mg/L)，用煤油和尚23-更-14井脫水原油配制模擬油。

巖心模型：用石英砂充填的管子模型；長30 cm，直徑1.5 cm，滲透率1 500×10-3μm2。

注入方案: 模型先抽空再飽和水，在含水94%注入不同PV的 配方段塞，轉水驅，至含水大于98%結束。

4.1 活性劑質量分數對提高采收率影響

固定聚合物濃度1 500 mg/L，注入段塞0.3 PV，實驗結果見表7，可以看出活性劑質量分數對采收率影響不大，因此確定活性劑質量分數單一體系為0.3%，復配體系為0.4%。

表7 活性劑質量分數對采收率影響

4.2 聚合物濃度對提高采收率的影響

固定活性劑質量分數，注入段塞0.3 PV，研究聚合物濃度為1 500、1 800 mg/L時對提高采收率幅度的影響(表8)。結果表明，隨著聚合物濃度的增加，提高采收率幅度也在增大，但是增幅不大，因此聚合物濃度確定為1 500 mg/L。

表8 聚合物濃度對采收率的影響

綜合上述實驗結果，室內初步推薦復合驅油配方為：0.3%SHY-11#+1 500 mg/L 1#，0.2%SLPS+0.2%SHY-11#+1 500 mg/L 1#，注入段塞0.3 PV。

5 結論

(1)針對尚店油田東四東五區塊，篩選出了兩種二元驅配方：0.3%SHY-11#+1 500 mg/L 1# 和0.2%SLPS+0.2%SHY-11#+1 500 mg/L 1#。

(2)驅油實驗表明，按照兩種二元復合驅配方注入段塞0.3 PV，可分別提高采收率17.2%、16.7%，因此，在尚店油田開展二元復合驅是可行的。

[1] 陳 挺, 張貴才,葛際江．普通稠油SP二元復合驅波及系數與驅油效率的關系[J].石油化工高等學校學報，2014，27(2)：66-70.

[2] 李堪運，李翠平，趙光，等．非均質油藏二元復合驅合理毛管數實驗[J].油氣地質與采收率，2014，21(1)：87-91.

[3] 別夢君，盧祥國，于濤，等．二元復合驅增油效果及采出液性質實驗研究[J].特種油氣藏，2010，17(6)：97-99，86.

[4] 朱友益，沈平平．三次采油復合驅用表面活性劑合成性能及應用[M].北京：石油工業出版社，2002：55-70.

[5] 陳秋芬，江建林，羅曉義．中原油田表面活性劑/聚合物二元復合驅技術室內研究[J].油田化學，2008，25(1)：77-81.

[6] 夏惠芬，王德民，關慶杰，等．聚合物溶液的黏彈性實驗[J].大慶石油學院學報，2002，26(2)：105-108，140.

[7] 陳廣宇，田艷春，鹿守亮，等．二類油層復合驅配方中化學劑適應性及選取[J].大慶石油地質與開發，2010，29(3)：150-153.

[8] 唐鋼，李華斌，蘇敏．復合驅界面張力與驅油效率的關系研究[J].大慶石油地質與開發，2005，24(3)：81-83.

編輯：李金華

1673-8217(2015)05-0097-04

2015-03-20

孫寧，工程師，1983年生，2006年畢業于中國石油大學(華東)石油工程專業，現從事油田開發管理工作。

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