水驅后凝膠與表活劑交替注入驅油效果

付國強 王克亮

摘 要：針對裂縫性低滲透油藏注入水易沿裂縫突進、含水上升快、水驅效果不理想的情況，開展了水驅后凝膠與表活劑交替注入方式提高采收率室內實驗研究。通過室內凝膠體系成膠特性和穩定性評價，篩選出與實際油藏區塊注入水配伍的凝膠體系。選擇甜菜堿兩性表面活性劑用于活性劑驅，開展了雙管并聯巖心體系驅油效果研究。研究結果表明：凝膠與表活劑交替注入可明顯提高注入壓力，該體系的采收率平均值為12.03%，低滲巖心的采收率略高于高滲透巖心采收率。與表活劑驅、聚合物與表活劑交替注入相比，驅油效果更好，可以作為裂縫性低滲透油藏水驅后進一步提高采收率的技術。

關 鍵 詞：裂縫性低滲透油藏；凝膠；交替注入；驅油效果

中圖分類號：TE 357 文獻標識碼： A 文章編號： 1671-0460（2016）03-0495-03

Abstract： Because injected water always goes along fractures， water content rises rapidly and the effect of water flooding is not ideal in naturally fractured low-permeability reservoirs， indoor experimental study on alternating injection of gel and surfactant to improve the recovery rate after water flooding was carried out. Through evaluation on gelling properties and stability of gel systems， the gel system matched with the injected water was screened out. Betaine amphoteric surfactant was used for surfactant flooding. Study on oil flooding efficiency of double-tube parallel core system was carried out. The results show that the alternative injection method of gel and surfactant can obviously improve the injection pressure， mean value of the system recovery rate can reach to 12.03%， the recovery rate of low permeability core is slightly higher than that of high permeability core. Compared with surfactant flooding， the alternative injection of polymer and surfactant has better oil flooding efficiency； it can be used to improve oil recovery of fractured low permeability reservoirs after water flooding.

Key words： Fractured low permeability reservoirs； Gel； Alternative injection； Oil flooding efficiency

低滲透油藏多為天然裂縫性油藏，具有連通性差、滲透率低和層間矛盾突出等特點。此類油藏在注水開發過程中，由于裂縫的滲透率遠遠大于基質滲透率，注入水很容易沿裂縫竄進，使沿裂縫方向上的油井遭到水淹，而次要裂縫和基質系統仍為高含油飽和度區，導致注水開發效果差、采收率低，這是低滲透裂縫性油田注水開發的普遍特征[1-4]。目前，我國低滲透油田水驅開發平均采收率只有21.4%，注水開發后期提高采收率具有很大潛力。 應對低滲透油藏水驅中后期進一步提高采收率的困難，調驅是目前解決低滲透油藏增油控水問題使用較多的措施之一。但常規調驅在施工過程中仍存在很多問題，例如，目前使用的聚合物凝膠調驅劑，它具有視黏度高、流動阻力大和與油田污水配伍性差等特點，往往在近井地帶造成堵塞，導致注入壓力虛高，對中低滲透層波及效果較差，難以取得較好的增油降水效果[5-7]。

為此，本文針對低滲透油藏特點，通過室內實驗篩選出與油田污水配伍性良好的凝膠體系，選擇界面張力低、乳化性能強的甜菜堿兩性表面活性劑用于活性劑驅，開展雙管并聯巖心體系驅油實驗，研究凝膠與表活劑交替注入的驅油效果。希望能為裂縫性低滲透油田水驅后的開發提供一定的技術參考。

1 實驗部分

1.1 藥劑和水

實驗用油：大慶某采油廠脫水原油；

實驗用水：大慶某采油廠模擬鹽水，礦化度

3 036 mg/L；

有機鉻：三氯化鉻、乳酸、氫氧化鈉、硫脲，均為分析純；

聚合物為大慶煉化公司生產的中分子量聚丙烯酰胺干粉，相對分子量1 200×104，固含量91.29%；

表活劑：甜菜堿兩性表面活性劑，使用質量分數為0.3%。

1.2 巖心

巖心柱（平均規格為4.91 cm×10.1 cm），氣測滲透率分別為0.06、0.15 ?m2。

1.3 實驗儀器

D250型高壓注入泵、巖心夾持器、中間容器、恒溫箱、環壓泵、真空泵、壓力表、DV-II布氏粘度計等。

1.4 實驗步驟

（1）將巖心抽空4 h，飽和3 036 mg/L模擬水，測量孔隙體積；

（2）將巖心置于45 ℃恒溫箱中加熱15 h；

（3）巖心飽和模擬油，粘度9 mPa?s，飽和完后將巖心置于45 ℃恒溫箱中加熱20 h，計算含油飽和度；

（4）水驅油至高滲巖心出口含水率達98%時結束，計算水驅采收率；

（5）注入0.6 PV驅替劑，繼續水驅至低滲巖心出口含水率達98%時結束，計算化學采收率。

2 結果分析

2.1 鉻凝膠配方優選

凝膠性能要從初始粘度、成膠時間、成膠強度、穩定性幾個方面評價[8-10]。目前使用的凝膠體系多為礦化度水配制，與油田污水配伍性差。本文使用污水配制凝膠，通過研究不同聚交比的凝膠體系在45℃時的成膠時間、成膠穩定性以及成膠強度等成膠特性，篩選出與實際油藏區塊注入水相配伍的凝膠體系。最終篩選出的體系組成為：聚合物濃度為

2 500 mg/L，交聯劑濃度為100 mg/L，摩爾比為1：10，穩定劑濃度為800 mg/L。優選的凝膠體系成膠時間與穩定性如圖1和圖2所示。

由圖1和圖2可以看出優選出的凝膠體系初始粘度為20 mPa·s，與聚合物粘度差別不大，成膠時間在20 h左右，成膠時粘度可達到5 000 mPa·s，隨著成膠時間增加粘度快速上升，24 h時的粘度可達到10 000 mPa·s，48 h時粘度可到達50 000 mPa·s，30天后粘度仍可到達40 000 mPa·s以上，說明優選的凝膠體系在45 ℃條件下穩定性強，與油田污水配伍性良好，滿足調剖要求，可以用于凝膠與表活劑交替注入實驗。

Fig.2 Stability of the gel

2.2 凝膠+表活劑交替注入驅油效果

為了研究凝膠與表活劑交替注入的調驅效果，采用雙管并聯人造巖心驅油實驗。將凝膠與表活劑交替（0.1 PV）注入進行驅油效果研究，注入總量0.6 PV，凝膠的初始粘度20 mPa?s，注入靜置30 h后進行后續水驅至低滲巖心出口含水率達98%時結束，計算化學采收率。實驗重復3次，結果重復性好。留樣凝膠30 h后粘度可達7 000 mPa?s左右，考慮到實際注入過程中的剪切作用，巖心中凝膠粘度約為3 000 mPa?s。實驗結果如表1所示。由表1可以看出雙管并聯巖心體系化學采收率平均值為12.03%，高滲巖心的化學采收率平均值為11.7%，低滲巖心化學采收率平均值為13.21%，低滲巖心的化學采收率高于高滲巖心。

圖3和圖4分別為實驗3雙管并聯巖心凝膠與表活劑交替注入的驅替曲線和流量分配曲線。從圖中可以看出注入的凝膠主要進入高滲透率巖心起到封堵作用，流體轉向作用大，后續水驅壓力達到4.8 MPa左右，說明凝膠已成膠并有效封堵了高滲透層，迫使交替期間注入的表面活性劑和后續注入的水進入低滲巖心驅油，使得低滲巖心化學采收率高于高滲巖心，平均化學驅采收率可達12.24%。

2.3 不同化學驅方法驅油效果

采用性質相同的同一批次巖心，在水驅后分別進行不同化學驅方法驅油實驗，注入量0.6PV，交替注入方式與凝膠與表活劑交替注入方式相同，對比不同化學驅方法驅油效果。驗證凝膠與表活劑交替注入的可行性。

由表2可以看出凝膠與表活劑交替注入的采收率高于表活劑驅與聚表交替注入。表面活性劑主要進入高滲管驅油，提高采收率幅度較低，并聯巖心整體提高采收率僅為5.06%。

凝膠與表活劑交替注入驅油效果優于聚表交替注入驅油效果，是由于凝膠成膠后的注入壓力遠高于聚合物注入壓力，其調剖效果優于聚合物，更好的發揮了擴大波及體積的作用。考慮到油田實際生產對驅替壓力的要求，建議采用凝膠與表活劑交替注入方式。

3 結 論

（1）通過室內實驗優化出的凝膠體系配方為：聚合物2 500 mg/L，交聯劑100 mg/L，摩爾比為1∶10，穩定劑800 mg/L，成膠后粘度達到5 000 mPa?s，與油田污水配伍性好，穩定性強，可用于油田實際生產中。

（2）凝膠與表活劑交替注入并聯巖心體系化學采收率平均值為12.24%，高滲巖心的化學采收率平均值為12.04%，低滲巖心化學采收率平均值為13.52%，低滲巖心的化學采收率高于高滲巖心。說明凝膠調剖效果好，凝膠主要進入高滲透率巖心起到封堵作用，流體轉向作用大。

（3）凝膠與表活劑交替注入的采收率高于表活劑驅與聚表交替注入驅，考慮到油田實際生產對驅替壓力的要求，建議采用凝膠與表活劑交替注入方式。

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