三元復合體系在剩余油油藏中的應用與研究

楊磊 王立軍

摘 要：大慶油田二次采油后還有很多含剩余油油藏，針對這種油藏進行三元復合驅室內實驗研究，實驗結果表明，二次采油后進行三元復合驅油即堿/表面活性劑/聚合物對原油的采收率有明顯的提高。其中聚合物濃度以及表活劑濃度對剩余油開采都有著重要的作用，通過調整聚合物濃度，表面活性劑濃度對采收率的影響從而確定合理的開采濃度進一步提高油田剩余油的采收率。

關 鍵 詞：三元復合驅；提高采收率；聚合物；剩余油；表面活性劑

中圖分類號：TE 357 文獻標識碼： A 文章編號： 1671-0460（2016）08-1687-03

Abstract： There are many containing residual oil reservoirs in Daqing oilfield after secondary recovery. In this paper， laboratory experiment of ASP system in remaining oil reservoirs was carried out. The experimental results show that the ASP system of alkali/surfactant/polymer has significant effect on enhancing oil recovery after secondary recovery. The polymer concentration and surfactant concentration have important effect on the remaining oil development， suitable polymer concentration and surfactant concentration can further improve the recovery of residual oil.

Key words： ASP flooding； EOR； polymer； remaining oil； surfactant

從上世紀80年代以來，ASP三元復合驅油驅替技術在油田的應用成為提高原油油藏中剩余油的采收率的最可靠的技術之一。目前在國內油田中有很多油田開始采用堿/表面活性劑/聚合物三元復合驅油技術。三元復合驅油效果之所以得到認可那是因為三元復合驅體系中堿與表活劑通過與原油油藏中剩余油中的酸發生化學反應從而降低了液體的界面張力，同時三元中的堿又可以在驅油之后把聚合物、表活劑等化學藥劑帶出縫隙，降低對儲層傷害，使三元復合驅變得更加環保。因此，對陸地上油田開展三元復合驅油驅替技術對陸地上油田剩余油的開發具有很重要的意義，同時也是最為可行的辦法[1]。

三元復合驅油驅替技術在大慶油田已經進行了多年的室內實驗研究，隨著一次、二采的完結與欠缺這給三元復合驅油技術帶來了機會與挑戰。

本文針對大慶油田油層的地層非均質性強，層與層之間的內部矛盾嚴重等現象，通過調節三元復合驅油中的聚合物、表活劑的不同濃度，結合復合驅油理論，給出直接的效果圖，通過現場的實驗實施來借鑒現場實驗，從而分析不同濃度的聚合物以及表活劑濃度對原油油層中剩余油的采收率的影響并確定最佳聚合物、表活劑濃度，總結出三元復合驅開采可行性方案[2，3]。

1 實驗部分

1.1 材料與設備

1.1.1 試驗設備

實驗儀器有平流泵、傳感器、恒溫箱、收集器、真空泵、巖石夾持器、中間容器、真空泵、電子天平等等。

1.1.2 試驗材料

（1）實驗用水。實驗中所需要用的水均是從現場油井中飯采出的水在蒸餾之后收集得到，這樣得到的水仍然保持著和地下油中水相同的物性參數，如礦化度、酸堿性等等。盡可能的模擬與地下相同的條件。

（2）實驗用油。實驗中所用到的油為大慶油田采油七廠油井生產原油，這種原油的粘性在45C0時粘度為8.7mPa·s。

（3）實驗需要的化學試劑。化學劑包括聚合物以及表面活性劑，試驗中所應用的聚合物為P600磺酸鹽、以及碳酸氫鈉。表活劑為高級脂肪酸鹽。

（4）實驗巖心。實驗巖心采用天然巖心，為保證實驗的準確性實驗巖心同樣為七廠鉆井時所取的天然巖心，這種巖心的滲透率經過實驗測得該巖心的滲透率為0.07 μm2 [4]。

1.2 內容與方法

（1）水驅油后剩余油的采收率

用水驅替巖心，驅替后查看原有的采收率。

（2）水驅油后進行三元復合驅

當水驅實驗在含水率達到98%以后，采用聚合物驅油，把實驗結果與之上實驗對比分析總結三元復合驅油對提高采收率的影響。

（3）不同濃度聚合物濃度對驅油效果的影響

同樣是在水驅油后當含水率達到98%之后分別采用濃度600、900 mg/（L·PV）聚合物用量，相對分子質量為700×104的聚合物驅油，與之前實驗對比總結分析聚合物濃度對采收率的影響。

（4）不同表面活劑對驅油效果的影響

在水驅油后當含水率達到98%分別采用活性劑濃度分別為0.4%、0.6%、0.8%的表面活劑驅油將結果與實驗數據對比，總結表面活劑濃度對采收率的影響。

1.3 實驗方法

所有的實驗均采用驅替流量為0.4 mL/min。在水驅含水率達到98%時，轉為三元復合驅。一、水驅濃度達到98%后分別采用600、800、1 000 mg/（L·PV）濃度聚合物進行驅油實驗；二、水驅達到98%后采用濃度為0.4%、0.6%、0.8%表活劑進行驅油實驗。實驗要在45攝氏度恒溫箱中進行[5]。

2 結果與討論

2.1 單純水驅

單純的水驅實驗采用兩塊巖心進行，采收率分別為47%和45%。將實驗的兩塊模型分別解剖，從而可以看出剩余油在巖心中是如何分布的。在接下來的實驗中單純水驅油的采收率大概在42%～ 48%之間，與真實情況基本相同，從而可以很好反應出地下油層真實的水驅油的采收率。

2.2 三元體系驅

如表1所示在采用水驅后采用三元復合體系驅油后采收率平均增值17有了明顯的提高，增值很大，所以三元復合驅油在油田提高采收率方面有很大的作用。在水驅之后采用三元復合驅油技術能夠很好的采出油層內剩余油，從而帶來更大的經濟效益。

2.3 不同濃度聚合物濃度對驅油效果的影響

此次實驗要保持段塞注入0.5PV條件下進行，表活劑濃度為采用0.4%，通過改變聚合物濃度從而得到實驗結果如圖1。

實驗中聚合物的濃度使用了600、800和1 000 mg/（L·PV）三種聚合物濃度的用量。從圖中可以看到當表面活劑濃度一定是隨著聚合物濃度的增加原油的采收率是有所增加的，聚合物的粘度是聚合物溶液在驅油時的決定因素，聚合物驅油的機理原因就是通過聚合物的粘度使水油混合液中流度比發生變化，增加滲流中的阻力，在地層中擴大波及到的體積從而提高采收率的，實驗中當聚合物濃度增大時相應的地下所波及到的體積變大，從而使油水的流度比發生改變，提高采收率一共有兩種辦法即擴大波及體積和提高洗油效率，但是考慮到成本及對地層傷害的問題，建議采用800 mg/（L·PV）濃度聚合物。

2.4 不同表面活劑對驅油效果的影響

實驗中采用聚合物濃度800 mg/（L·PV），段塞注入0.5 PV，通過改變表面活劑濃度，在聚合物濃度一定的情況下分別采用0.4%、0.6%、0.8%的聚合物濃度，實驗結果如圖2。

從圖2中可以看到，表活劑濃度越大采收效果越明顯，之所以這樣是因為當表面活性劑溶液進入油層之后，通過與油層中天然液體和油層中的孔隙、縫隙表面發生一系列的化學反應，從而可以降低油與水的界面張力，同時也可以加強油層中液體的乳化效果，同時又可以改變孔隙、縫隙等表面的表面潤濕性等效果，將原先存在油層中的油與巖石、油與水、水與巖石等界面比較復雜的結構變得更加簡單，從而使油層中的剩余油進行一系列化學反應并朝著有利于剝離脫落、重新啟動和更易滲流的有利方向轉變，通過實驗得出表面活性劑一方面可以使剩余油對原先的地層孔隙、縫隙表面的沾粘能力減弱，從而提高了原油的洗油效率，另一方面，通過界面張力下降之后，可以很好的加強分散在小孔隙中的剩余油與剩余油的再次融合在一起和再次聚集在一起的能力，從而當剩余油在油層縫隙中流動的過程中逐漸的匯集一起，從而形成油墻、油帶，從而改善驅油效果。從而滿足提高采收率另一個條件。但是適當的表活劑濃度可以與油層中剩余油很好的降低界面張力，同時還要有一定的親水親油配比，結合現成實驗效果建議采用表活劑濃度0.6%[6-8]。

3 結 論

（1）很多油田在水驅后的油層中扔存在著較多的剩余油，仍然具有很高的開發價值。這就要求我們用新的方法開采剩余油。

（2）三元復合驅改變聚合物濃度對采收率影響很大，隨著聚合物濃度的增高采收效果也就更加明顯，但是結合現成實驗結果分析，應考慮成本，效益，對油層的上害，污水處理等眾多因素綜合考慮選用適當的聚合物濃度即800 mg/（L·PV）[9]。

（3）表活劑在提高采收率中有著重要的作用，是提高采收率的關鍵，從實驗中可以看到表活劑濃度越大驅油效果越是明顯，但同樣表活劑的配置要考慮眾多的因素即要求表面活性劑的親水、親油部分有恰當的平衡比例，在任一體相中有過大的溶解性，則不利于產生低界面張力，從而影響剩余油的開采。通過實驗研究用濃度6%高級脂肪酸鹽表活劑驅油效果最為理想。

（4）通過室內實驗的研究，該方案能很好的滿足大慶油田對剩余油開采的需要基本上可以使剩余油的采出程度達到百分之六七十左右，并很好的補充地層能量。

參考文獻：

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