弱堿三元復(fù)合體系提高采收率效果評價

徐思寧 張繼紅 楊豐源

摘 要： 大慶油田目前已經(jīng)進(jìn)入高含水階段，但油藏中仍殘留大量原油，因此針對大慶油田目前的開采狀況，為提高大慶油田非主力油層實(shí)施弱堿三元復(fù)合體系驅(qū)油效果，進(jìn)行室內(nèi)模擬驅(qū)油實(shí)驗(yàn)，得到不同注入時段和不同表面活性劑濃度、聚合物濃度的驅(qū)油效果。通過實(shí)驗(yàn)可得：水驅(qū)轉(zhuǎn)注為弱堿三元復(fù)合體系的時間越提前，采收率越高；主段塞內(nèi)注入聚合物和表面活性劑的體積越大，采收率越大；在水驅(qū)基礎(chǔ)上，采用Mr（相對分子質(zhì)量）為800×104抗鹽聚合物和Mr（相對分子質(zhì)量）為1 500×104聚合物的三元復(fù)合體系在水驅(qū)基礎(chǔ)上化學(xué)驅(qū)采出程度均大于22%。

關(guān) 鍵 詞：弱堿；三元復(fù)合體系；表活劑濃度；聚合物濃度

中圖分類號：TE357 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A 文章編號： 1671-0460（2016）08-1750-03

Abstract： Daqing oilfield has entered high water cut stage at present， but huge quantities of crude oil still remains in reservoirs.In this paper， based on the present production condition of Daqing oil field， in order to improve displacement effect of ASP system in non main oil reservoirs of Daqing oilfield， indoor core displacement experiments were carried out， the influence of injection time， surfactant concentration， polymer concentration and injection pattern on oil displacement effect was investigated. The results show that，the earlier the time of water flooding switching weak base ternary compound flooding， the higher the recovery efficiency is； the higher the concentration of surfactant and polymer concentration in main slug， the higher the recovery rate； the greater the volume of injected polymer and surfactant， the higher the recovery degree ； Using relative molecular mass 800×104 salt resistant polymer and polymer relative molecular mass 1 500×104 ternary compound system on the basis of water flooding， the recovery degree of chemical flooding can be more than 22%.

Key words： weak base； ternary compound system； concentration of surface active agent； polymer concentration

三元復(fù)合驅(qū)是指堿、表面活性劑、聚合物三種化合物按一定比例混合所構(gòu)成的一種驅(qū)油技術(shù)，是20世紀(jì)80年代發(fā)展起來的強(qiáng)化采油新技術(shù)，目前國內(nèi)已有多數(shù)油田進(jìn)行了三元復(fù)合驅(qū)礦場應(yīng)用試驗(yàn)，但大多采用強(qiáng)堿三元復(fù)合體系[1-3]。強(qiáng)堿三元復(fù)合驅(qū)的原理是三者混合共同反應(yīng)：堿和油中所含有的有機(jī)酸發(fā)生化學(xué)反應(yīng)從而產(chǎn)生環(huán)烷酸皂，該物質(zhì)有表面活性功能且可以和表面活性劑反應(yīng)，可以使油水之間的界面張力大大減小。雖然表面活性劑有降低界面張力的效果，但是它同時也會在管壁中發(fā)生吸附和滯留，加入堿后，會減少這種情況同時也促進(jìn)了聚合物的水解，使三元復(fù)合體系的濃度增大[4]。但強(qiáng)堿三元復(fù)合體系也會產(chǎn)生結(jié)垢、卡泵、采出液處理困難等問題，為了減少這些問題的產(chǎn)生以及對油田日后開采的一些危害，本文著重對弱堿三元復(fù)合體系進(jìn)行深入研究[5，6]。

本文針對大慶油田采油五廠非主力油層，選用弱堿三元復(fù)合體系進(jìn)行試驗(yàn)，來解決地層非均質(zhì)性以及層間矛盾等問題[7]。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 實(shí)驗(yàn)條件

（1）實(shí)驗(yàn)化學(xué)劑：大慶東昊公司生產(chǎn)的Mr（相對分子質(zhì)量）為800×104抗鹽聚合物和Mr（相對分子質(zhì)量）為1 500×104聚合物、Na2CO3、石油磺酸鹽表面活性劑等。

（2）實(shí)驗(yàn)用水與油：實(shí)驗(yàn)用水為大慶油田采油五廠現(xiàn)場注入水，使用前經(jīng)過巖心過濾，排除水中多余的雜質(zhì)；試驗(yàn)用油為大慶油田采油五廠提供的脫水原油和輕烴按一定比例混合配置的模擬油。

（3）實(shí)驗(yàn)巖心：選取人造柱狀巖心，有效滲透率分別為110×10-3、50×10-3 ?m2。

（4）實(shí)驗(yàn)溫度：45 ℃

（5）實(shí)驗(yàn)儀器：真空壓力泵、平流壓力泵、YS-280L型恒溫箱、電動攪拌器、壓力傳感器、壓力表、天平、巖心夾持器、其他配件等。

1.2 實(shí)驗(yàn)方案

在45 ℃的條件下，采用如下幾個步驟：

（1）在水驅(qū)含水率分別達(dá)到85%、90%、95%、98%時，轉(zhuǎn)注弱堿三元復(fù)合體系進(jìn)行驅(qū)油實(shí)驗(yàn)；

（2）當(dāng)水驅(qū)含水率為98%以上時，模擬不同化學(xué)劑濃度下弱堿三元復(fù)合體系的驅(qū)油實(shí)驗(yàn)；

（3）當(dāng)水驅(qū)含水率達(dá)到98%以上時，改變注入段塞尺寸，進(jìn)行不同段塞組合條件下的驅(qū)油實(shí)驗(yàn)。

2 結(jié)果分析與討論

2.1 不同時段弱堿三元復(fù)合體系對非主力油

層驅(qū)油效果的影響

選取堿濃度為1.0%、表面活性劑為0.3%、相對分子質(zhì)量為700×104抗鹽聚合物的三元復(fù)合體系，在水驅(qū)含水率達(dá)到85%、90%、95%、98%時分別進(jìn)行驅(qū)油實(shí)驗(yàn)。

通過表1分析可得當(dāng)含水率為85%時，水驅(qū)轉(zhuǎn)弱堿三元復(fù)合驅(qū)，總體采出程度最高；隨著含水率的逐漸上升，采出程度是是逐漸降低的。

隨著注入體積倍數(shù)的增加，總采收率呈現(xiàn)波動上升趨勢，當(dāng)倍數(shù)達(dá)到3以上時，趨勢逐漸平穩(wěn)，如圖1所示。

2.2 不同表活劑濃度對非主力油層驅(qū)油的影響

保持段塞注入0.58 PV，在穩(wěn)定情況下進(jìn)行試驗(yàn)。弱堿三元復(fù)合體系主段塞為Mr（相對分子質(zhì)量）為1 400×104濃度為1 700 mg/L的聚合物、濃度為1.0%的堿，改變表活劑濃度分別為0.25%、0.35%、0.55%（表2）。

從可以看出，隨著表活劑濃度的升高，化學(xué)驅(qū)采出程度也逐漸升高。這是因?yàn)楸砘顒┛梢越档陀退缑鎻埩Γ岣呦从托实珡谋碇锌梢钥闯觯?dāng)表活劑濃度為0.35%時為最優(yōu)，因?yàn)樵隍?qū)油的過程中，弱堿三元復(fù)合體系會在巖石表面吸附和滯留，尤其是表面活性劑，滯留效果明顯，這樣會降低化學(xué)劑的濃度，降低弱堿三元復(fù)合體系的表面活性，因此從效果和經(jīng)濟(jì)角度考慮，建議使用濃度為0.35%的表活劑。

2.3 不同聚合物濃度對非主力油層驅(qū)油的影響

保持注入體積為0.58 PV，弱堿三元復(fù)合體系中主段塞堿濃度和表活劑濃度分別為1.0%和0.3%，在改變聚合物濃度的情況下，進(jìn)行驅(qū)油實(shí)驗(yàn)如圖2所示。

使用Mr（相對分子質(zhì)量）為800×104的抗鹽聚合物配制濃度分別為850、1 150、1 300 mg/L的弱堿三元復(fù)合體系，主段塞化學(xué)驅(qū)采出程度分別為22.63%、23.99%、24.86%；使用Mr（相對分子質(zhì)量）為1 500×104的聚合物配制濃度分別為1 050、1 650、2 050 mg/L的三種不同的弱堿三元復(fù)合體系，主段塞化學(xué)驅(qū)采出程度分別為22.09%、23.58%、24.12%；使用Mr（相對分子質(zhì)量）為600×104的聚合物配制濃度分別為1 750、2 700、3 450 mg/L的三種不同弱堿三元復(fù)合體系，主斷塞中化學(xué)驅(qū)采出程度為8.25%、11.76%、12.43%。

從上表以及上圖得出結(jié)論：隨著聚合物濃度的不斷增加，化學(xué)驅(qū)采出程度也是逐漸增加的。上述實(shí)驗(yàn)所使用的聚合物配制的弱堿三元復(fù)合體系均取得了較好的驅(qū)油效果，相比于相對分子質(zhì)量為600×104的聚合物，相對分子質(zhì)量為700×104的抗鹽聚合物和相對分子質(zhì)量為1 400×104的聚合物的驅(qū)油效果更好，水驅(qū)過后轉(zhuǎn)入化學(xué)驅(qū)所提高的采出程度都達(dá)到了22%以上，達(dá)到了很好的模擬實(shí)驗(yàn)效果，鑒于此結(jié)果的真實(shí)性，是可以在現(xiàn)場發(fā)揮實(shí)際作用的。

3 結(jié) 論

（1）針對大慶油田的非主力油層，再利用水驅(qū)提高采收率后，當(dāng)含水率達(dá)到85%時，轉(zhuǎn)注三元復(fù)合體系，采出程度最高。因此建議現(xiàn)場在含水率達(dá)到85%時實(shí)施弱堿三元復(fù)合驅(qū)，這樣不但可以提高采收率，也可以縮短開采時間，節(jié)約成本。

（2）非主力油層應(yīng)用弱堿三元復(fù)合體系進(jìn)行驅(qū)油時，主段塞內(nèi)表活劑的濃度和聚合物濃度越高，化學(xué)驅(qū)部分的采出程度越大。

（3）在非主力油層使用弱堿三元復(fù)合驅(qū)中，當(dāng)相對分子質(zhì)量為700×104的抗鹽聚合物分別配制的弱堿三元復(fù)合體系和相對分子質(zhì)量為1 400×104的聚合物配制的弱堿三元復(fù)合體系，主段塞化學(xué)驅(qū)采

出程度均超過22%；相對分子質(zhì)量為600×104的聚合物配制濃度大于2 700 mg/L的弱堿三元復(fù)合體系時，主段塞化學(xué)驅(qū)采出程度為11%，綜上所述，弱堿三元復(fù)合驅(qū)在現(xiàn)場是可行的。

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