不同濃度二元復合體系對驅油效果的影響

金玉寶，馬蓉研

（1. 東北石油大學 提高油氣采收率教育部重點實驗室，黑龍江 大慶 163318；　2. 中石油長城鉆探公司測試公司，遼寧 盤錦 124107）

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不同濃度二元復合體系對驅油效果的影響

金玉寶1，馬蓉研2

（1. 東北石油大學 提高油氣采收率教育部重點實驗室，黑龍江 大慶 163318；2. 中石油長城鉆探公司測試公司，遼寧 盤錦 124107）

近年來，水驅開發效果較差。油藏一般采取“調驅+水驅”方式取得了較好增油降水效果，但也存在藥劑費用投入較高和配注工藝復雜等問題。對于強堿或者弱堿三元的復合體系中普遍存在采出液乳化和結垢的問題，優先選用聚合物和表面活性劑復合而成的二元體系，并采用室內物理模擬的方法，對比不同濃度聚/表二元體系的界面張力、黏度、驅油效果進行研究，發現聚/表二元體系可以實現超低界面張力的要求，而且聚/表二元體系的黏度也比較大，通過室內非均質巖心物理模擬實驗研究，表明不同濃度的聚/表二元體系對驅油效果的影響效果差異較大。

二元復合體系；界面張力；增油效果；物理模擬；機理分析

目前我國內陸油田大多已進入水驅高含水期、特高含水期，有些油田的水驅含水率已94%［1-3］，現場產出污水多，污水難處理，回注污水大多通過低效、無效循環通道又從生產井采出，造成大量的浪費［4］。對于非均質性比較嚴重的儲層，水驅高滲透層的動用程度較大，但中、低滲透層的剩余油較多，動用程度較差，大量剩余油存在［5，6］，針對這種情況，化學驅得到了大量的推廣與應用，但是對于單一聚合物驅而言，只能起到擴大波及體積的效果［7-10］，難以增加洗油效果，多以本文選用聚/表二元復合體系，針對現場非均質嚴重的儲層進行研究，應用聚/表二元復合驅，其作用的主要機理為擴大波及體積，增加對于中低滲透層的動用程度，又能獲得較低的界面張力，從而增加洗油效率，達到提高采收率的目的［11-13］。

1　實驗條件

1.1實驗材料

實驗所用聚合物為速溶型部分水解聚丙烯酰胺，其分子量為1 900×104，實驗用水為某油田的模擬地層水，由蒸餾水與不同濃度和不同類型的電解質混合配置而成，其離子組成見表1。

表1　模擬水離子組成表Table 1 Simulated water composition

實驗用油為實驗模擬油，由某油田原油與煤油按一定質量比混合配制而成，65 ℃時其原油黏度為10 mPa·s。

實驗所用表面活性劑為石油磺酸鹽，其有效含量為 30%。其配置的聚/表二元體系界面張力值可以達到10-3mN/m。

實驗巖心為石英砂環氧樹脂鍛壓膠結而成的人造非均質巖心［14，15］，分為三個滲透層，即高、中、低3個滲透層，其巖心各層位的氣測滲透率分別為2 500×10-3、1 000×10-3和400×10-3μm2，巖心平均滲透率1 300×10-3μm2。其外觀幾何尺寸為：寬× 高×長=4.5 cm×4.5 cm×30 cm。

1.2實驗儀器

采用DV-Ⅱ型布氏黏度儀測試二元復合體系的黏度，界面張力儀，采用驅替實驗裝置測試聚/表二元復合體系增油降水效果，裝置由平流泵、壓力表、方型巖心夾持器、手搖泵和中間容器等組成，置于65 ℃恒溫箱內，如圖1所示。

圖1　設備流程示意圖Fig.1 Schematic diagram of equipment process

1.3設計方案

全部方案實驗步驟為“水驅98%+0.1 PV聚合物和表面活性劑溶液+后續水驅”。“方案1-1”為聚合物濃度為800 mg/L和表面活性劑質量濃度為0.3%的溶液“方案1-2”為聚合物濃度為1 000 mg/L和表面活性劑質量濃度為0.3%的溶液。“方案1-3”為聚合物濃度為1 500 mg/L和表面活性劑質量濃度為0.3%的溶液。以上方案后續水驅均為后續水驅至含水率為98%。

2　實驗結果

2.1采收率變化

以上方案采收率數據見表2。

表2　采收率數據表Table 2 Recovery data table

從表2可以看出，在注入PV數一定條件下，隨聚合物濃度的增加，二元復合體系驅油的采收率增幅提高。

2.2壓力和含水率變化

實驗過程中注入壓力、含水率和與注入PV數的變化關系如圖2和圖3所示。

圖2　注入壓力Fig.2 Injection pressure

圖3　含水率Fig.3 Moisture content

從圖2、3可以看出，二元復合體系聚合物濃度的增加，注入壓力升高，擴大波及體積效果增加，含水率降幅增大，采收率增幅得到提高。

2.3結果分析

由于模型自身的非均質性，水驅過程中高滲透層隨著水驅時間的增加，水相滲透率一直增加，水驅阻力進一步降低，當油井高滲透層水驅突破時，形成無效、低效循環通道，這使水驅進一步壓力，水沿著高滲透層的孔道直接由生產井帶出，難以波及到中低滲透層，高滲透層的殘余油也難以采出。但隨著聚/表二元復合體系的注入，溶液首先進入高滲透層，一方面由于表面活性劑的存在，其溶液的界面張力比較低，有利于挖掘高滲透層的殘余油，另一方面，隨著聚合物溶液進入高滲透層發生滯留，會導致注入壓力的增加，這會大大增加中低滲透層的動用程度，后續水驅時，由于高滲透層流度比較低，啟動壓力較大，相對于高滲透層，水更多的進入中低滲透層，從而起到擴大波及體積的效果。導致采收率提高，采收率增幅變大，聚合物濃度越高，效果越好。

3　結 論

（1）室內實驗表明聚/表二元體系提高采收率的增幅在10%左右。

（2）聚表二元復合體系，隨著聚合物濃度的提高采收率增幅變大。

（3）對于儲層非均質性比較嚴重的儲層，可以用較高濃度的聚/表二元復合體系進行驅替，可以得到較好的效果。

［1］ 夏惠芬，張新春，馬文國，等.超低界面張力的二元驅油體系對水驅殘余油啟動和運移機理［J］.西安石油大學學報（自然科學版），2008，（23）06：55-58.

［2］ 呂鑫，張健，姜偉.聚合物/表面活性劑二元復合驅研究進展［J］.西南石油大學學報（自然科學版），2008，（30）03：127-130.

［3］ 趙福麟，張貴才，周洪濤，等.二次采油和三次采油的結合技術及其進展［J］.石油學報，2001，22（05）：38-42.

［4］ 朱友益，侯慶鋒，簡國慶，等.化學復合驅技術研究與應用現狀及發展趨勢［J］.石油勘探與開發，2013，40（01）：90-96.

［5］ Wang Demin，Cheng Jiecheng，Li Qun，et al.An alkaline/ bio_surfactant/ polymer flooding pilot in Daqing Oil Field［C］.SPE57304，1999：1-12.

［6］WangDemin，ChengJiecheng，etal.An alkaline_surfactant_polymer field test in a reservoir with a long_term 100%water cut［C］.SPE 49018， 1998： 305-318.

［7］ 孫煥泉.勝利油田三次采油的實踐與認識［J］.石油勘探與開發，2006，15（03）：262-266.

［8］ 夏惠芬，王剛，馬文國，等.無堿二元體系的黏彈性和界面張力對水驅殘余油的作用［J］.石油學報，2008，29（01）：106-111.

［9］ 盧祥國，王曉燕，李強，等.高溫高礦化度條件下驅油劑中聚合物分子結構形態及其在中低滲油層中的滲流特性［J］.化學學報，2010，68（12）：1229-1234.

［10］ 曹緒龍，李靜，楊勇，等.表面活性劑對驅油聚合物界面剪切流變性質的影響［J］.物理化學學報，2014，30（05）：908-916.

［11］ 祝仰文，宋新旺，羅瀾，等.驅油體系化學劑間相互作用對界面吸附膜的影響［J］.高等學校化學學報，2010，31（12）：2445-2452.

［12］ 牛麗偉，盧祥國，楊懷軍，等.二元復合驅流度控制作用效果及其合理流度比研究［J］.中國石油大學學報（自然科學版），2014，38（01）：148-154.

［13］ 曹緒龍.低濃度表面活性劑一聚合物二元復合驅油體系的分子模擬與配方設計［J］.石油學報（石油加工），2008，24（06）：682-688.

［14］ 盧祥國，高振環，閆文華.人造巖心滲透率影響因素試驗研究［J］.大慶石油地質與開發，1994，13（04）：53-55.

［15］ 盧祥國，宋合龍，王景盛，等.石英砂環氧樹脂膠結非均質模型制作方法：中國，ZL200510063665.8［P］.2005-09-07.

Effect of Binary Composite System Concentration on Oil Displacement Efficiency

JIN Yu-bao1，MA Rong-yan2
（1. Key Laboratory of Enhanced Oil and Gas Recovery of Education Ministry, Northeast Petroleum University, Heilongjiang Daqing 163318，China；2. CNPC Greatwall Drilling Company Testing Branch, Liaoning Panjin 124107，China)

The effect of water flooding is poor, so combined method of profile control and water flooding is often adopted in development of oil reservoirs, which has good effect, but there are also problems such as high cost and complex injection process. In this paper, interfacial tension, viscosity and displacement effect of binary composite system with different concentrations were studied with indoor physical simulation method. The results show that the binary composite system can realize the requirement of ultra low interfacial tension. And its viscosity is also relatively large.Experimental study results on physical simulation of heterogeneous core show that the effect of different concentrations of binary composite system on oil displacement effect is relatively large.

binary composite system; interfacial tension; physical simulation; mechanism analysis

金玉寶（1992-），男，黑龍江省肇東市人，碩士研究生，研究方向：主要從事提高采收率技術實驗與理論研究。E-mail：675508828@qq.com。

TE 357

A

1671-0460（2016）05-0922-03

2016-03-31