超低滲透油藏降壓驅油表面活性劑驅技術

李玉杰，李曼平，許洪川，楊飛濤，燕萌，陶濤

超低滲透油藏降壓驅油表面活性劑驅技術

李玉杰，李曼平，許洪川，楊飛濤，燕萌，陶濤

（中國石油長慶油田分公司第五采油廠， 陜西 西安 710200）

針對姬塬油田超低滲透油藏注入壓力高，常規酸化及酸壓等措施有效期短，且可能造成儲層二次傷害的問題，根據L1區油藏地質特征，研發了一種具有很強的分散性、耐溫、耐鹽性的降壓驅油表活劑JZ-01。通過室內實驗評價了JZ-01界面活性、潤濕性、吸附性、抑制黏土膨脹性、阻垢性及自發滲析性能，結果表明：JZ-01降壓驅油活性劑具有較高的界面活性和改變儲層潤濕性能力，并具有一定的抑制黏土膨脹能力和防垢能力，以及較好的降壓驅油應用潛力。通過在L1區現場試驗4個臨界高壓井組，注水井較前期壓力上升變緩，對應油井達到了控水增油效果。研究證明JZ-01表活劑具有降壓驅油作用，對姬塬油田超低滲透油藏提高采收率具有重要意義。

超低滲透油藏；降壓驅油；表面活性劑；潤濕性；界面張力

姬塬油田長 8 油層組平均滲透率為0.44 mD，平均孔隙度為8.39%，屬于低孔、超低滲透油藏[1-2]。由于該油藏儲層物性差，地層結構復雜、水敏現象嚴重，因此注水過程中儲層極易受到損害。具體表現為：注水井吸水能力變差，部分區塊存在不同程度的注水壓力高，甚至注不進等現象，地層能量補充困難。目前，長8油藏壓力水平保持較低，僅89.4%，欠注區有效驅替系統難以建立，平均單井產量低[3-5]。

針對超低滲透油藏高壓欠注問題。目前國內外主要通過酸化壓裂、注水系統改造、注入不同驅油劑達到降低超低滲透油田注水壓力、增加注水量的目的[6-8]。但仍存在以下問題：部分區域站內提壓改造、注入末端新建增壓撬等，受制于系統壓力設計，提壓空間有限；常規酸化及酸壓等措施成本高、有效期短，并且可能造成過渡帶流體酸渣堵塞等二次傷害，若措施方式及施工參數不當易造成油水井貫通，導致油井含水上升速度加快，影響開發效果。總體來說，上述措施只能從面上解決現階段欠注的問題，隨著注入時間的延長，欠注問題依然會繼續出現，無法從油藏根源上解決超低滲透油藏高壓欠注問題[9-11]。

表面活性劑具有改變儲層潤濕性，降低毛細管力，壓縮邊界層和水化膜厚度，大幅度降低賈敏效應帶來的附加阻力等作用[12-13]。因此，針對姬塬油田高壓欠注現狀，篩選一種既能降壓增注，又能提高采收率的表面活性劑體系，對于姬塬油田的高效開發具有重要的現實意義。

1 研究區地質概況及生產現狀

姬塬油田L1區塊位于陜北斜坡中段西部，構造平緩，為一寬緩西傾斜坡，構造平均坡度小于1。，平均坡度6~7 m·km-1。主要儲集層為下三疊系延長組長8油層，地質儲量7 057.16×104t，有效厚度10.8 m，孔隙度9.32%，滲透率0.57×10-3μm2。含油飽和度49.6%，目前采出程度4.52%。

L1區塊2007年進行產建評價，2008-2011年規模開發，主力層長811、長822，采用菱形反九點井網開發。目前油井開井1 142口，日產液水平3 082 t，日產油水平1 476 t，綜合含水52.1%。水井開井425口，日注水8 605 m3, 單井日注20 m3。月注采比2.31，累計注采比1.87。L1區為全區集中高壓欠注區，區域平均井口油壓達20.2 MPa，增注３次以上井20口，５次以上井8口。措施有效期短，目前仍有高壓欠注井15口，日欠注155 m3。該區域水驅矛盾突出，受注入壓力高影響，調剖選井空間小、治理難度大。

2 JZ-01降壓驅油活性劑性能評價

根據姬塬油田L1區油藏地質特征，研發了一種具有很強的分散性、耐溫、耐鹽性的降壓驅油表活劑JZ-01，室溫下不分解、不分層、不沉淀、不含堿，閃點高。

2.1 界面活性評價

JZ-01降壓驅油劑達到超低界面張力的速度較快，但很快回縮。該界面特性有利于降阻劑對滯留在孔道中殘余油的啟動和運移，同時又避免了長時間的界面張力低造成原油乳化。

圖1 不同濃度JY-01油水界面張力測試

2.2 潤濕性評價

實驗結果表明不同濃度的JZ-01水溶液不同程度地改變載玻片的潤濕性。經甲基硅油處理的載玻片表面偏親油，接觸角大于90°，可模擬親油地層，經JZ-01水溶液處理后接觸角下降，在一定濃度下潤濕性改變效果非常好。

表1 JY-01潤濕反轉性能評價

2.3 吸附性評價

將天然油砂巖用研缽研碎，篩取100～120目的顆粒，測吸附量隨新型降阻劑濃度的變化。吸附曲線符合Langmuir吸附等溫線，吸附量隨濃度的增加迅速上升，濃度為0.1％吸附量已基本達到最大值，此后吸附量的增加趨于平緩，抗吸附性好。

2.4 抑制黏土膨脹性評價

JZ-01體系對黏土膨脹具有較好的抑制作用。主要由于JZ-01體系在黏土或者巖樣表面吸附后，阻止了水中陽離子與黏土中陽離子的交換，并且使水不易進入黏土的晶格中，0.3%的JZ-01體系具有較好的防止黏土膨脹的作用。

2.5 阻垢性能評價

實驗結果表明，實驗水樣中不加JZ-01，結垢現象明顯，水中總硬度大幅度下降，加入JZ-01后，阻垢效果明顯，三種濃度都具有較好的阻垢效果。

表2 阻垢性能評價

2.6 自發滲析評價

不同滲吸時間條件下的采出程度實驗結果表明，采出程度的差異主要發生在滲吸過程的中后期即滲吸發生4 h以后，并且JZ-01體系能夠較大程度地提高自發滲吸采出程度，JZ-01體系加入后過一段時間，作用效果才最明顯。

3 現場試驗

根據降壓驅油表面活性劑驅油試驗區塊篩選原則：優先考慮后期欠注井；儲層連通性好；儲層中性或親油；最終選定在L1油藏中部4個井組開展現場先導試驗（地187-31、地187-33、地189-33、地189-35）。

3.1 注入參數設計

單井設計注入量20 t，注入體積4 551 m3；注入濃度0.2%~0.3%，注入天數182~228 d（注入濃度及體系配方根據動態調整）。

3.2 注入工藝

采用集成撬裝注入裝置進行在線注入，該裝置由柱塞泵、加藥罐組成，符合油氣場站規范，安裝轉運簡捷，加藥排量在0~60 L·h-1，注入工藝流程圖2。

圖2 注入工藝流程

3.3 現場效果分析

試驗井注水壓力上升速度較同井前期及周圍井同期相比均呈變緩趨勢，有一定減緩壓力上升速度的效果。試驗水井前期壓力上升速度0.1 MPa/月，2019年5月-11月升速0.08 MPa/月；周圍水井：前期壓力上升速度0.07 MPa/月，2019年5月-11月升速0.09 MPa/月。

試驗井組控水穩油效果明顯，對應采油井21口，見效7口，其中側向油井見效4口，主向見效3口，見效比33.3%，見效井階段遞減由6.1↓-0.4%，綜合含水由45.2↓32.0%，累增油612 t，累降水659 m3。試驗井組自然遞減由9.7↓3.4%，綜合含水由40.1↓33.7%，開發指標變好（區塊自然遞減5.4%，綜合含水50.6%）。

3.4 經濟效益評價

表活劑降壓驅油現場試驗注入成本140萬元。 至2019年12月上旬累增油612 t，產值201.3萬元；預測到年底累增油720 t，利潤96.8萬元。遞減法預測年底累增油731 t，產值240.5萬元，利潤 100.5萬元。

4 結 論

1）JZ-01表面活性劑具有降低油水界面張力和抑制黏土膨脹的能力，并能夠改善巖石表面的潤濕性及地層中油水的滲流性，具有較好的降壓驅油應用潛力。

2）在超低滲透油藏進行了降壓驅油表活劑驅試驗，結果表明，JZ-01表活劑及注入參數在L1油藏具有一定適應性，具有較強的降壓能力，并且具有較好的降水增油效果。

3）試驗后試驗區水驅開發指標得到明顯改善。試驗井組自然遞減由9.7↓3.4%，綜合含水由40.1↓33.7%，開發指標變好。表明JZ-01降壓驅油表面活性劑可以改善超低滲透油田的注水開發效果，具有良好的推廣前景。

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Surfactant Flooding Technology for Ultra-low Permeability Reservoirs

（PetroChina Changqing Oil Field Branch No. 5 Oil Production Plant, Xi'an Shaanxi 710200, China）

Aiming at the problems of high injection pressure, short validity of conventional acidification and acid fracturing measures, probable secondary damage to the reservoir in Jiyuan oilfield, according to the geological characteristics of the reservoir in the L1 area, depressurizing oil displacement surface active agent JZ-01 with strong dispersibility, temperature resistance and salt resistance was developed. Its interfacial activity, wettability, adsorption, inhibition of clay swelling, scale inhibition and spontaneous dialysis performance were evaluated through laboratory experiments. The results showed that depressurizing oil displacement active agent JZ-01had a certain ability of high interfacial activity and changing the wettability of the reservoir and suppressing clay swelling and antiscaling, as well as good application potential of depressurizing oil displacement. By testing four critical high-pressure well groups in the L1 area, the water injection wells had a slower pressure rise than before, and the corresponding oil wells achieved the effect of controlling water and increasing oil. The research has proved that the surfactant JZ-01has the function of reducing pressure and flooding, which is of great significance for improving the oil recovery of ultra-low permeability reservoirs in Jiyuan oilfield.

Ultra-low permeability reservoir; Pressure-reducing oil displacement; Surfactant; Wettability; Interfacial tension

2020-03-20

李玉杰（1992-），男，助理工程師，碩士，陜西渭南人，2018年畢業于西南石油大學油氣田開發專業，研究方向：從事油氣田開發和提高采收率工作。

TE 348

A

1004-0935（2020）07-0804-03