聚/表二元復合驅后提高采收率實驗研究

摘????? 要：聚/表二元復合驅技術在油田中的應用逐漸普及，如何進一步提高二元復合驅后采收程度成為亟待探究的內容。通過室內實驗表明二元復合驅后剩余油依然達到40%以上，剩余油主要附存在驅替劑未波及的巖體內。通過繼續注入驅替劑擴大波及體積以及封堵過水通道達到開采剩余油的目的，同時也探究了油井停止生產后油水重新分布對后采收程度的影響。實驗結果表明采收程度在二元復合驅的基礎上注入不同驅替劑能進一步提高1.4%～5.6%，二元復合驅后采收程度主要受到聚合物的濃度、聚合物注入量影響，二元復合驅后是否靜置一段時間對采收程度影響較小。

關? 鍵? 詞：二元復合驅;油水重新分布;表面活性劑;剩余油

中圖分類號：TE327?????? 文獻標識碼： A?????? 文章編號：1671-0460（2020）07-1388-04

Experimental Study on Enhanced Oil Recovery by

Polymer and Surfactant Binary Composite Flooding

ZHOU Jiu-mu

（School of Petroleum Engineering， Northeast Petroleum University， Daqing Heilongjiang 163318， China）

Abstract： The application of binary combination flooding technology in oilfield is gradually popularized. How to further improve the recovery degree after binary combination flooding has become an urgent topic to be explored. The indoor experiments showed that residual oil after binary combination flooding was still above 40%， remaining oil mainly existed in the rock mass where was not swept by the displacement agent. In this experiment， the remaining oil was recovered by continuing to enlarge sweep volume and inject displacement agent to plug water channel， the effect of new oil-water distribution after the well shutdown on the recovery of reproduction was explored. The experimental results showed that the recovery degree was further improved by 1.4%～5.6% by injecting different displacement agents on the basis of binary composite flooding. The recovery degree after binary combination flooding was mainly affected by the polymer concentration and polymer injection amount， and the well shutdown time after the binary combination flooding had little influence on the recovery degree.

Key words： Binary combination flooding; Redistribution of oil and water; Surfactant; Remaining oil

三元復合驅能大幅度提高東部老油田的采收程度，但是也帶來了諸多問題：傷害儲層、井筒結垢、油水乳化嚴重等。為了克服這些問題聚/表二元復合驅被人們廣泛應用。陳陽^[1]認為聚/表二元驅是進一步提高采收率的方法，并能有效提高驅油效果。唐佳斌^[2]等研究發現聚合物/表面活性劑二元體系應用在大慶油田上獲得了較好的驅油效果。它與三元復合驅^[3-4]相比，具有減小對地層傷害等優勢。但是單一的二元驅后，剩余油量依舊很高^[5，6]且對于大部分老油田一旦聚/表二元復合驅結束，剩余油如何繼續開采，到目前為止還沒有成熟的技術。卿華等人研究了強堿三元復合驅后提高采收率的影響因素，通過實驗發現注入高濃度聚合物對三元復合驅后提高采收率有很好的效果。卿華^[7]認為影響三元復合驅后采收程度主要因素在于擴大波及體積。二元復合驅過后，后續水驅造成的水相高速通道使得低黏度的驅替劑無法接觸到剩余油，高濃度高黏度聚合物溶液能夠有效封堵水相高速通道，為擴大波及體積提供了先決條件。筆者通過室內實驗探究了影響后采收程度的相關因素，進行了7組室內驅替實驗。

1 ?聚/表二元復合驅后提高采收率實驗流程

1.1? 實驗儀器及材料

1.1.1? 實驗儀器

巖心夾持器（4.5 cm×4.5 cm×30 cm）;抽真空泵;手搖泵;中間容器;攪拌器;DV-Ⅱ型布氏黏度儀見圖1，可測試聚合物視黏度。使用“0”號轉子（0～100 mPa·s），其中轉速為6 r·min^-1; ISCO驅替泵、恒溫箱見圖2。

1.1.2? 實驗材料

2 000萬分子量聚合物;陰離子表面活性劑;模擬地層水的礦化度為6 778 mg·L^-1;模擬地層原油;人造巖心詳見表1，實驗材料黏度詳見表2。

1.2? 聚/表二元復合段塞后提高采收率室內實驗過程

1.2.1? 二元復合驅實驗過程

1）將巖心稱干重然后放入巖心夾持器中抽真空24 h;

2）使用手搖泵將地層水飽和進巖心，等手搖泵壓力保持不變時取出巖心進行稱重并計算得到孔隙體積;

3）再次將巖心裝入夾持器內，利用ISCO泵測試人造巖心的水測滲透率，根據達西定律得到水測滲透率的數值;

4）連接管線進行飽和油實驗，以0.1 mL·min^-1恒定速率進行飽和，待出口端見油后將恒溫箱調溫至45 ℃，并將注入速率調至0.3 mL·min^-1等測得的含油飽和度達到70%以上時將其放置在45 ℃條件下放置24 h進行熟化過程;

5）熟化結束后控制ISCO驅替泵以0.3 mL·min^-1的注入速度進行前期水驅實驗;

6）待含水率達到98%后注入0.5PV二元溶液驅（1 500 mg·L^-1聚合物+2 500 mg·L^-1表面活性劑），二元溶液注入量以出口端出液量為準;

7）二元驅完畢后繼續水驅至含水率98%;

8）實驗每隔30 min記錄一次。二元復合驅油實驗作為前期準備實驗，根據二元復合驅后提高采收率實驗方案設計，一共進行了7次聚/表二元復合驅油實驗，這7次實驗在最大程度上保障了實驗條件的一致性，為后采收程度實驗提供了客觀的理論支持。

1.2.2? 二元復合驅后提高采收率實驗過程

二元復合驅實驗結束之后繼續進行下列7組方案實驗：

1）繼續注入0.2PV濃度為1 500 mg·L^-1聚合物溶液，然后水驅直至階段含水率達到98%。

2）繼續注入0.2PV濃度為2 000 mg·L^-1聚合物溶液，然后水驅直至階段含水率達到98%。每隔30 min記錄一次采收程度。

3）靜置24 h后再注入0.2PV濃度為1 500 mg·L^-1聚合物溶液，然后水驅直至階段含水率達到98%。每隔30 min記錄一次采收程度。

4）繼續注入0.4PV濃度為1 500 mg·L^-1聚合物溶液，然后水驅直至階段含水率達到98%。每隔30 min記錄一次采收程度。

5）繼續注入0.2PV濃度為2 500 mg·L^-1表面活性劑溶液，然后水驅直至階段含水率達到98%。每隔30 min記錄一次采收程度。

6）繼續注入0.2PV濃度為3 500 mg·L^-1表面活性劑溶液，然后水驅直至階段含水率達到98%。每隔30 min記錄一次采收程度。

7）繼續注入0.2PV二元溶液驅（1 500 mg·L^-1聚合物+2 500 mg·L^-1表面活性劑），然后水驅直至階段含水率達到98%。每隔30 min記錄一次采收程度。

2? 實驗結果及分析

2.1? 全過程采收率實驗結果分析

整個實驗過程為：水驅+（二元復合驅：二元驅+聚驅）+水驅+（后提高采收率驅替劑）驅+水驅，實驗結果如圖3所示，在后采收率實驗之前采收程度基本一致，隨著注入不同后采收率驅替劑，7種實驗方案的采收程度出現明顯的變化。

2.2? 聚/表二元復合驅階段實驗結果分析

二元復合驅采收程度如表3所示。

7次實驗化學驅階段采收程度都在17%左右，說明相同的實驗條件下二元復合驅油有一致的驅油效果，筆者盡量保持了實驗條件相同，為研究二元驅后采收程度實驗提供了實驗基礎。二元復合驅油結束后剩余油飽和度基本一致，保證了后續驅油實驗的客觀性。

2.3? 聚/表二元復合驅后提高采率實驗階段結果分析

二元復合驅油實驗結束后進行上述7種后提高采率驅油實驗，實驗結果如圖4和表4所示，圖4是二元復合驅后采收程度隨注入量關系曲線，表4為7種方案最終采收程度。

2.3.1 ?靜置時間對后采收程度的影響

方案1與方案3除靜置時間不同外其他實驗條件保持了一致。從表4中發現，相比二元復合驅結束后直接注入聚合物，靜置24 h采收程度提高了0.46%。圖4中可以發現后聚驅部分，方案3初始時間的采出程度高于方案1，這是因為二元復合驅后靜置24 h，油水重新分布，再次注入聚合物時能夠進一步采出剩余油，從而提高采收程度^[8]。從圖4中發現，方案1與方案3后采收率實驗注入驅替劑PV基本一致，結合后采收率結果，兩者都說明了靜置時間對后采收程度的影響很小。相較于直接聚驅，靜置一段時間所起到的作用很小，這主要是因為雖然短時間內水相高速通道因重力作用“閉合”但時間過短重力所起到的作用很小，因而提高采收程度相較于直接注入提升的不大。

2.3.2? 聚合物濃度對后采收程度的影響

方案1與方案2除聚合物濃度不同外其他條件一致，從表4中發現，方案2采收程度高出方案1達1.28%，相較于其它因素的影響，聚合物濃度對后采收率影響較大，這是因為隨著聚合物濃度的增加，黏度從1 500 mg·L^-1的10.5 mPa·s增加到

2 000 mg·L^-1的15 mPa·s，黏度增加了1/3，隨著黏度的增加，聚合物高分子能夠將更多的剩余油從巖石孔隙中“攜帶出來”。同時黏度更高的聚合物溶液在巖心中形成的聚合物“墻”強度“更大”，不易被后續水驅突破，從而排除更多剩余油。同時高濃度的聚合物溶液能夠有效封堵水相高速通道，能夠起到擴大波及體積作用，從而將死油區部分的剩余油得到動用提高了采收程度。

2.3.3? 表面活性劑濃度對后采收程度的影響

方案5與方案6除表面活性劑濃度不同外其他條件一致。從表4中可得知，方案5與方案6采收程度相較于其它實驗方案較低。這是因為二元復合驅之后巖心內部以及形成水相高速通道，由于表面活性劑黏度很低，這些表面活性劑隨之排除巖心并未起到擴大波及體積作用，而且在較高黏度的二元溶液中表面活性劑對擴大波及體積上已經起到很大作用，后續再次注入表面活性劑時能夠起到的作用很小，因此無論是2 500 mg·L^-1濃度還是

3 500 mg·L^-1的表面活性劑溶液后采收程度都很低。但表面活性劑濃度也會影響驅油效果，由表4可知2 500 mg·L^-1表面活性劑采收程度為1.43%，

3 500 mg·L^-1的表面活性劑為2.26%，高濃度表面活性劑可以更大程度的擴大波及體積從而提高剩余油采收程度。

2.3.4? 聚合物溶液不同注入量對后采收程度的影響

方案1與方案4使用濃度相同的聚合物溶液，方案1注入量為0.2PV，方案4注入量為0.4PV，其余實驗條件一致。從表4中可得大注入量方案的采收程度要高出2.09%，隨著二元復合驅實驗結束，巖心內部出現水相高速通道，雖二元復合驅結束后剩余油飽和度依然高達40%以上，但正是因為水相高速通道的存在使得后續水驅不再發揮作用，更多注入量的聚合物溶液能夠有效封堵水相高速通道，所以在相同濃度條件下，隨著聚合物注入量的增加會對巖心中更多的剩余油有一個較長時間的拖拽作用，從而將之前未被驅出的油順利排出。

2.3.5? 二元溶液對后采收程度的影響

方案6采用注入0.2PV二元溶液（1 500 mg·L^-1聚合物+2 500 mg·L^-1表面活性劑），表4可知此方案收程度為4.32%，優于同一濃度的單一注入聚合物、表面活性劑溶液的采收程度。這是因為二元溶液在油水重新分布之后再次發揮增黏以及擴大波及體積的作用，高黏度的聚合物使得表面活性劑能更好地波及到剩余油部分，波及到的剩余油再次被聚合物攜帶排除，從而起到了更好的驅替效果。

3? 結論

1）油田經過二元復合驅后剩余油量依然很高，通過室內實驗發現利用相關驅替劑可以繼續采出剩余油。通過實驗結果發現影響聚/表二元復合驅后采收程度的影響因素主要為聚合物黏度、聚合物注入量。

2）經過前期二元復合驅再次進行驅替開發驅替劑黏度尤為重要，二元復合驅過后，儲層已經形成水相通道，高黏度聚合物能夠將通道進行封堵從而提高采收率。

3）二元復合驅后靜置一段時間相當于現場關井狀態，通過實驗發現靜置時間沒有起到很好的效果。

4）實驗結果表明后驅注入到0.4PV聚合物，后采收程度也僅為5.6%，在實際生產過程中提高采收程度會更低，但通過本實驗發現，對于經過多次開發的老油田，封堵水相高速通道是其能夠繼續采油的關鍵因素。

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收稿日期：2019-11-06

作者簡介：周久穆（1994-），男，河北省唐山市人，碩士研究生，研究方向：油氣田開發工程。E-mail：313161142@qq.com。