渤海某低滲油田表面活性劑降壓增注技術

李曉亮，江安，蘇延輝(中海油能源發展股份有限公司工程技術分公司，天津 300452)

0 引言

隨著海上低滲油田的逐步開發，低滲油田注水開發將成趨勢，由于低滲油藏基質滲透性差、吸水能力低、外來傷害對注水的影響等因素[1-2]，普遍面臨注入壓力高、達不到配注量等難題[3]。渤海某油田主力產層為沙河街組，儲層平均孔隙度為13.0%，平均滲透率為38.3×10-3μm2，屬典型的低滲油藏。目前該油田4口注水井整體呈現注水壓力逐漸升高、視吸水指數逐漸下降的趨勢。文章開展了注水井表面活性劑降壓增注技術研究，利用其降低油水界面張力和提高巖石水相滲透率等機理[4]，實現降壓增注的目的。

1 儀器及材料

主要儀器包括：TX-500C型旋轉滴表(界)面張力儀；DKS12型電熱恒溫水浴鍋；ME104E電子天平；巖心驅替實驗裝置等。實驗材料包括：油田現場地層水(礦化度11 322 mg/L，CaCl2水型)及原油樣品；主力儲層段天然巖心樣品；實驗室配制的表面活性劑降壓增注體系(以雙子型非離子表活劑為主劑復配而成)。

2 實驗結果及討論

2.1 藥劑與地層水配伍性

使用油田現場地層水配制0.1%濃度的不同表面活性劑降壓增注體系于比色管中，搖晃均勻后放入90℃烘箱中恒溫24h，觀察其溶解性及穩定性。實驗結果見表1。

由實驗結果可知： BHJ-01出現絮狀沉淀，BHJ-12出現渾濁，兩者均無法滿足油田現場作業要求；BHJ-02、BHJ-03、BHJ-08、BHJ-14未出現渾濁、分層、沉淀等異常現場，與油田地層水配伍性良好。

2.2 表面張力性能測試

將與油田地層水配伍性良好的4種表面活性劑BHJ-02、BHJ-03、BHJ-08、BHJ-14用地層水配制不同濃度溶液，采用TX-500C型旋轉滴表(界)面張力儀測定其表面張力。隨著濃度降低，當表面張力出現明顯增加時的前一個點，即為表面活性劑的臨界膠束濃度，實驗結果如圖1所示。

由實驗結果可知：4種表面活性劑BHJ-02、BHJ-03、BHJ-08、BHJ-14的臨界膠束濃度分別為0.06%、0.02%、0.04%、0.02%；當濃度大于臨界膠束濃度時，4種體系降低表面張力的能力均較強，BHJ-08和BHJ-14相對更強一些。

2.3 油水界面張力性能測試

將4種表面活性劑BHJ-02、BHJ-03、BHJ-08、BHJ-14用地層水配制不同濃度溶液，采用TX-500C型旋轉滴表(界)面張力儀測定其與原油的界面張力，實驗結果如圖2所示。

圖1 藥劑表面張力性能測試

圖2 藥劑降低油水界面張力性能測試

由實驗結果可知：隨濃度增加，4種表面活性劑BHJ-02、BHJ-03、BHJ-08、BHJ-14降低油水界面張力的能力均增強，BHJ-08濃度≥0.4%、BHJ-14濃度≥0.25%時可達到10-3mN/m數量級，效果明顯優于BHJ-02和BHJ-03。因此，優先考慮選用BHJ-08和BHJ-14兩種體系。

2.4 降壓增注效果評價

優選出的BHJ-08和BHJ-14兩種藥劑繼續開展巖心驅替實驗研究，考察對低滲巖心的降壓增注效果。考慮到吸附作用，巖心驅替實驗的藥劑濃度設計應略高。因此，本次實驗中BHJ-08濃度選擇0.5%、0.6%，BHJ-14濃度選擇為0.3%、0.4%。

依據該油田儲層特點，實驗溫度設為90 ℃，選取氣測滲透率(20～40)×10-3μm2的天然巖心。實驗前將巖心烘干稱取巖心干重，飽和水后稱取巖心濕重，通過兩次重量差計算出巖心孔隙體積(PV)。巖心參數如表2所示。

表2 實驗用巖心參數

實驗步驟：用地層水先以低流速(0.1 mL/min)驅替5.0 PV后改1.0 mL/min的恒定流速驅替已飽和的巖心直到壓力穩定；飽和原油，以低流速(0.1 mL/min)驅替直至巖心末端不再出水，繼續驅替10 PV并老化24 h，記錄駐留在巖心中的原油量(V0)；一次水驅：用地層水以恒定速度(0.5 mL/min)驅替巖心直至壓力穩定(P1)，記錄驅出原油量V1；改注不同濃度表面活性劑溶液至壓力穩定，記錄壓力變化情況及驅出原油量V2；二次水驅：繼續以0.5 mL/min的速度水驅至壓力穩定(P2)，記錄驅出原油量V3。

數據處理：降壓效果(%)=(P1-P2)/P1×100%。殘余油飽和度(%)=(V0-V1-V2-V3)/PV×100%。實驗結果見表3。

表3 巖心驅替降壓增注實驗結果對比

實驗結果表明：隨加藥濃度增加，降壓增注能力明顯提高，BHJ-08總體性能更佳，加量0.6%時降壓效果超過30%，驅油效果增加17%。

綜上，建議選擇BHJ-08作為該油田注水井降壓增注表面活性劑體系，推薦使用濃度為0.6%。

3 結語

優選出的BHJ-08體系與地層水配伍性良好，臨界膠束濃度為0.04%，有較強的降低表面張力能力。當濃度不低于0.4%時，體系油水界面張力可達10-3mN/m數量級。通過巖心驅替降壓增注實驗驗證，體系濃度0.6%時降壓效果超過30%，驅油效果增加17%。建議BHJ-08體系用于該油田注水井，可起到顯著的降壓增注效果。