YC-3驅(qū)油劑用于薛岔油區(qū)的性能研究

應(yīng)丹丹，李廣青，王慧屏，黨亞姣，寧小剛，高玉峰，宋悅怡

（延長(zhǎng)油田股份有限公司吳起采油廠，陜西延安716000）

YC-3驅(qū)油劑用于薛岔油區(qū)的性能研究

應(yīng)丹丹，李廣青，王慧屏，黨亞姣，寧小剛，高玉峰，宋悅怡

（延長(zhǎng)油田股份有限公司吳起采油廠，陜西延安716000）

針對(duì)吳起油田“三低”的油藏特點(diǎn)，引進(jìn)了啟源YC-3高效驅(qū)油劑。室內(nèi)評(píng)價(jià)表明：該劑與吳起油田薛岔區(qū)塊的地層水配伍性好，耐鹽耐溫性能優(yōu)越，對(duì)地層基本沒有傷害，驅(qū)油實(shí)驗(yàn)的采收率明顯，最高能達(dá)到19.84%。該劑在現(xiàn)場(chǎng)使用試驗(yàn)中，增油效果顯著，截止2013年8月底，井區(qū)已累計(jì)增油2937t，表明該驅(qū)油劑適合吳起油田薛岔區(qū)塊，是一種性能優(yōu)良的驅(qū)油劑。

YC-3驅(qū)油劑；界面張力；耐鹽；耐溫；提高采油率；增油

薛岔油區(qū)隸屬于吳起采油廠，是吳起油田實(shí)施“YC-3”驅(qū)油劑的區(qū)塊之一，位于陜西省吳起縣薛岔鄉(xiāng)境內(nèi)。驅(qū)油劑實(shí)施區(qū)域位于薛岔油區(qū)的西部，工區(qū)面積約125km2，東部與靖安油田毗鄰。該區(qū)探明含油面積80km2，動(dòng)用面積48km2，主力含油層位長(zhǎng)61，平均油藏埋深1850m，油層有效厚度12.3m，地質(zhì)儲(chǔ)量5500萬t，其中探明儲(chǔ)量3447萬t，動(dòng)用儲(chǔ)量2068萬t，可采儲(chǔ)量443.64萬t。2007年投入勘探開發(fā)，2010年開始注水開發(fā)，開發(fā)面積33.6km2，屬于滯后注水，井網(wǎng)按不規(guī)則菱形反九點(diǎn)，平均井距在180～300m之間。

1 技術(shù)現(xiàn)狀

“啟源YC-3”驅(qū)油劑是雙子表面活性劑，雙子表面活性劑（Gemini surfactants）是一類被喻為二十一世紀(jì)新一代表面活性劑[1，2]，其種類包括陽離子型、陰離子型、非離子型和兩性離子型等[3]。它對(duì)不同油田地質(zhì)特點(diǎn)的適應(yīng)性強(qiáng)，代表著“表活劑驅(qū)”的發(fā)展方向。迄今,有關(guān)雙子表面活性劑的研究主要集中于其產(chǎn)物的合成與表面膠體化學(xué)性質(zhì)的研究[4，5]，而對(duì)該類新型表面活性劑的實(shí)際應(yīng)用，特別是其在油氣田開發(fā)方面的應(yīng)用，如提高原油采收率技術(shù)方面應(yīng)用的研究[4，5]甚少?！皢⒃碮C-3”驅(qū)油劑是針對(duì)低滲透、超低滲透油田地質(zhì)特點(diǎn)，原油物性開發(fā)的提高原油采油率的第二代“雙子型”表面活性劑專利產(chǎn)品。是目前國(guó)內(nèi)唯一一個(gè)針對(duì)“鄂爾多斯盆地”開發(fā)提高采收率用表面活性劑產(chǎn)品。本文通過室內(nèi)對(duì)該驅(qū)油劑和薛岔油藏的性能評(píng)價(jià)，現(xiàn)場(chǎng)對(duì)注水井注入“啟源YC-3”驅(qū)油劑后的效果評(píng)價(jià)和不斷調(diào)整注水工藝等方法，達(dá)到降低油井含水、增加原油單井產(chǎn)量和提高石油采收率的目的。不斷摸索和積累“啟源YC-3”驅(qū)油劑在延長(zhǎng)油田的最佳使用方法，為老油田提高采收率摸索出化學(xué)增油的新工藝和新方法。

2 實(shí)驗(yàn)部分

2.1 實(shí)驗(yàn)藥品

YC-3驅(qū)油劑（陜西海安實(shí)業(yè)有限責(zé)任公司）；無水CaCl2（A.R.天津化工廠）；NaCl（A.R.北京化工廠）。

2.2 實(shí)驗(yàn)巖心與油水樣

實(shí)驗(yàn)巖心為薛岔長(zhǎng)6地層巖心；實(shí)驗(yàn)用油為吳起油田薛岔區(qū)塊5-104井原油，密度0.87g·cm-3，黏度（55℃）為7.76mPa·s；實(shí)驗(yàn)用水為薛岔5-104井地層水，密度為1.039g·cm-3，其礦化度及各種離子含量見表1。

表1 薛岔5-104油井水總礦化度及離子含量（mg·L-1）Tab.1The well of Xuecha 5-104 oil total salinity and various ion content（mg·L-1）

2.3 實(shí)驗(yàn)器材

XZD5-旋轉(zhuǎn)滴超低界面張力儀（北京哈科儀器廠）；恒溫水浴鍋（上海方瑞儀器有限公司）；UV-1801紫外/可見分光光度計(jì)（北京北分瑞利分析儀器）；巖心流動(dòng)評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)裝置（海安石油科研儀器有限公司）。

2.4 選井原則

油藏特征、流體性質(zhì)與“YC-3”驅(qū)油劑性能匹配；高產(chǎn)區(qū)域的低產(chǎn)井，油井動(dòng)、靜態(tài)資料齊全，固井質(zhì)量好，無套損、無井下落物。工藝簡(jiǎn)單，操作性強(qiáng)。

2.5 實(shí)驗(yàn)方法

2.5.1 油水動(dòng)態(tài)界面張力的測(cè)定利用XZD5-旋轉(zhuǎn)滴超低界面張力儀在55℃的條件下測(cè)定原油-水（即原油-驅(qū)油劑）間的動(dòng)態(tài)界面張力，記錄平衡時(shí)的界面張力。

2.5.2 巖心吸附試驗(yàn)YC-3驅(qū)油體系的靜態(tài)吸附實(shí)驗(yàn)采用薛岔區(qū)塊的斷層油砂作為吸附劑，在錐形瓶中加5g油砂和100g 1%的YC-3驅(qū)油劑溶液，于55℃在往返式振動(dòng)器中振動(dòng)24h，以3500r·min-1的速度分離30min，取上清液。利用紫外分光光度計(jì)測(cè)定溶液的初始濃度和平衡濃度。

2.4.3 驅(qū)油實(shí)驗(yàn)

（1）將巖心抽空飽和地層水，測(cè)孔隙度;（2）將驅(qū)油裝置升溫至55℃（薛岔油層溫度），地層水驅(qū)測(cè)巖心水相滲透率；（3）巖心飽和模擬原油并恒溫老化12h；（4）水驅(qū)至無油產(chǎn)生,測(cè)水驅(qū)采收率；（5）注0. 3PV的含鹽（2000mg·L-1）表面活性劑溶液，后續(xù)水驅(qū)至無油產(chǎn)出；（6）計(jì)算表面活性劑驅(qū)提高采收率值和總采收率值。

2.5.3 驅(qū)油劑現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施的注水工藝流程

圖1YC-3驅(qū)油實(shí)驗(yàn)配水間流程示意圖Fig.1YC-3 Oil displacement experiment with water flow diagram

3 結(jié)果與討論

3.1 配伍性測(cè)定

YC-3驅(qū)油劑與吳起油田地層水或采出水的配伍性，是考察表面活性劑好壞的一個(gè)重要指標(biāo)。采用吳起油田薛岔區(qū)塊5-47#、5-104#、5-286#油井的地層水配置質(zhì)量濃度為1%的YC-3驅(qū)油劑溶液，將上述溶液靜止放置30d，每天觀察溶液是否有不溶物或沉淀產(chǎn)生。結(jié)果表明，YC-3驅(qū)油劑溶液在地層水中均無明顯的不溶物和沉淀，即該劑與吳起油田地層水有良好的配伍性。

3.2 鹽度對(duì)YC-3驅(qū)油劑界面張力的影響及最佳鹽度

驅(qū)油劑與原油間能否形成超低的界面張力（約×10-3mN·m-1數(shù)量級(jí)）是評(píng)價(jià)驅(qū)油的一個(gè)重要指標(biāo),因此通常利用油水界面張力的評(píng)價(jià)作為篩選驅(qū)油表面活性劑的首要條件。油水界面張力對(duì)水相鹽含量有很強(qiáng)的依賴性，通過改變水相的鹽含量，相應(yīng)的表面活性劑在水和油中的溶解度可大大改變，能使溶液的表面活性顯著提高。YC-3驅(qū)油劑與原油（薛岔5-104#）的界面張力隨水溶液中NaCl濃度變化見圖2。

圖2 鹽度對(duì)界面張力的影響Fig.2Effects of salinity on interfacial tension.

從圖2可以看出，當(dāng)NaCl濃度為6.5×104mg·L-1時(shí)，界面張力達(dá)到最低值。在濃度小于6.5×104mg· L-1之前，油水界面張力隨鹽度的增加而逐漸降低，濃度大于6.5×104mg·L-1之后，隨著鹽度的繼續(xù)增加，界面張力略有提高，在鹽度20×104mg·L-1時(shí)仍能保持較低的界面張力。因此，在無高價(jià)金屬離子干擾的條件下，YC-3驅(qū)油劑的最適鹽度為6.5× 104mg·L-1。

3.3 Ca2+、Mg2+對(duì)YC-3驅(qū)油劑界面張力的影響

地層水中的Ca2+、Mg2+等高價(jià)離子可與注入地層的驅(qū)油劑發(fā)生沉淀，產(chǎn)生的沉淀不僅對(duì)油層造成堵塞，而且消耗大量的驅(qū)油劑，導(dǎo)致驅(qū)油劑有效率急劇下降。

圖3Ca2+、Mg2+對(duì)界面張力的影響Fig.3Effect of Ca2+and Mg2+on the interfacial tension

薛岔油區(qū)的Ca2+、Mg2+濃度在4000mg·L-1左右，因此，適合薛岔區(qū)塊的驅(qū)油劑必須具有較高的抗Ca2+、Mg2+能力。圖3為Ca2+對(duì)YC-3驅(qū)油劑界面張力的影響（YC-3驅(qū)油劑：1%、NaCl:6.5×104mg· L-1）。從圖3可以看出，隨著Ca2+濃度的增加，YC-3驅(qū)油劑的界面張力逐漸降低，但在Ca2+濃度低于5000mg·L-1時(shí)，YC-3驅(qū)油劑仍能保持較低的界面張力10-2mN·m-1。

二價(jià)金屬離子存在時(shí)（Ca2++Mg2+：4000mg·L-1），評(píng)價(jià)該驅(qū)油劑體系（1%YC-3）隨著鹽度的變化對(duì)界面張力的影響，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見圖4。

圖4 離子強(qiáng)度對(duì)界面活性的影響（Ca2++Mg2+：4000mg·L-1）Fig.4Influence of ionic strength on the interfacial activity（Ca2++Mg2+：4000mg·L-1）

從圖4可以看出，隨著鹽度的增加，界面張力持續(xù)降低，當(dāng)鹽度大于10×104mg·L-1界面張力仍保持在10-2mN·m-1，說明該驅(qū)油劑具有良好的活性。因此，在二價(jià)金屬離子存在時(shí)，適當(dāng)提高驅(qū)油體系的鹽度能夠有效抑制表面活性劑的沉淀損失，提高驅(qū)油劑的利用效率及驅(qū)油效果。

3.4 耐溫性能的測(cè)定

耐溫性是考察驅(qū)油劑的一個(gè)重要指標(biāo)，考察了在不同溫度下老化處理48h后，1%質(zhì)量分?jǐn)?shù)的驅(qū)油劑溶液（Ca2+Mg2+濃度4000mg·L-1，鹽度6.5×104mg· L-1）對(duì)界面張力的影響見圖5。

圖5 溫度對(duì)界面張力的影響Fig.5Influence of temperature on the interfacial tension

從圖5可以看出，在溫度低于70℃時(shí)，YC-3驅(qū)油劑能夠形成超低界面張力，在70～150℃時(shí)仍然能夠形成低界面張力。在70℃條件下考察其熱穩(wěn)定性能30d，YC-3驅(qū)油劑界面張力基本保持不變，說明YC-3驅(qū)油劑具有較好的抗溫性能和熱穩(wěn)定性能。

3.5 巖石吸附損失的測(cè)定

由于油藏巖石對(duì)注入的表面活性劑吸附作用在一定程度上降低了注入表面活性劑的驅(qū)油效果，因此，利用薛岔區(qū)塊油砂，于55℃條件下利用紫外分光光度法測(cè)定了YC-3表面活性劑的吸附值，實(shí)驗(yàn)結(jié)果得出吸附量為0.209mg·g-1。由此可知，該體系吸附量較小，即可有效抑制表面活性劑在油層中的吸附損耗，提高了驅(qū)油劑的利用效率。

3.6 對(duì)巖心基質(zhì)滲透率損害的測(cè)定

驅(qū)油劑對(duì)儲(chǔ)層的傷害程度尤其是對(duì)低壓低滲透油氣藏有著重要的影響作用，因此，能夠最大程度地降低驅(qū)油劑對(duì)地層造成的傷害就顯得尤為重要。為了評(píng)價(jià)該驅(qū)油劑對(duì)地層的傷害，做了簡(jiǎn)單的定性研究。在驅(qū)油劑注入過程中，薛岔1號(hào)注水站進(jìn)行了壓力恢復(fù)測(cè)試。圖6為實(shí)施區(qū)注入壓力變化曲線圖。

圖6 薛岔1號(hào)站實(shí)施區(qū)注入壓力變化曲線Fig.6Injection pressure curve of the 1st xuecha station implementation district

從注入壓力變化曲線看出，隨著注水時(shí)間的推移，地層能量不斷增大，地下虧空不斷減少，油區(qū)平均注入壓力逐步增大，由2012年6月的10MPa增大到2013年8月份的12MPa。取得了良好的驅(qū)油效果，也在一定程度上提高了地層能量。壓力恢復(fù)曲線斜率基本無變化，表明地下滲流條件基本沒有改變，對(duì)地層基本沒有傷害。

3.7 不同濃度的YC-3驅(qū)油劑的驅(qū)油實(shí)驗(yàn)

在滲透率相近的巖心上，注入0.3PV不同濃度的驅(qū)油劑，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表2。

表2的結(jié)果表明，采收率的提高值反而隨著驅(qū)油劑濃度的增加而降低，濃度為1%的驅(qū)油劑效果最好，采收率提高了19.84%。

表2 不同濃度的YC-3驅(qū)油劑驅(qū)油實(shí)驗(yàn)Tab.2Different solubility of YC-3 drive oil flooding experiment

3.8 現(xiàn)場(chǎng)使用實(shí)況

根據(jù)薛岔1號(hào)站“啟源YC-3”高效驅(qū)油劑驅(qū)油實(shí)施方案，薛岔1號(hào)站于2012年6月9日起開始實(shí)施注入計(jì)劃，截止2013年8月底，共注入“啟源YC-3”驅(qū)油劑776.2t，其中2013年1～8月份計(jì)劃注入437t。實(shí)驗(yàn)區(qū)有注水井70口，受益井108口，試驗(yàn)前平均單井日產(chǎn)液4.98t，日產(chǎn)油1.29t，綜合含水25.90%，平均動(dòng)液面1654m，試驗(yàn)后取得明顯的效果，日產(chǎn)液11.77t，日產(chǎn)油2.67t，綜合含水22.65%，平均動(dòng)液面1365m,兩者相比，日產(chǎn)油上升了1.38t，含水下降了3.25%，平均動(dòng)液面上升了249m。截止2013年8月底，井區(qū)已累計(jì)增油2937t，且試驗(yàn)區(qū)部分油井目前繼續(xù)有效，有效期已達(dá)10個(gè)月。該試驗(yàn)區(qū)共投資2848.32萬元，階段投入產(chǎn)出比達(dá)到1∶1.75。

4 結(jié)論及建議

（1）室內(nèi)評(píng)價(jià)表明，YC-3驅(qū)油劑與薛岔區(qū)塊地層水有良好的配伍性，在鹽度達(dá)到20×104mg·L-1時(shí)仍保持低的界面張力，抗高價(jià)離子能力可達(dá)5 000mg·L-1，抗溫性能可達(dá)150℃，熱穩(wěn)定性好，巖心吸附損失?。?.209mg·g-1＜1），室內(nèi)驅(qū)油實(shí)驗(yàn)效果顯著，提高采收率最高能達(dá)到19.84%，能夠滿足薛岔油區(qū)對(duì)驅(qū)油劑的性能要求。

（2）現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用表明，YC-3驅(qū)油劑在薛岔區(qū)塊增油效果顯著，累計(jì)增油2937t，且該劑對(duì)地層基本沒有傷害，適合薛岔區(qū)塊使用。

（3）YC-3驅(qū)油劑實(shí)驗(yàn)見效時(shí)間快、有效時(shí)間長(zhǎng)且增油效果明顯，是提高高溫高鹽油藏剩余油采收率的有效技術(shù)手段。對(duì)油田層內(nèi)、層間矛盾突出的井組，實(shí)施注驅(qū)前，為防止驅(qū)油劑沿高滲層突竄，注驅(qū)應(yīng)與深部調(diào)剖相結(jié)合。

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Performance research of YC-3 oil-displacing agent in Xuecha Oilfield

YING Dan-dan，LI Guang-qing，WANG Hui-ping，DANG Ya-jiao，NING Xiao-gang，GAO Yu-feng，SONG Yue-yi
（Wuqi Oil Production Plant,Yanchang Oilfield Limited by Share Ltd.,Yan'an 716000,China）

In accordance with the reservoir features of“three-low”,qiyuan YC-3 high efficiency oil displacement agent was introduced in Wuqi Oilfield.In Xuecha area,laboratory tests showed that the agent has good compatibility with formation water,good properties to resist salt and temperature,less damage to formation.Meanwhile it had higher oil recovery,could reach up to 19.94 percent.During field testing,this oil displacement agent had obvious oil increment.By the end of August 2013,Xuecha area had increased 2937 tons of oil,the result indicated that the oil displacement agent performs well and suitable for this area.

YC-3 oil-displacing agent；interfacial tension；thermal stability；salt resistance；enhanced oil recovery；increasing oil

TE357.4

A

1002-1124（2014）01-0029-04

2013-11-28

應(yīng)丹丹（1982-），女，碩士，2012年畢業(yè)于西安石油大學(xué)應(yīng)用化學(xué)專業(yè)，研究方向：油田化學(xué)，目前在吳起采油廠從事勘探開發(fā)研究所工作。