低滲透油藏網(wǎng)狀膠束體系降壓增注試驗(yàn)研究

毛 源 張貴才 劉向軍 唐存知 葛際江 蔣 平

(1.中石化勝利油田分公司河口采油廠(chǎng)， 山東 東營(yíng) 257200；2.中國(guó)石油大學(xué)(華東)， 山東 青島 266555)

由于低滲透儲(chǔ)層基質(zhì)滲透性差，水驅(qū)過(guò)程中驅(qū)替壓差逐步上升，且水驅(qū)殘余油階段水相的相對(duì)滲透率一般小于0.3,因此在基質(zhì)滲透率低和殘余油的共同作用下，儲(chǔ)層吸水能力的70%被抑制。通過(guò)試驗(yàn)測(cè)得少量殘余油即可造成水的有效滲透率大幅度下降，因此降低注水井近井殘余油飽和度可有效提高注水量。

本文針對(duì)勝利油區(qū)河口采油廠(chǎng)低滲透油藏注入壓力高，注入量少的問(wèn)題，探討油水界面張力、乳化作用、增溶能力對(duì)低滲透巖心殘余油飽和度的影響；開(kāi)發(fā)研制PO、EO數(shù)分別為9和6的十八烷基胺聚氧丙烯氧乙烯醚雙羧酸鹽為主表活劑、醇的混合物為助表活劑的增注網(wǎng)狀膠束體系；并進(jìn)行了降壓增注室內(nèi)研究。

1 降低殘余油飽和度的方法對(duì)比

1.1 油水界面張力對(duì)巖心殘余油飽和度的影響

為了研究表面活性劑體系性能與殘余油飽和度的關(guān)系，構(gòu)建了具有不同界面張力的表面活性劑體系，并用人造巖心進(jìn)行了驅(qū)油試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果表明(表1)，降低油水界面張力可以降低殘余油飽和度，但界面張力在10-1～10-4mNm之間變化時(shí)，殘余油飽和度變化幅度不大，遠(yuǎn)未達(dá)到將殘余油飽和度降低至接近零的降壓增注目標(biāo)。

1.2 乳化作用對(duì)低滲透巖心殘余油飽和度的影響

以最小乳化轉(zhuǎn)速為指標(biāo)研究了乳化作用對(duì)低滲透巖心殘余油飽和度的影響，研究結(jié)果表明：(1)最小乳化轉(zhuǎn)速降低有利于殘余油飽和度降低；(2)最小乳化轉(zhuǎn)速降低至一定數(shù)值后(450 rmin)，繼續(xù)降低乳化轉(zhuǎn)速，殘余油飽和度變化不大，因此在選擇用于降壓增注的表面活性劑體系時(shí)，最小乳化轉(zhuǎn)速可以作為輔助的指標(biāo)。

表1 不同界面張力表面活性劑體系降低殘余油飽和度的能力

1.3 增溶能力對(duì)低滲透巖心殘余油飽和度的影響

在90 ℃條件下測(cè)定不同濃度表面活性劑溶液降低殘余油飽和度的能力(表2)，試驗(yàn)結(jié)果表明：增溶油體積分?jǐn)?shù)越大的表面活性劑體系降低殘余油飽和度的能力越強(qiáng)，且增溶油體積分?jǐn)?shù)大于10%以上時(shí)體系可大幅度降低低滲透巖心的殘余油飽和度。因此增溶能力可作為降壓增注用表面活性劑體系的重要指標(biāo)。

表2 不同增溶能力表面活性劑體系降低殘余油飽和度的能力

2 網(wǎng)狀膠束體系制備及表征

2.1 網(wǎng)狀膠束體系制備

以增溶油體積分?jǐn)?shù)為指標(biāo)，以PO、EO數(shù)分別為9和6的十八烷基胺聚氧丙烯氧乙烯醚雙羧酸鹽作為降壓增注劑的主表面活性劑、丁醇和異丙醇的混合物為助表面活性劑、水楊酸鈉為離子調(diào)節(jié)劑，研究形成了增注用網(wǎng)狀膠束體系。

2.2 網(wǎng)狀膠束形態(tài)

用S-4800冷場(chǎng)掃描電鏡觀(guān)察膠束的形態(tài)如圖1所示，從圖中可以看出，體系以球狀膠束為基礎(chǔ)連接成具有一定網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的聚集體。

圖1 網(wǎng)狀膠束的TEM照片

2.3 網(wǎng)狀膠束增容油量

測(cè)定了不同濃度網(wǎng)狀膠束體系的黏度(30 ℃)和增溶油體積分?jǐn)?shù)(90 ℃)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖2。從圖2可以看出：

(1)網(wǎng)狀膠束體系濃度較低時(shí)(小于5%)，隨濃度增加體系黏度略有增加；當(dāng)其濃度大于5%后，隨濃度增加體系黏度快速提高。這說(shuō)明當(dāng)體系濃度大于5%時(shí)，球形膠束開(kāi)始聚結(jié)形成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，體系結(jié)構(gòu)黏度快速上升。

(2)當(dāng)體系濃度大于2.5%時(shí)，隨濃度增加體系增溶油量增加；當(dāng)體系濃度大于5%后，增溶油量隨濃度增加快速增加，說(shuō)明網(wǎng)狀膠束可提高膠束體系的增溶油能力。

圖2 不同濃度網(wǎng)狀膠束體系的黏度(30 ℃)和增溶油體積分?jǐn)?shù)(90 ℃)

3 網(wǎng)狀膠束體系增注性能評(píng)價(jià)

用巖心模擬試驗(yàn)對(duì)比了10%降壓增注劑優(yōu)化配方與10%石油磺酸鹽的降壓增注效果，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖3和圖4。

圖3 降壓增注劑優(yōu)化配方驅(qū)替試驗(yàn)壓力變化曲線(xiàn)

圖4 石油磺酸鹽驅(qū)替試驗(yàn)壓力變化曲線(xiàn)

圖3和圖4說(shuō)明，降壓增注劑優(yōu)化配方的恒速降壓率為74.5%，石油磺酸鹽的恒速降壓率為27.9%，說(shuō)明項(xiàng)目研究的降壓增注劑具有優(yōu)異的降壓增注效果。

3.1 不同區(qū)塊巖心的降壓增注效果

為驗(yàn)證降壓增注劑優(yōu)化配方的作用，用不同試驗(yàn)區(qū)巖心評(píng)價(jià)其降壓增注作用，試驗(yàn)結(jié)果表明，降壓增注劑優(yōu)化配方對(duì)不同巖心的恒速降壓率在48.5%～83.3%，即在恒流量條件下，降壓增注劑可以將驅(qū)替壓力降低1倍以上。

3.2 降壓增注劑使用濃度對(duì)降壓增注效果的影響

研究了不同濃度的降壓增注劑對(duì)降壓增注效果的影響，試驗(yàn)結(jié)果表明，降壓增注劑使用濃度越高降壓增注效果越好，但當(dāng)其濃度高于10%后，恒速壓力下降率增幅不大。這是因?yàn)闈舛冗_(dá)到10%時(shí)，降壓增注劑就足以將波及區(qū)的殘余油飽和度降至接近零的水平。因此現(xiàn)場(chǎng)建議使用濃度為10%的降壓增注劑。

3.3 降壓增注劑注入量對(duì)降壓增注效果的影響

為確定降壓增注劑的合理用量，研究了降壓增注劑注入量對(duì)降壓增注效果的影響(表3)。從表3可以看出，隨著降壓增注劑用量從1.0 PV增加到6.3 PV，恒速壓力下降率并沒(méi)有上升，說(shuō)明注入1.0 PV的降壓增注劑就可以有效地降低殘余油飽和度，從而降低注入壓力。

表3 降壓增注劑注入量對(duì)降壓增注效果的影響

4 結(jié) 論

(1)評(píng)價(jià)了降低殘余油飽和度的方法，按降低殘余油能力大小排列順序?yàn)椋涸鋈苡腕w積分?jǐn)?shù)、乳化速率、油水界面張力。

(2)制備了具有優(yōu)異增溶油能力的網(wǎng)狀膠束體系，并對(duì)該體系性質(zhì)進(jìn)行了評(píng)價(jià)，結(jié)果表明該體系對(duì)不同巖心的恒速降壓率在48.5%～83.3%，有較好的降壓增注作用。

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