不同濃度二元復(fù)合體系對(duì)驅(qū)油效果的影響

金玉寶，馬蓉研

（1. 東北石油大學(xué) 提高油氣采收率教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，黑龍江 大慶 163318；　2. 中石油長城鉆探公司測(cè)試公司，遼寧 盤錦 124107）

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不同濃度二元復(fù)合體系對(duì)驅(qū)油效果的影響

金玉寶1，馬蓉研2

（1. 東北石油大學(xué) 提高油氣采收率教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，黑龍江 大慶 163318；2. 中石油長城鉆探公司測(cè)試公司，遼寧 盤錦 124107）

近年來，水驅(qū)開發(fā)效果較差。油藏一般采取“調(diào)驅(qū)+水驅(qū)”方式取得了較好增油降水效果，但也存在藥劑費(fèi)用投入較高和配注工藝復(fù)雜等問題。對(duì)于強(qiáng)堿或者弱堿三元的復(fù)合體系中普遍存在采出液乳化和結(jié)垢的問題，優(yōu)先選用聚合物和表面活性劑復(fù)合而成的二元體系，并采用室內(nèi)物理模擬的方法，對(duì)比不同濃度聚/表二元體系的界面張力、黏度、驅(qū)油效果進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)聚/表二元體系可以實(shí)現(xiàn)超低界面張力的要求，而且聚/表二元體系的黏度也比較大，通過室內(nèi)非均質(zhì)巖心物理模擬實(shí)驗(yàn)研究，表明不同濃度的聚/表二元體系對(duì)驅(qū)油效果的影響效果差異較大。

二元復(fù)合體系；界面張力；增油效果；物理模擬；機(jī)理分析

目前我國內(nèi)陸油田大多已進(jìn)入水驅(qū)高含水期、特高含水期，有些油田的水驅(qū)含水率已94%［1-3］，現(xiàn)場(chǎng)產(chǎn)出污水多，污水難處理，回注污水大多通過低效、無效循環(huán)通道又從生產(chǎn)井采出，造成大量的浪費(fèi)［4］。對(duì)于非均質(zhì)性比較嚴(yán)重的儲(chǔ)層，水驅(qū)高滲透層的動(dòng)用程度較大，但中、低滲透層的剩余油較多，動(dòng)用程度較差，大量剩余油存在［5，6］，針對(duì)這種情況，化學(xué)驅(qū)得到了大量的推廣與應(yīng)用，但是對(duì)于單一聚合物驅(qū)而言，只能起到擴(kuò)大波及體積的效果［7-10］，難以增加洗油效果，多以本文選用聚/表二元復(fù)合體系，針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)非均質(zhì)嚴(yán)重的儲(chǔ)層進(jìn)行研究，應(yīng)用聚/表二元復(fù)合驅(qū)，其作用的主要機(jī)理為擴(kuò)大波及體積，增加對(duì)于中低滲透層的動(dòng)用程度，又能獲得較低的界面張力，從而增加洗油效率，達(dá)到提高采收率的目的［11-13］。

1　實(shí)驗(yàn)條件

1.1實(shí)驗(yàn)材料

實(shí)驗(yàn)所用聚合物為速溶型部分水解聚丙烯酰胺，其分子量為1 900×104，實(shí)驗(yàn)用水為某油田的模擬地層水，由蒸餾水與不同濃度和不同類型的電解質(zhì)混合配置而成，其離子組成見表1。

表1　模擬水離子組成表Table 1 Simulated water composition

實(shí)驗(yàn)用油為實(shí)驗(yàn)?zāi)M油，由某油田原油與煤油按一定質(zhì)量比混合配制而成，65 ℃時(shí)其原油黏度為10 mPa·s。

實(shí)驗(yàn)所用表面活性劑為石油磺酸鹽，其有效含量為 30%。其配置的聚/表二元體系界面張力值可以達(dá)到10-3mN/m。

實(shí)驗(yàn)巖心為石英砂環(huán)氧樹脂鍛壓膠結(jié)而成的人造非均質(zhì)巖心［14，15］，分為三個(gè)滲透層，即高、中、低3個(gè)滲透層，其巖心各層位的氣測(cè)滲透率分別為2 500×10-3、1 000×10-3和400×10-3μm2，巖心平均滲透率1 300×10-3μm2。其外觀幾何尺寸為：寬× 高×長=4.5 cm×4.5 cm×30 cm。

1.2實(shí)驗(yàn)儀器

采用DV-Ⅱ型布氏黏度儀測(cè)試二元復(fù)合體系的黏度，界面張力儀，采用驅(qū)替實(shí)驗(yàn)裝置測(cè)試聚/表二元復(fù)合體系增油降水效果，裝置由平流泵、壓力表、方型巖心夾持器、手搖泵和中間容器等組成，置于65 ℃恒溫箱內(nèi)，如圖1所示。

圖1　設(shè)備流程示意圖Fig.1 Schematic diagram of equipment process

1.3設(shè)計(jì)方案

全部方案實(shí)驗(yàn)步驟為“水驅(qū)98%+0.1 PV聚合物和表面活性劑溶液+后續(xù)水驅(qū)”。“方案1-1”為聚合物濃度為800 mg/L和表面活性劑質(zhì)量濃度為0.3%的溶液“方案1-2”為聚合物濃度為1 000 mg/L和表面活性劑質(zhì)量濃度為0.3%的溶液。“方案1-3”為聚合物濃度為1 500 mg/L和表面活性劑質(zhì)量濃度為0.3%的溶液。以上方案后續(xù)水驅(qū)均為后續(xù)水驅(qū)至含水率為98%。

2　實(shí)驗(yàn)結(jié)果

2.1采收率變化

以上方案采收率數(shù)據(jù)見表2。

表2　采收率數(shù)據(jù)表Table 2 Recovery data table

從表2可以看出，在注入PV數(shù)一定條件下，隨聚合物濃度的增加，二元復(fù)合體系驅(qū)油的采收率增幅提高。

2.2壓力和含水率變化

實(shí)驗(yàn)過程中注入壓力、含水率和與注入PV數(shù)的變化關(guān)系如圖2和圖3所示。

圖2　注入壓力Fig.2 Injection pressure

圖3　含水率Fig.3 Moisture content

從圖2、3可以看出，二元復(fù)合體系聚合物濃度的增加，注入壓力升高，擴(kuò)大波及體積效果增加，含水率降幅增大，采收率增幅得到提高。

2.3結(jié)果分析

由于模型自身的非均質(zhì)性，水驅(qū)過程中高滲透層隨著水驅(qū)時(shí)間的增加，水相滲透率一直增加，水驅(qū)阻力進(jìn)一步降低，當(dāng)油井高滲透層水驅(qū)突破時(shí)，形成無效、低效循環(huán)通道，這使水驅(qū)進(jìn)一步壓力，水沿著高滲透層的孔道直接由生產(chǎn)井帶出，難以波及到中低滲透層，高滲透層的殘余油也難以采出。但隨著聚/表二元復(fù)合體系的注入，溶液首先進(jìn)入高滲透層，一方面由于表面活性劑的存在，其溶液的界面張力比較低，有利于挖掘高滲透層的殘余油，另一方面，隨著聚合物溶液進(jìn)入高滲透層發(fā)生滯留，會(huì)導(dǎo)致注入壓力的增加，這會(huì)大大增加中低滲透層的動(dòng)用程度，后續(xù)水驅(qū)時(shí)，由于高滲透層流度比較低，啟動(dòng)壓力較大，相對(duì)于高滲透層，水更多的進(jìn)入中低滲透層，從而起到擴(kuò)大波及體積的效果。導(dǎo)致采收率提高，采收率增幅變大，聚合物濃度越高，效果越好。

3　結(jié) 論

（1）室內(nèi)實(shí)驗(yàn)表明聚/表二元體系提高采收率的增幅在10%左右。

（2）聚表二元復(fù)合體系，隨著聚合物濃度的提高采收率增幅變大。

（3）對(duì)于儲(chǔ)層非均質(zhì)性比較嚴(yán)重的儲(chǔ)層，可以用較高濃度的聚/表二元復(fù)合體系進(jìn)行驅(qū)替，可以得到較好的效果。

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Effect of Binary Composite System Concentration on Oil Displacement Efficiency

JIN Yu-bao1，MA Rong-yan2
（1. Key Laboratory of Enhanced Oil and Gas Recovery of Education Ministry, Northeast Petroleum University, Heilongjiang Daqing 163318，China；2. CNPC Greatwall Drilling Company Testing Branch, Liaoning Panjin 124107，China)

The effect of water flooding is poor, so combined method of profile control and water flooding is often adopted in development of oil reservoirs, which has good effect, but there are also problems such as high cost and complex injection process. In this paper, interfacial tension, viscosity and displacement effect of binary composite system with different concentrations were studied with indoor physical simulation method. The results show that the binary composite system can realize the requirement of ultra low interfacial tension. And its viscosity is also relatively large.Experimental study results on physical simulation of heterogeneous core show that the effect of different concentrations of binary composite system on oil displacement effect is relatively large.

binary composite system; interfacial tension; physical simulation; mechanism analysis

金玉寶（1992-），男，黑龍江省肇東市人，碩士研究生，研究方向：主要從事提高采收率技術(shù)實(shí)驗(yàn)與理論研究。E-mail：675508828@qq.com。

TE 357

A

1671-0460（2016）05-0922-03

2016-03-31