關(guān)于聚驅(qū)后無堿驅(qū)油體系提高采收率機(jī)理分析

摘要：隨著油田開采步伐的加快，對聚合物驅(qū)后油藏開采效率也提出更高的要求。然而現(xiàn)行聚合物驅(qū)能下盡管可使驅(qū)油效率得以提高，但在實際操作中仍可能殘留過多的原油，這就要求在聚合物驅(qū)后注意做好采收率提高工作。本文將通過相應(yīng)的實驗操作，對聚驅(qū)后一元驅(qū)、二元驅(qū)實際情況、表面活性劑驅(qū)油機(jī)理、表面聚合物二元驅(qū)油機(jī)理以及聚合物溶液影響情況進(jìn)行探析。

關(guān)鍵詞：采收率機(jī)理；聚合物驅(qū)；驅(qū)油機(jī)理

前言：

在采油技術(shù)快速發(fā)展背景下，化學(xué)驅(qū)、微生物驅(qū)、氣驅(qū)與熱驅(qū)等方法逐漸引入其中，對采收率的提高可起到明顯效果。以其中化學(xué)驅(qū)為例，其主要在化學(xué)藥劑應(yīng)用下使油界面張力得以降低，這種方式一般又可細(xì)化到堿驅(qū)、表面活性劑驅(qū)、聚合物驅(qū)等，應(yīng)用過程中有利于提升采收率。但由于采收工作中面臨原油殘留問題，需結(jié)合其中的驅(qū)油機(jī)理，使這些問題得以解決。因此，本文對聚驅(qū)后采收機(jī)理的相關(guān)研究，具有十分重要的意義。

一、 室內(nèi)巖心實驗分析

本文在研究中首先從水驅(qū)巖心方面著手，通過實驗得出具體的一元驅(qū)、二元驅(qū)等實驗結(jié)果。實際實驗過程中，主要選取中間容器、驅(qū)油泵、張力儀以及恒溫箱等作為主要設(shè)備，選擇6m/L恒速驅(qū)油以及45℃作為實驗條件。對于實驗試劑，主要以1700×104分子質(zhì)量聚合物、3700mg/L礦化度模擬鹽水以及兩性表面活性劑等。實際開展實驗過程中，其步驟集中表現(xiàn)在：①對巖心氣測滲透率進(jìn)行測定；②在抽空巖心后，使模擬鹽水得以飽和，并對其孔隙度測量；③在恒溫箱中放置巖心，以45℃作為恒溫箱溫度；④水驅(qū)油與聚合物驅(qū)油，二者驅(qū)油都保持為20PV；⑤在表面活性劑一元、二元體系上進(jìn)行驅(qū)油，同樣以20PV為主。這樣在實驗完成后，便可對相應(yīng)的采收率進(jìn)行計算。通過實驗發(fā)現(xiàn)，若水驅(qū)后仍可滿足二元驅(qū)黏彈性不同、表面活性劑驅(qū)界面張力較差，能夠達(dá)到采收效率提高的的目標(biāo)。另外，在聚驅(qū)情況下，若可保持二元驅(qū)不同黏彈性、表面活性劑驅(qū)界面張力較低，有利于采收率的提高。但比較之下，在提高表面活性劑驅(qū)中所起到的采收效率并不明顯，而二元驅(qū)下可提升采收率，尤其在二元體系黏彈性提高的情況下，采收效率將更為明顯[1]。

二、 表面活性劑驅(qū)油機(jī)理研究

在對表面活性劑驅(qū)油機(jī)理進(jìn)行研究中，主要利用模型驅(qū)油實驗操作，對界面張力不同的表面活性劑滲流過程進(jìn)行分析，判斷殘余油運移、剩余油分布等情況，以此得出聚驅(qū)后表面活性劑的驅(qū)油機(jī)理。具體實驗中，所選取的材料仍以1700×104分子質(zhì)量聚合物、3700mg/L模擬鹽水為主，并將羧基甜菜堿作為表面活性劑。并在實驗過程中將玻璃刻蝕模型作為物理模型。具體實驗過程中，其步驟集中表現(xiàn)在：對飽和油抽空、水驅(qū)油20PV、觀察與記錄聚合物驅(qū)整個實現(xiàn)過程、將表面活性劑注入且保持驅(qū)油20PV、對驅(qū)油效率進(jìn)行計算。

通過實驗發(fā)現(xiàn)，對于聚驅(qū)后表面活性劑，其在采收率上較為明顯，而且該采收率提高值會在界面張力下降的情況下呈增大趨勢，此時因表面活性劑驅(qū)使洗油效率得到大幅度提升。同時，在聚驅(qū)后可發(fā)現(xiàn)，若表面活性劑在界面張力上較低，其很可能對油水界面帶來影響，使界面出現(xiàn)明顯變形問題，這樣因變形問題的存在很可能有小油滴存在。這些油滴的形成主要由于殘余油啟動后，有表面活性劑作用而影響油絲的穩(wěn)定運移，這樣便使o/w乳狀液形成。一般油滴運移時，實現(xiàn)的方式主要包括四種，分別為：油滴被拉成油絲、“Y”型孔道有油滴穿過時斷裂為小油滴、壁面捕獲下小油滴的形成以及狹窄流道中小油滴的形成等。這些油滴運移中，聚并問題極為明顯[2]。

三、 表面聚合物二元驅(qū)油機(jī)理研究

分析表面聚合物二元驅(qū)油機(jī)理中，所選取的實驗材料主要以1700×104分子質(zhì)量聚合物、3700mg/L模擬鹽水為主，保持10mPa·s（30℃）的模擬油粘度，且以508mg/L作為水驅(qū)用水礦化度。整個實驗步驟與表面活性劑驅(qū)油實驗步驟相同，在此基礎(chǔ)上分析結(jié)界面張力不同情況下的水驅(qū)采收率、聚驅(qū)采收率以及二元驅(qū)采收率等?？赏ㄟ^對比表面活性劑驅(qū)微觀驅(qū)油機(jī)理，能夠發(fā)現(xiàn)二元驅(qū)油與其存在較多共性，如殘余油在聚驅(qū)后的啟動，都以拉成油絲、拉成油滴等為主，再如殘余油運移方面，強(qiáng)調(diào)以o/w乳狀液形式，從巖心中將殘余油驅(qū)替出。這些共性的存在主要因油水界面張力可在表面活性劑應(yīng)用下得以降低，尤其驅(qū)替液作用下將使殘余油出現(xiàn)明顯的變形。但事實上，從驅(qū)油機(jī)理上看，差異性也較為明顯，如波及體積上的差異，在二元驅(qū)方面可使洗油效率得到極大程度的提高，波及體積也會不斷擴(kuò)大，但一元驅(qū)情況下，其洗油效率的提高僅集中在聚驅(qū)波及體積內(nèi)，且洗油效率相對二元驅(qū)較低。另外，實際實驗中也能發(fā)現(xiàn)，殘余油在二元驅(qū)下很容易發(fā)生運移，原因在于其黏度較大，殘余油在巖心滲流時將受到剪切力影響，所以驅(qū)替出油量也極多[3]。

四、 聚合物溶液影響分析

在整個聚驅(qū)中，一般參與油膜受聚合物溶液影響也較為明顯。以往學(xué)者在研究過程中多從非對稱波紋管內(nèi)聚合物溶液流動情況著手，得出殘余油膜受聚合物溶液影響的基本情況。實際分析過程中，可將相關(guān)的參數(shù)如波紋度、威森伯格數(shù)We以及界面處剪切力、第一法向應(yīng)力等引入其中。通過分析可發(fā)現(xiàn)，在威森伯格數(shù)We增大情況下，第一法向應(yīng)力對界面的作用極為明顯，可說明油膜受聚合物溶液拉拽作用較為明顯。其中第一法向應(yīng)力最小值與最大值分別集中在寬流道、窄流道處，兩個值的差異使油膜在窄流道中進(jìn)行流動。同時，若黏彈性聚合物在We上相同，此時在波紋度增大情況下，界面第一法向應(yīng)力也會隨之提升，這樣油膜被驅(qū)替將更為容易。另外，若從界面剪切力情況看，其最小值與最大值主要集中在出口與窄流道附近，兩個值的差值會在波紋度增大的情況下逐漸提升，其能夠充分說明在油膜保持較大厚度的情況下，殘余油膜啟動將較為容易。由此可見，在非對稱波紋管內(nèi)，殘余油膜受到聚合物溶液的影響極為明顯[4]。

結(jié)論：

驅(qū)油效率的提升是當(dāng)前采油工作中需考慮的主要問題。本文在研究中發(fā)現(xiàn)，盡管水驅(qū)方式下對采收率的提高可起到明顯效果，但相比聚合物驅(qū)能又低處很多。而聚合物驅(qū)下又面臨較多如殘余油問題，所以在對采收率提升中，應(yīng)注意正確認(rèn)識相關(guān)的驅(qū)油機(jī)理，包括無堿表面活性劑驅(qū)、表面活性劑聚合物二元驅(qū)等，選擇合理的方式以使采收率得到進(jìn)一步提高。

參考文獻(xiàn)：

[1]韓培慧，蘇偉明，林海川，高淑玲，曹瑞波，李宜強(qiáng). 聚驅(qū)后不同化學(xué)驅(qū)提高采收率對比評價[J]. 西安石油大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），2011，05：44-48+92+115-116.

[2]黃斌. 變滲流阻力體系驅(qū)油提高采收率實驗研究[D].東北石油大學(xué)，2013.

[3]劉瀟瀟. 聚驅(qū)后聚/表二元驅(qū)驅(qū)油效果及流度控制研究[D].東北石油大學(xué)，2015.

[4]張繼紅，董欣，葉銀珠，楊生，王亞楠. 聚合物驅(qū)后凝膠與表面活性劑交替注入驅(qū)油效果[J]. 大慶石油學(xué)院學(xué)報，2010，02：85-88+129.

作者簡介：

宋文鵬（1988--），男，，黑龍江省肇東，碩士研究生，畢業(yè)于東北石油大學(xué)，研究方向：油氣田開發(fā)工程。