海上稠油油田高效驅(qū)油劑篩選與評價

楊會峰，徐國瑞，賈永康，鞠 野，劉豐鋼，劉光普

（中海油服油田生產(chǎn)事業(yè)部增產(chǎn)中心，天津 300452）

高效驅(qū)油劑提高水驅(qū)洗油效率技術(shù)是一種有助于提高石油采收率的方法。當(dāng)高效驅(qū)油劑溶入溶液時，分子中的雙親基團就會在液/固界面、液/液界面及體相的溶液中發(fā)生定向分布，當(dāng)它的極性基團與礦物或巖石的表面結(jié)合時，原油邊界層就會被破壞，邊界層中束縛的原油就能解脫出來，成為可流動油。極性的水分子或活性劑分子中的親水基團就會占據(jù)顆粒的表面，礦物、巖石表面從而由油濕變?yōu)樗疂瘢退缑鎻埩档?、原油乳化和油滴聚并等現(xiàn)象也就伴隨發(fā)生，從而提高了原油采收率。本文以渤海S油田為例，針對常用高效驅(qū)油劑開展適應(yīng)性評價[1，2]。

1 驅(qū)油劑對原油界面性能影響

將三種高效驅(qū)油劑以一定濃度梯度配成溶液，利用Texas-500C型全量程界面張力儀測量原油與三種驅(qū)油劑溶液間的界面張力，并研究其隨時間的變化，進(jìn)一步探索在界面上發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)，測試結(jié)果（見圖 1～圖 6）。

高效驅(qū)油劑分子由水相向界面進(jìn)行擴散，并且由于親和力的作用和相似相容原理，高效驅(qū)油劑分子將以親油基朝向油相，親水基朝向水相的方式在界面上聚集，同時高效驅(qū)油劑分子也能逃離界面，向水相和油相擴散。這樣，當(dāng)高效驅(qū)油劑在界面上的聚集速度與其逃離速度相等時達(dá)到聚集平衡，此時為最大界面聚集，界面上可以獲得最低的界面張力。從穩(wěn)態(tài)實驗結(jié)果中看，三種驅(qū)油劑都有降低油水界面張力性能，A205藥劑的界面活性最高，ZKS-1活性最低[3-6]。

界面張力是隨時間不斷變化的，即存在平衡界面張力和瞬間界面張力。究竟哪一種界面張力更為重要，目前還沒有定論，但是研究動態(tài)界面張力無疑是非常重要的。研究界面張力隨時間的變化，可以幫助了解在界面上發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)。通過動態(tài)界面張力測試結(jié)果可以看出，A205具備較好的性能，降低界面張力可達(dá)到10-2mN/m。

圖1 各濃度A205對油水體系穩(wěn)態(tài)界面張力的影響

圖2 各濃度A205對油水體系動態(tài)界面張力的影響

圖3 各濃度ZKS-1對油水體系穩(wěn)態(tài)界面張力的影響

圖4 各濃度ZKS-1對油水體系動態(tài)界面張力的影響

圖5 各濃度UT8-1對油水體系穩(wěn)態(tài)界面張力的影響

圖6 各濃度UT8-1對油水體系動態(tài)界面張力的影響

2 驅(qū)油劑對原油乳化降黏性能影響

試驗考量常用驅(qū)油劑對S油田原油降黏性能影響，A205/UT8-1/QY-1選取濃度為0.2%、0.4%、0.6%、0.8%，ZKS-1選取濃度 400 mg/L、600 mg/L、800 mg/L、1 000 mg/L，試驗溫度50℃，試驗結(jié)果（見圖7，圖8）。

乳化降黏測試結(jié)果表明：UT8-1與QY-1的乳化降黏效果最差，不但不降黏而且還產(chǎn)生反相乳化，導(dǎo)致原油黏度升高；A205濃度小于0.4%時也產(chǎn)生了反相乳化，當(dāng)濃度大于0.4%時，乳化降黏效果與濃度為600 mg/L的ZKS-1降黏效果相當(dāng)；從乳化降黏效果來看ZKS-1的最好，其次為A205。

電鏡觀測不同藥劑的各濃度的乳化狀態(tài)，結(jié)果（見圖 9～圖 12）。

通過不同藥劑不同濃度對原油乳化狀態(tài)機乳化降黏效果的對比分析知道：

圖7 不同藥劑各濃度下原油降黏試驗結(jié)果

圖8 不同藥劑各濃度對原油降黏率計算結(jié)果

圖9 不同濃度A205對乳化粒徑影響

圖10 不同濃度ZKS-1對乳化粒徑影響

圖11 不同濃度QY-1對乳化粒徑影響

圖12 不同濃度UT8-1對乳化粒徑影響

（1）藥劑的降黏效果越好，分散在藥劑體系中的油滴的數(shù)量越多，油滴粒徑越小。

（2）ZKS-1的降黏效果最好（600 mg/L的ZKS-1溶液降黏率能達(dá)到70%，與0.4%的A205溶液降黏效果相當(dāng)），其次為A205；UT8-1和QY-1效果較差，不但不能降黏而且還容易形成W/O乳狀液。

3 藥劑對驅(qū)替效率影響研究

根據(jù)乳化降黏與界面張力試驗結(jié)果選擇ZKS-1、A205這2種藥劑進(jìn)行不同藥劑對驅(qū)替效率影響的單管均質(zhì)模型試驗，藥劑濃度分別為600 mg/L和0.4%。

（1）初始伴注不同藥劑驅(qū)替試驗（見圖13，圖14）。

（2）水驅(qū)至含水90%時轉(zhuǎn)不同藥劑驅(qū)替試驗（見圖 15，圖 16）。

以上研究結(jié)果表明：全程注600 mg/LZKS-1的最終驅(qū)替效率為66.08%，全程注0.4%A205的最終驅(qū)替效率為54.22%；當(dāng)含水大于90%時轉(zhuǎn)注600 mg/LZKS-1的最終驅(qū)替效率為61.45%，轉(zhuǎn)注0.4%A205的最終驅(qū)替效率為49.12%。從這個角度對比，ZKS-1驅(qū)油性能要優(yōu)于A205。

4 現(xiàn)場試驗

為了驗證ZKS-1藥劑驅(qū)油效果，在S油田C井組進(jìn)行現(xiàn)場試驗。該區(qū)塊為薄互層稠油油藏，高孔高滲，原油黏度 7 343 mPa·s～20 904 mPa·s，水竄嚴(yán)重。按照600 mg/L濃度注入ZKS-1藥劑，應(yīng)用效果（見圖17）。注入ZKS-1藥劑4.5個月，含水率由88.6%下降至79%，日增油最高達(dá)到25.6 t，有效期持續(xù)9個月，效果顯著。

圖13 不同藥劑驅(qū)替壓力和驅(qū)替效率變化曲線

圖14 不同藥劑驅(qū)替壓力和含水率變化曲線

圖15 轉(zhuǎn)不同藥劑驅(qū)替壓力和驅(qū)替效率變化曲線

圖16 轉(zhuǎn)不同藥劑驅(qū)替壓力和含水率變化曲線

5 結(jié)論及認(rèn)識

（1）考察不同驅(qū)油劑不同濃度對目標(biāo)區(qū)塊油樣的油水界面張力影響，研究結(jié)果表明油水界面張力從小到大分別為 A205、UT8-1、ZKS-1。

（2）乳化降黏試驗結(jié)果表明，UT8-1、QY-1的乳化降黏效果差，不但不能降低原油黏度，還產(chǎn)生反相乳化導(dǎo)致原油黏度升高；ZKS-1的乳化降黏效果最好，當(dāng)濃度為600 mg/L就能將油樣的黏度降至300 mPa·s以內(nèi)。

（3）驅(qū)替試驗研究結(jié)果表明，ZKS-1能大幅度提高水驅(qū)采出程度，驅(qū)替效率明顯高于A205藥劑，現(xiàn)場試驗也表明，ZKS-1藥劑具有較好的驅(qū)油性能。

綜合以上結(jié)論分析得出，對于稠油油藏，藥劑的表面活性只是考評其對油水界面改性程度的指標(biāo)，不能直接反應(yīng)藥劑驅(qū)替性能；藥劑的乳化降黏性能是針對稠油油田必不可少的評價指標(biāo)之一，降黏性能與提高驅(qū)替效率性能呈正相關(guān)關(guān)系，篩選時需避免因藥劑反相乳化導(dǎo)致原油黏度升高。針對渤海S油田，ZKS-1藥劑在600 mg/L濃度下可達(dá)到較高的驅(qū)替效率，提高采收率效果明顯。

參考文獻(xiàn)：

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