聚/表二元復(fù)合驅(qū)后提高采收率實(shí)驗(yàn)研究

摘????? 要：聚/表二元復(fù)合驅(qū)技術(shù)在油田中的應(yīng)用逐漸普及，如何進(jìn)一步提高二元復(fù)合驅(qū)后采收程度成為亟待探究的內(nèi)容。通過室內(nèi)實(shí)驗(yàn)表明二元復(fù)合驅(qū)后剩余油依然達(dá)到40%以上，剩余油主要附存在驅(qū)替劑未波及的巖體內(nèi)。通過繼續(xù)注入驅(qū)替劑擴(kuò)大波及體積以及封堵過水通道達(dá)到開采剩余油的目的，同時(shí)也探究了油井停止生產(chǎn)后油水重新分布對后采收程度的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明采收程度在二元復(fù)合驅(qū)的基礎(chǔ)上注入不同驅(qū)替劑能進(jìn)一步提高1.4%～5.6%，二元復(fù)合驅(qū)后采收程度主要受到聚合物的濃度、聚合物注入量影響，二元復(fù)合驅(qū)后是否靜置一段時(shí)間對采收程度影響較小。

關(guān)? 鍵? 詞：二元復(fù)合驅(qū);油水重新分布;表面活性劑;剩余油

中圖分類號：TE327?????? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A?????? 文章編號：1671-0460（2020）07-1388-04

Experimental Study on Enhanced Oil Recovery by

Polymer and Surfactant Binary Composite Flooding

ZHOU Jiu-mu

（School of Petroleum Engineering， Northeast Petroleum University， Daqing Heilongjiang 163318， China）

Abstract： The application of binary combination flooding technology in oilfield is gradually popularized. How to further improve the recovery degree after binary combination flooding has become an urgent topic to be explored. The indoor experiments showed that residual oil after binary combination flooding was still above 40%， remaining oil mainly existed in the rock mass where was not swept by the displacement agent. In this experiment， the remaining oil was recovered by continuing to enlarge sweep volume and inject displacement agent to plug water channel， the effect of new oil-water distribution after the well shutdown on the recovery of reproduction was explored. The experimental results showed that the recovery degree was further improved by 1.4%～5.6% by injecting different displacement agents on the basis of binary composite flooding. The recovery degree after binary combination flooding was mainly affected by the polymer concentration and polymer injection amount， and the well shutdown time after the binary combination flooding had little influence on the recovery degree.

Key words： Binary combination flooding; Redistribution of oil and water; Surfactant; Remaining oil

三元復(fù)合驅(qū)能大幅度提高東部老油田的采收程度，但是也帶來了諸多問題：傷害儲層、井筒結(jié)垢、油水乳化嚴(yán)重等。為了克服這些問題聚/表二元復(fù)合驅(qū)被人們廣泛應(yīng)用。陳陽^[1]認(rèn)為聚/表二元驅(qū)是進(jìn)一步提高采收率的方法，并能有效提高驅(qū)油效果。唐佳斌^[2]等研究發(fā)現(xiàn)聚合物/表面活性劑二元體系應(yīng)用在大慶油田上獲得了較好的驅(qū)油效果。它與三元復(fù)合驅(qū)^[3-4]相比，具有減小對地層傷害等優(yōu)勢。但是單一的二元驅(qū)后，剩余油量依舊很高^[5，6]且對于大部分老油田一旦聚/表二元復(fù)合驅(qū)結(jié)束，剩余油如何繼續(xù)開采，到目前為止還沒有成熟的技術(shù)。卿華等人研究了強(qiáng)堿三元復(fù)合驅(qū)后提高采收率的影響因素，通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)注入高濃度聚合物對三元復(fù)合驅(qū)后提高采收率有很好的效果。卿華^[7]認(rèn)為影響三元復(fù)合驅(qū)后采收程度主要因素在于擴(kuò)大波及體積。二元復(fù)合驅(qū)過后，后續(xù)水驅(qū)造成的水相高速通道使得低黏度的驅(qū)替劑無法接觸到剩余油，高濃度高黏度聚合物溶液能夠有效封堵水相高速通道，為擴(kuò)大波及體積提供了先決條件。筆者通過室內(nèi)實(shí)驗(yàn)探究了影響后采收程度的相關(guān)因素，進(jìn)行了7組室內(nèi)驅(qū)替實(shí)驗(yàn)。

1 ?聚/表二元復(fù)合驅(qū)后提高采收率實(shí)驗(yàn)流程

1.1? 實(shí)驗(yàn)儀器及材料

1.1.1? 實(shí)驗(yàn)儀器

巖心夾持器（4.5 cm×4.5 cm×30 cm）;抽真空泵;手搖泵;中間容器;攪拌器;DV-Ⅱ型布氏黏度儀見圖1，可測試聚合物視黏度。使用“0”號轉(zhuǎn)子（0～100 mPa·s），其中轉(zhuǎn)速為6 r·min^-1; ISCO驅(qū)替泵、恒溫箱見圖2。

1.1.2? 實(shí)驗(yàn)材料

2 000萬分子量聚合物;陰離子表面活性劑;模擬地層水的礦化度為6 778 mg·L^-1;模擬地層原油;人造巖心詳見表1，實(shí)驗(yàn)材料黏度詳見表2。

1.2? 聚/表二元復(fù)合段塞后提高采收率室內(nèi)實(shí)驗(yàn)過程

1.2.1? 二元復(fù)合驅(qū)實(shí)驗(yàn)過程

1）將巖心稱干重然后放入巖心夾持器中抽真空24 h;

2）使用手搖泵將地層水飽和進(jìn)巖心，等手搖泵壓力保持不變時(shí)取出巖心進(jìn)行稱重并計(jì)算得到孔隙體積;

3）再次將巖心裝入夾持器內(nèi)，利用ISCO泵測試人造巖心的水測滲透率，根據(jù)達(dá)西定律得到水測滲透率的數(shù)值;

4）連接管線進(jìn)行飽和油實(shí)驗(yàn)，以0.1 mL·min^-1恒定速率進(jìn)行飽和，待出口端見油后將恒溫箱調(diào)溫至45 ℃，并將注入速率調(diào)至0.3 mL·min^-1等測得的含油飽和度達(dá)到70%以上時(shí)將其放置在45 ℃條件下放置24 h進(jìn)行熟化過程;

5）熟化結(jié)束后控制ISCO驅(qū)替泵以0.3 mL·min^-1的注入速度進(jìn)行前期水驅(qū)實(shí)驗(yàn);

6）待含水率達(dá)到98%后注入0.5PV二元溶液驅(qū)（1 500 mg·L^-1聚合物+2 500 mg·L^-1表面活性劑），二元溶液注入量以出口端出液量為準(zhǔn);

7）二元驅(qū)完畢后繼續(xù)水驅(qū)至含水率98%;

8）實(shí)驗(yàn)每隔30 min記錄一次。二元復(fù)合驅(qū)油實(shí)驗(yàn)作為前期準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)，根據(jù)二元復(fù)合驅(qū)后提高采收率實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)，一共進(jìn)行了7次聚/表二元復(fù)合驅(qū)油實(shí)驗(yàn)，這7次實(shí)驗(yàn)在最大程度上保障了實(shí)驗(yàn)條件的一致性，為后采收程度實(shí)驗(yàn)提供了客觀的理論支持。

1.2.2? 二元復(fù)合驅(qū)后提高采收率實(shí)驗(yàn)過程

二元復(fù)合驅(qū)實(shí)驗(yàn)結(jié)束之后繼續(xù)進(jìn)行下列7組方案實(shí)驗(yàn)：

1）繼續(xù)注入0.2PV濃度為1 500 mg·L^-1聚合物溶液，然后水驅(qū)直至階段含水率達(dá)到98%。

2）繼續(xù)注入0.2PV濃度為2 000 mg·L^-1聚合物溶液，然后水驅(qū)直至階段含水率達(dá)到98%。每隔30 min記錄一次采收程度。

3）靜置24 h后再注入0.2PV濃度為1 500 mg·L^-1聚合物溶液，然后水驅(qū)直至階段含水率達(dá)到98%。每隔30 min記錄一次采收程度。

4）繼續(xù)注入0.4PV濃度為1 500 mg·L^-1聚合物溶液，然后水驅(qū)直至階段含水率達(dá)到98%。每隔30 min記錄一次采收程度。

5）繼續(xù)注入0.2PV濃度為2 500 mg·L^-1表面活性劑溶液，然后水驅(qū)直至階段含水率達(dá)到98%。每隔30 min記錄一次采收程度。

6）繼續(xù)注入0.2PV濃度為3 500 mg·L^-1表面活性劑溶液，然后水驅(qū)直至階段含水率達(dá)到98%。每隔30 min記錄一次采收程度。

7）繼續(xù)注入0.2PV二元溶液驅(qū)（1 500 mg·L^-1聚合物+2 500 mg·L^-1表面活性劑），然后水驅(qū)直至階段含水率達(dá)到98%。每隔30 min記錄一次采收程度。

2? 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析

2.1? 全過程采收率實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析

整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程為：水驅(qū)+（二元復(fù)合驅(qū)：二元驅(qū)+聚驅(qū)）+水驅(qū)+（后提高采收率驅(qū)替劑）驅(qū)+水驅(qū)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖3所示，在后采收率實(shí)驗(yàn)之前采收程度基本一致，隨著注入不同后采收率驅(qū)替劑，7種實(shí)驗(yàn)方案的采收程度出現(xiàn)明顯的變化。

2.2? 聚/表二元復(fù)合驅(qū)階段實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析

二元復(fù)合驅(qū)采收程度如表3所示。

7次實(shí)驗(yàn)化學(xué)驅(qū)階段采收程度都在17%左右，說明相同的實(shí)驗(yàn)條件下二元復(fù)合驅(qū)油有一致的驅(qū)油效果，筆者盡量保持了實(shí)驗(yàn)條件相同，為研究二元驅(qū)后采收程度實(shí)驗(yàn)提供了實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。二元復(fù)合驅(qū)油結(jié)束后剩余油飽和度基本一致，保證了后續(xù)驅(qū)油實(shí)驗(yàn)的客觀性。

2.3? 聚/表二元復(fù)合驅(qū)后提高采率實(shí)驗(yàn)階段結(jié)果分析

二元復(fù)合驅(qū)油實(shí)驗(yàn)結(jié)束后進(jìn)行上述7種后提高采率驅(qū)油實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖4和表4所示，圖4是二元復(fù)合驅(qū)后采收程度隨注入量關(guān)系曲線，表4為7種方案最終采收程度。

2.3.1 ?靜置時(shí)間對后采收程度的影響

方案1與方案3除靜置時(shí)間不同外其他實(shí)驗(yàn)條件保持了一致。從表4中發(fā)現(xiàn)，相比二元復(fù)合驅(qū)結(jié)束后直接注入聚合物，靜置24 h采收程度提高了0.46%。圖4中可以發(fā)現(xiàn)后聚驅(qū)部分，方案3初始時(shí)間的采出程度高于方案1，這是因?yàn)槎獜?fù)合驅(qū)后靜置24 h，油水重新分布，再次注入聚合物時(shí)能夠進(jìn)一步采出剩余油，從而提高采收程度^[8]。從圖4中發(fā)現(xiàn)，方案1與方案3后采收率實(shí)驗(yàn)注入驅(qū)替劑PV基本一致，結(jié)合后采收率結(jié)果，兩者都說明了靜置時(shí)間對后采收程度的影響很小。相較于直接聚驅(qū)，靜置一段時(shí)間所起到的作用很小，這主要是因?yàn)殡m然短時(shí)間內(nèi)水相高速通道因重力作用“閉合”但時(shí)間過短重力所起到的作用很小，因而提高采收程度相較于直接注入提升的不大。

2.3.2? 聚合物濃度對后采收程度的影響

方案1與方案2除聚合物濃度不同外其他條件一致，從表4中發(fā)現(xiàn)，方案2采收程度高出方案1達(dá)1.28%，相較于其它因素的影響，聚合物濃度對后采收率影響較大，這是因?yàn)殡S著聚合物濃度的增加，黏度從1 500 mg·L^-1的10.5 mPa·s增加到

2 000 mg·L^-1的15 mPa·s，黏度增加了1/3，隨著黏度的增加，聚合物高分子能夠?qū)⒏嗟氖Ｓ嘤蛷膸r石孔隙中“攜帶出來”。同時(shí)黏度更高的聚合物溶液在巖心中形成的聚合物“墻”強(qiáng)度“更大”，不易被后續(xù)水驅(qū)突破，從而排除更多剩余油。同時(shí)高濃度的聚合物溶液能夠有效封堵水相高速通道，能夠起到擴(kuò)大波及體積作用，從而將死油區(qū)部分的剩余油得到動(dòng)用提高了采收程度。

2.3.3? 表面活性劑濃度對后采收程度的影響

方案5與方案6除表面活性劑濃度不同外其他條件一致。從表4中可得知，方案5與方案6采收程度相較于其它實(shí)驗(yàn)方案較低。這是因?yàn)槎獜?fù)合驅(qū)之后巖心內(nèi)部以及形成水相高速通道，由于表面活性劑黏度很低，這些表面活性劑隨之排除巖心并未起到擴(kuò)大波及體積作用，而且在較高黏度的二元溶液中表面活性劑對擴(kuò)大波及體積上已經(jīng)起到很大作用，后續(xù)再次注入表面活性劑時(shí)能夠起到的作用很小，因此無論是2 500 mg·L^-1濃度還是

3 500 mg·L^-1的表面活性劑溶液后采收程度都很低。但表面活性劑濃度也會(huì)影響驅(qū)油效果，由表4可知2 500 mg·L^-1表面活性劑采收程度為1.43%，

3 500 mg·L^-1的表面活性劑為2.26%，高濃度表面活性劑可以更大程度的擴(kuò)大波及體積從而提高剩余油采收程度。

2.3.4? 聚合物溶液不同注入量對后采收程度的影響

方案1與方案4使用濃度相同的聚合物溶液，方案1注入量為0.2PV，方案4注入量為0.4PV，其余實(shí)驗(yàn)條件一致。從表4中可得大注入量方案的采收程度要高出2.09%，隨著二元復(fù)合驅(qū)實(shí)驗(yàn)結(jié)束，巖心內(nèi)部出現(xiàn)水相高速通道，雖二元復(fù)合驅(qū)結(jié)束后剩余油飽和度依然高達(dá)40%以上，但正是因?yàn)樗喔咚偻ǖ赖拇嬖谑沟煤罄m(xù)水驅(qū)不再發(fā)揮作用，更多注入量的聚合物溶液能夠有效封堵水相高速通道，所以在相同濃度條件下，隨著聚合物注入量的增加會(huì)對巖心中更多的剩余油有一個(gè)較長時(shí)間的拖拽作用，從而將之前未被驅(qū)出的油順利排出。

2.3.5? 二元溶液對后采收程度的影響

方案6采用注入0.2PV二元溶液（1 500 mg·L^-1聚合物+2 500 mg·L^-1表面活性劑），表4可知此方案收程度為4.32%，優(yōu)于同一濃度的單一注入聚合物、表面活性劑溶液的采收程度。這是因?yàn)槎芤涸谟退匦路植贾笤俅伟l(fā)揮增黏以及擴(kuò)大波及體積的作用，高黏度的聚合物使得表面活性劑能更好地波及到剩余油部分，波及到的剩余油再次被聚合物攜帶排除，從而起到了更好的驅(qū)替效果。

3? 結(jié)論

1）油田經(jīng)過二元復(fù)合驅(qū)后剩余油量依然很高，通過室內(nèi)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)利用相關(guān)驅(qū)替劑可以繼續(xù)采出剩余油。通過實(shí)驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)影響聚/表二元復(fù)合驅(qū)后采收程度的影響因素主要為聚合物黏度、聚合物注入量。

2）經(jīng)過前期二元復(fù)合驅(qū)再次進(jìn)行驅(qū)替開發(fā)驅(qū)替劑黏度尤為重要，二元復(fù)合驅(qū)過后，儲層已經(jīng)形成水相通道，高黏度聚合物能夠?qū)⑼ǖ肋M(jìn)行封堵從而提高采收率。

3）二元復(fù)合驅(qū)后靜置一段時(shí)間相當(dāng)于現(xiàn)場關(guān)井狀態(tài)，通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)靜置時(shí)間沒有起到很好的效果。

4）實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明后驅(qū)注入到0.4PV聚合物，后采收程度也僅為5.6%，在實(shí)際生產(chǎn)過程中提高采收程度會(huì)更低，但通過本實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，對于經(jīng)過多次開發(fā)的老油田，封堵水相高速通道是其能夠繼續(xù)采油的關(guān)鍵因素。

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收稿日期：2019-11-06

作者簡介：周久穆（1994-），男，河北省唐山市人，碩士研究生，研究方向：油氣田開發(fā)工程。E-mail：313161142@qq.com。