三元復(fù)合體系驅(qū)油性能的動(dòng)態(tài)變化及其對(duì)采收率的影響分析

亢思丹(中國石油遼河油田分公司鉆采工藝研究院，遼寧 盤錦 124010)

0 引言

水相流度的管理與超小油水界面張力屬于其重要的驅(qū)油機(jī)理，還是三元復(fù)合規(guī)劃的重要指標(biāo)。三元復(fù)合注入環(huán)節(jié)，在近井地方的流動(dòng)速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于遠(yuǎn)井。不同流速條件下，巖石對(duì)三元復(fù)合驅(qū)的剪切損壞程度不一樣，經(jīng)過考察不同流動(dòng)速率下三元復(fù)合剪切分解特點(diǎn)，能夠確定三元復(fù)合于油藏內(nèi)不同部位流度管理性能的改變，完善化學(xué)體系注入速率。

此外，三元復(fù)合由近井朝遠(yuǎn)井移動(dòng)時(shí)，隨運(yùn)移路程的加大，三元復(fù)合受到巖石剪切的頻率加大，流度管理能力持續(xù)改變，抵達(dá)油藏深部后期存在的實(shí)際能力變成影響其驅(qū)油質(zhì)量的重點(diǎn)?，F(xiàn)有研究中通常整合了剪切分解、聚合物附著于注入水稀釋對(duì)三元復(fù)合黏度的干擾，很難確定滲流流度與運(yùn)移路程改變時(shí)單純剪切分解對(duì)其性能的干擾。所以，為了深化注入速度與運(yùn)移路程對(duì)三元復(fù)合黏度的干擾及其影響機(jī)理的了解，下文對(duì)此進(jìn)行了詳細(xì)探究。

1 微觀角度下三元復(fù)合的驅(qū)油機(jī)理分析

1.1 界面張力減小

三元復(fù)合驅(qū)油之后，可以有效減小油水界面張力，經(jīng)過試驗(yàn)探究，三元復(fù)合驅(qū)可以減小油水界面張力到10-3mN/m之下，但是三元復(fù)合減小界面張力的速率相對(duì)于表活劑或是堿的速度慢很多。當(dāng)聚合物含量特定時(shí)，三元復(fù)合驅(qū)油減小油水界面張力遠(yuǎn)遠(yuǎn)好過二元復(fù)合驅(qū)油，主要是因?yàn)榫酆衔矬w系可以控制表活劑和油藏注入水里的二價(jià)離子的性能[1]。

在驅(qū)替流體于儲(chǔ)層內(nèi)的運(yùn)移，巖石可以有效附著該體系，體系于巖石表面出現(xiàn)吸附層，不斷減小油水界面張力。有堿的出現(xiàn)，使得表活劑可以快速擴(kuò)張，確保油水界面張力驅(qū)替的高效性與時(shí)效性。

1.2 更大的洗油性能

三元復(fù)合存在很小的界面張力，進(jìn)而使得體系存在很強(qiáng)的驅(qū)油性能。三元復(fù)合可以有效減小油水界面張力，明顯提升了三元復(fù)合驅(qū)油效率。三元復(fù)合驅(qū)油后，轉(zhuǎn)變了接觸角與吸附張力。進(jìn)而提升剩余油的驅(qū)替效率，開啟剩余油的流動(dòng)性，把小孔喉內(nèi)的剩余油驅(qū)到大孔喉內(nèi)，伴隨注入體系的持續(xù)增大，伴隨驅(qū)油體系含量的持續(xù)增加，驅(qū)替全過程剩余油將得到大量開采與動(dòng)用。

1.3 能讓油乳化

因?yàn)槿獜?fù)合驅(qū)油過程的表活劑和堿可以溶解在水里，并且堿與表活劑存在很強(qiáng)的乳化性，進(jìn)而造成注入油藏內(nèi)的表活劑與堿可以同剩余油之間產(chǎn)生許多的水包油乳狀物，這類乳狀物難以被巖石附著，伴隨注入量的持續(xù)增多，提升原油采收率。乳化時(shí)，乳狀物可以有效完善儲(chǔ)層調(diào)剖能力，乳化劑存在減小的界面張力，完善原油流動(dòng)能力。乳狀物的調(diào)剖機(jī)理是驅(qū)替時(shí)產(chǎn)生的乳狀物可以進(jìn)到高滲層，且對(duì)高滲層存在較高的封堵能力，進(jìn)而更好調(diào)整高低滲流層，以提升驅(qū)油效率，改善層間沖突。

2 三元復(fù)合驅(qū)油效果改變對(duì)采收率的干擾分析

2.1 滲流速度對(duì)三元復(fù)合黏度的干擾

黏度是直接關(guān)系著三元復(fù)合流度管理水平。于近井地帶因?yàn)榱鲃?dòng)速度很大，巖石孔喉對(duì)三元復(fù)合的剪切和拉伸作用很強(qiáng)，易造成三元復(fù)合黏度損失，干擾其抵達(dá)油藏深部的應(yīng)有黏度。為掌握近井地帶較短路程，高滲流速度對(duì)三元復(fù)合黏度的干擾，基于30cm填砂模型內(nèi)每種滲流速度狀態(tài)下的流動(dòng)測(cè)試，考察了通過多孔介質(zhì)分解后三元復(fù)合黏度的變化，結(jié)果見圖1。

通過圖1發(fā)現(xiàn)，隨滲流速度的提高，三元復(fù)合黏度先明顯減小再慢慢趨于穩(wěn)定。滲流速度對(duì)三元復(fù)合黏度的干擾有以10m/d為標(biāo)準(zhǔn)的敏感性不一樣的兩個(gè)地方。滲流速度低于10m/d時(shí)，三元復(fù)合黏度對(duì)多孔物質(zhì)的分解作用很敏感，滲流速度提高將造成三元復(fù)合黏度明顯減小與流度管理能力明顯損失；滲流速度超過10m/d時(shí)，三元復(fù)合黏度基本不變，黏度保留率只有30%[2]。針對(duì)孔滲特點(diǎn)不變的油藏，三元復(fù)合流動(dòng)速度愈大，滲流壓差愈大，作用于聚合成分分子上的孔喉分解拉伸作用越明顯，聚合成分分子容易開裂，造成三元復(fù)合黏度大大損失；但當(dāng)滲流速度＞10m/d后，于強(qiáng)剪切效應(yīng)下，聚合成分分子開裂成很小的分子鏈段，規(guī)格削減的鏈段可以很順利的經(jīng)過孔喉，面臨的剪切-拉伸力明顯減小，所以滲流速度的持續(xù)提高對(duì)三元復(fù)合剪切損壞減小，對(duì)黏度的干擾也很小。

圖1 各種滲流流速下三元復(fù)合剪切分解后的黏度

另外，針對(duì)存在不同滲透率與孔喉特點(diǎn)的油藏，迅速剪切后，三元復(fù)合黏度保留率將由于復(fù)合體系內(nèi)的聚合成分分子量、聚合物含量與油藏滲透率的不一樣而有明顯差別。

2.2 運(yùn)移路程對(duì)三元復(fù)合黏度的干擾

油藏巖石對(duì)三元復(fù)合的剪切損壞容易造成體系黏度的明顯損失，而三元復(fù)合抵達(dá)油藏深部后所存在的實(shí)際驅(qū)油效果是干擾三元復(fù)合驅(qū)質(zhì)量的重點(diǎn)?；谶\(yùn)移路程對(duì)三元復(fù)合黏度的干擾探究，明確其運(yùn)移到油藏深部所擁有的實(shí)際流度管理能力。三元復(fù)合于各種長度填砂模型內(nèi)滲流的注入量和產(chǎn)出物黏度之間的關(guān)系見圖2。

圖2 三元復(fù)合于各種長度填砂模型內(nèi)滲流的注入量和產(chǎn)出物黏度之間的關(guān)系

注入體積是1.0PV時(shí)，三元復(fù)合逐漸產(chǎn)出，產(chǎn)出物黏度不斷加大，但是因?yàn)槟Ｐ椭谐跏技尤胨南♂?，產(chǎn)出物黏度遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于最初黏度；當(dāng)注入體積是2.0PV時(shí)，產(chǎn)出物黏度逐漸穩(wěn)定，30cm、60cm與80cm模型產(chǎn)出物黏度分別是130～140mPa·s、123～140mPa·s與110～139mPa·s。

所以，不一樣長度模型產(chǎn)出物黏度類似，隨運(yùn)移路程的加大三元復(fù)合黏度趨向穩(wěn)定。即三元復(fù)合剪切分解主要出現(xiàn)在近注水端和近井地方，運(yùn)移一段路程后期黏度保持不變。三元復(fù)合滲流環(huán)節(jié)，60～80cm填砂模型各個(gè)位置的壓力梯度伴隨注入量的改變曲線也能夠驗(yàn)證這一點(diǎn)[3]。

雖然模型是均質(zhì)模型，但三元復(fù)合注入環(huán)節(jié)60cm模型近注入位置的0～7.5cm與80cm模型的0～16.4cm的穩(wěn)壓梯度是3.0～4.1MPa/m與2.8～3.3MPa/m，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過模型內(nèi)后方的壓力梯度(1～2MPa/m)。

這表明三元復(fù)合于近注入端依舊存在很大黏度，同樣滲流速度狀態(tài)下，其于近注入端可以出現(xiàn)更大的流動(dòng)阻力，而且在很大的流動(dòng)壓差影響下聚合成分分子也容易開裂；但是模型內(nèi)后方不同位置處壓力梯度類似，且明顯小于注入端，表示三元復(fù)合黏度大大小于其在近注入位置的黏度，通過阻力降低，而且在中后方隨運(yùn)移路程的加大，壓力梯度改變很小，所以運(yùn)移路程對(duì)三元復(fù)合黏度的干擾明顯減小[4]。

總之，三元復(fù)合的剪切分解主要出現(xiàn)于近注入端或是近井地方，運(yùn)移一段路程后其黏度基本不變，三元復(fù)合黏度對(duì)運(yùn)移路程的改變不敏感。

3 結(jié)語

滲流環(huán)節(jié)三元復(fù)合黏度與油水界面張力都明顯改變。三元復(fù)合剪切分解主要出現(xiàn)于近注入端和近井地方，在模型中部三元復(fù)合黏度對(duì)運(yùn)移路程的改變不敏感。滲流速度對(duì)三元復(fù)合黏度的干擾有以10m/d為標(biāo)準(zhǔn)的敏感性不一樣的兩個(gè)地方。

滲流速度低于10m/d時(shí)，伴隨滲流流速的加大三元復(fù)合黏度明顯減小；滲流速度超過10m/d時(shí)，滲流流度對(duì)三元復(fù)合黏度的干擾最小。

隨三元復(fù)合運(yùn)移路程的加大，界面張力明顯提高；在三元復(fù)合注入量很小時(shí)，只可以在近注入端和近井地方產(chǎn)生超低界面張力，唯有注入量為3.0PV時(shí)，才可以在模型深部出現(xiàn)超低界面張力，其對(duì)均質(zhì)環(huán)境下采收率的影響更加顯著。