SSE-1 生物表面活性劑性能及驅油實驗評價

薛龍龍，楊昌華，王佳俊，路盼盼，徐 敏

（西安石油大學石油工程學院，陜西西安 710065）

隨著地質研究的進行，油層中的含水量不斷上升，解決含水上升快、采收率低的問題[1，2]，是目前改善油田開發(fā)效果的關鍵。而生物表面活性劑是具有親水基團和疏水基團的兩親性化合物，驅油效率較化學表面活性劑高3 倍以上。國內外一些研究學者對于生物表面活性劑提高原油采收率也做了大量研究，宋一帆[3]論述了脂肽類生物表面活性劑適應于高溫油藏提高采收率，具有降低流體表面張力、乳化、降低原油黏度的作用；Gudina[4]分離純化發(fā)酵液中的鼠李糖脂，提高23.0%的原油采收率；洪玲等[5]通過室內驅油模擬實驗，經(jīng)微生物驅替段塞作用后，采收率平均可提高15.3%；鄭江鵬等[6]通過實驗室模擬，利用“鼠李糖脂-碳酸鈉”復合驅替，提高26.2%的原油采收率；施寒清等[7]運用30 cm方巖心進行驅油實驗，結果表明采油工藝影響驅油效果，地下厭氧發(fā)酵法只能提高采收率2.83%。為了提高原油采收率，本文主要是通過室內實驗分析SSE-1生物表面活性劑的黏度、pH、表面張力及驅油程度對提高原油采收率方面的影響，為現(xiàn)場的實施提供依據(jù)指導。

1 生物驅油劑的性能評價

1.1 黏度測定

SSE-1 生物驅油劑的黏溫關系實驗結果（見表1、圖1）。由實驗結果可以看出：隨著溫度的升高，驅油劑黏度先逐漸降低后又增加，曲線呈V 字型，在測量溫度范圍內，溫度45 ℃時，黏度最低。

表1 SSE-1 生物驅油劑黏度隨溫度的變化

圖1 SSE-1 生物驅油劑黏度隨溫度變化曲線

1.2 pH 值測定

SSE-1 生物驅油劑pH 值的實驗結果（見表2）。不同編號（配方）的SSE-1，其pH 值不同，均屬于酸性-弱酸性。

表2 SSE-1 生物驅油劑pH 值

1.3 表面張力

實驗用水：去離子水。用去離子水配制不同濃度的驅油劑，‰。

實驗溫度：室溫（23 ℃）。

實驗結果：SSE-1 生物驅油劑表面張力與濃度的關系（見圖2），由實驗結果可知，隨著SSE-1 濃度的增加，表面張力在減小，濃度大于100 mg/L 后，表面張力減小幅度較小，該樣品的臨界膠束濃度為100 mg/L。

圖2 驅油劑SSE-1 表面張力隨濃度變化曲線

2 生物驅油劑的驅油實驗

2.1 實驗條件

2.1.1 實驗用水 模擬地層水：實驗用48 000 mg/L 標準鹽水作為模擬地層水。注入水：長慶油田采油二廠西峰西一注水站注入水，礦化度1 102.30 mg/L，水型為NaHCO3型。

2.1.2 實驗用油 模擬油：由煤油、原油、變壓器油配成，黏度1.672 mPa·s，密度0.807 g/cm3。

2.1.3 實驗溫度 溫度50 ℃。

2.1.4 實驗巖心 人造巖心，天然巖心。部分巖心實物（見圖3）。

圖3 部分巖心實物圖

2.1.5 實驗耗材 生物驅油劑SSE-1。

2.2 實驗步驟

（1）把已經(jīng)測定滲透率的巖心抽真空后飽和模擬地層水，稱飽和水后巖心的質量，測飽和水密度，計算巖心空隙體積、孔隙度。

（2）用模擬地層水測定巖心的滲透率。

（3）在恒溫箱內，油驅水，流量由小到大，每個流量驅至不出水為止，建立束縛水。

（4）以一定的速度用注入水驅油，記錄不同時刻驅出液的總體積、油的體積，實驗過程始終保持圍壓大于巖心兩端壓差2.0～5 MPa。

（5）驅至不同含水率時，以一定的速度注入不同PV 的驅油劑溶液，然后水驅至不出油為止。

（6）計算水驅驅油效率和驅油劑溶液的驅油效率。

2.3 實驗結果與評價

2.3.1 實驗用巖心 實驗共準備巖心15 只，使用巖心13 只，其中人工巖心10 只，天然巖心3 只，巖心的基礎數(shù)據(jù)（見表3）。

表3 巖心基本數(shù)據(jù)表

2.3.2 水驅至殘余油 共進行了2 只天然巖心2 個濃度SSE-1 驅油效率實驗，SSE-1 對驅油效率影響的實驗結果（見表4、圖4）。由表4、圖4 可以看出，注入SSE-1 生物驅油劑后，兩塊巖心的驅油效率增加4.3%～11.1%。

表4 SSE-1 驅油劑驅油效率的實驗結果

圖4 SSE-1 對驅油效率及壓力影響實驗結果

2.3.3 水驅至含水85% 共進行了5 只人工巖心1 只天然巖心3 個濃度兩個注入量（0.5 PV、1 PV）SSE-1驅油效率實驗，驅油劑對驅油效率影響的實驗結果（見表5、圖5）。

圖5 SSE-1 對驅油效率影響實驗曲線

從表5、圖5 可以看出：

表5 SSE-1 生物驅油劑驅油效率的實驗結果

（1）在水驅至含水85%，濃度對驅油效率有影響，濃度越大，驅油效率越高（濃度1.0‰的SSE-1 驅油效率比濃度0.5‰驅油效率高4.9%）。

（2）注入量對驅油效率影響不大，注入0.5 PV、1 PV 與間歇注0.3 PV 驅油效率增加接近。

（3）1 只天然巖心的實驗結果與人工巖心的實驗結果相差較大，天然巖心驅油效率增加小得多，原因是該巖心本身存在微裂縫，驅油效率本身比人工巖心低，該試劑在微裂縫發(fā)育的地層不如孔隙型地層效果好。

3 結論

通過室內實驗，對驅油劑進行了常規(guī)性能和驅油效率評價，認識如下：

（1）SSE-1 外觀乳白色黏稠液體，屬于弱酸性，其黏度隨溫度的升高降低，然后又升高，呈V 字型，具有低表、界面張力。

（2）本階段完成13 個巖心樣的生物驅油劑驅油實驗，其中人造巖心10 塊、天然巖心3 塊；結論一致，都能起到很好驅油效果。

（3）SSE-1 生物驅油劑在極低的注入濃度下就能達到很好的驅油效果，經(jīng)濟效益非常好。