高鹽油藏聚合物驅(qū)室內(nèi)實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)

雷克林

（中國石化江漢油田分公司開發(fā)處，湖北 潛江433124）

高鹽油藏聚合物驅(qū)室內(nèi)實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)

雷克林

（中國石化江漢油田分公司開發(fā)處，湖北 潛江433124）

合適的抗鹽聚合物性能指標(biāo)是高鹽油藏提高采收率的重要物質(zhì)基礎(chǔ)。針對(duì)八面河油田儲(chǔ)層地層水礦化度高、原油粘度高等條件，通過聚合物室內(nèi)評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)，研究了聚合物的增粘性、抗鹽性、穩(wěn)定性，以及聚合物的驅(qū)油效率。結(jié)果表明，面1區(qū)沙三上油藏合適聚合物溶液粘度為16mPa·s～24mPa·s，評(píng)價(jià)的KYPAM－6聚合物具有增粘性好、抗鹽性強(qiáng)，在加入穩(wěn)定劑SC后體系的穩(wěn)定性得到改善。

八面河油田；抗鹽性；增粘性；高鹽油藏；聚合物驅(qū)；驅(qū)油效率

前 言

八面河油田南區(qū)為注水開發(fā)的稠油油藏，適合聚合物驅(qū)的區(qū)塊有6個(gè)開發(fā)單元，日產(chǎn)液3692t／d，日產(chǎn)油345t／d，綜合含水91．7%，累積產(chǎn)油462．6×104t，目前南區(qū)標(biāo)定采收率24．28%，地質(zhì)儲(chǔ)量采出程度只有17．78%。6個(gè)開發(fā)單元的地層原油粘度為21mPa·s～79mPa·s，在儲(chǔ)層中原油流動(dòng)性較差，而注入水粘度低，這樣受油水粘度差異的影響，水驅(qū)油水流度比大（流度比范圍44～165），注入水指進(jìn)現(xiàn)象十分嚴(yán)重，油井見水早，含水上升快。因此，平面上油層水淹程度不均勻，水驅(qū)波及系數(shù)低，最終采收率低，在地下形成大量剩余油。在不考慮殘余油的情況下，即使達(dá)到標(biāo)定采收率地下還剩余75%以上的地質(zhì)儲(chǔ)量，具有進(jìn)一步大幅度提高采收率的潛力。

目前6個(gè)開發(fā)單元已進(jìn)入高含水、低速開采階段，這類油藏的特點(diǎn)決定了水驅(qū)進(jìn)一步提高采收率難度大，必須尋找有效的挖潛方式。根據(jù)國內(nèi)外調(diào)研和室內(nèi)研究結(jié)果［1、2、3］，聚合物驅(qū)正是開采這種形式剩余油的最有效方法，聚合物驅(qū)能夠調(diào)整驅(qū)替流度比，減緩指進(jìn)現(xiàn)象，提高原油采收率。因此，選擇面1區(qū)沙三上開發(fā)單元為研究對(duì)象，針對(duì)油藏條件（原油粘度、地層水組成、儲(chǔ)層溫度等），在室內(nèi)進(jìn)行了大量的評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)，通過研究聚合物的增粘性、抗鹽性、穩(wěn)定性，以及聚合物的驅(qū)油效率，篩選評(píng)價(jià)出適合條件的抗鹽聚合物KYPAM－6，為進(jìn)一步提高高鹽油藏原油采收率奠定基礎(chǔ)。

1 聚合物驅(qū)油劑要求

按照聚合物驅(qū)篩選條件，面1區(qū)沙三上儲(chǔ)層溫度62℃，地層原油粘度79．2mPa·s，油藏溫度和地層原油粘度可以滿足聚合物驅(qū)的要求。但面1區(qū)沙三上地層水礦化度為20980 mg／l，鈣、鎂離子含量為1105 mg／l（見表1），注入水礦化度略高，達(dá)到25338mg／l。文獻(xiàn)資料研究表明［4、5］，高礦化度對(duì)聚合物的增粘性能影響較大，二價(jià)陽離子對(duì)聚合物溶液粘度影響更大，因此，聚合物的耐鹽性顯得尤為重要。

表1 八面河油田面1區(qū)水分析資料

為了確定合適聚合物粘度，測(cè)試了不同驅(qū)替粘度比與聚合物驅(qū)提高采收率關(guān)系曲線（見圖1）。從圖1中可看出，驅(qū)替粘度比越大，聚合物溶液粘度越高，提高采收率幅度越大。一般來說，聚合物驅(qū)比水驅(qū)提高采收率6%～13%。由于面1區(qū)沙三上原油粘度79．2mPa·s，水驅(qū)時(shí)驅(qū)替粘度比只有0．006，水驅(qū)采收率不高；當(dāng)聚合物驅(qū)調(diào)整驅(qū)替液粘度為16mPa·s，此時(shí)驅(qū)替粘度比為0．2，提高采收率幅度明顯增大。根據(jù)提高采收率幅度、聚合物溶液可能達(dá)到的粘度，初步確定了聚合物驅(qū)的粘度比合理范圍為0．2～0．3，相當(dāng)于合適的聚合物溶液粘度為16mPa·s～24mPa·s。

在實(shí)驗(yàn)室用清水稀釋，配制各種抗鹽聚合物溶液其粘度都很高，但當(dāng)用鹽水稀釋時(shí)聚合物溶液粘度都很低。用八面河地層水稀釋抗鹽聚合物母液，配制濃度1500mg／l聚合物溶液，測(cè)試大部分抗鹽聚合物的粘度小于10mPa·s，初步篩選出KYPAM－6聚合物能滿足上述要求。

圖1 驅(qū)替粘度比對(duì)提高采收率的影響

2 聚合物靜態(tài)性能評(píng)價(jià)

2．1 增粘性

首先，室溫下用清水將KYPAM－6聚合物配制濃度為5000mg／l的母液，然后用模擬注入水稀釋，測(cè)試不同濃度聚合物溶液的粘度。

KYPAM－6聚合物溶液不同濃度下測(cè)試的粘度結(jié)果可以看出（見表2），隨著聚合物濃度的增加，其粘度呈指數(shù)形式遞增，當(dāng)聚合物濃度大于2000mg／l后，其粘度大于24mPa·s。由此可見，當(dāng)聚合物使用濃度大于2000mg／l，能夠滿足油藏條件對(duì)聚合物驅(qū)要求。

表2 KYPAM－6溶液不同濃度下的粘度參數(shù)

2．2 抗鹽性

用不同礦化度鹽水（總礦化度30000mg／l，只含NaCl）稀釋聚合物母液，測(cè)試溫度為60℃、70℃的不同鹽度下聚合物溶液的粘度，從表3測(cè)試結(jié)果可以看出，隨礦化度的增加，聚合物溶液粘度降低，當(dāng)?shù)V化度小于5000mg／l時(shí)聚合物粘度急劇下降，此時(shí)鹽度對(duì)聚合物粘度影響最大。

表3 不同含鹽礦化度下KYPAM－6溶液的粘度參數(shù)

用地層水稀釋母液，使稀釋后聚合物濃度為1500mg／l，然后在上述溶液中加入不同量的氯化鈣、氯化鎂（鈣、鎂質(zhì)量比為3：1），測(cè)試二價(jià)陽離子對(duì)聚合物溶液粘度影響。隨著二價(jià)陽離子濃度的增加，聚合物粘度呈線性降低，二價(jià)陽離子濃度每增加100mg／l，聚合物溶液粘度下降5%左右。由此可見，二價(jià)陽離子對(duì)聚合物影響非常大，在相同礦化度下，與不含二價(jià)陽離子的鹽水相比，使聚合物溶液粘度下降50%。由于聚合物溶液中含有鹽，已經(jīng)影響了聚合物粘度，再加入二價(jià)陽離子時(shí)聚合物溶液粘度沒有表現(xiàn)急劇下降現(xiàn)象。為測(cè)試聚合物綜合抗鹽性，用鹽水（礦化度30000mg／l，鈣鎂離子1500mg／l）稀釋母液，使稀釋后聚合物濃度為2000mg／l，測(cè)試60℃下聚合物粘度為22．3mPa·s。

2．3 耐溫性

溫度對(duì)聚合物粘度的影響關(guān)系到配制時(shí)的合理溫度選擇，也關(guān)系到聚合物溶液注入地層后的粘度變化。對(duì)不同溫度下，濃度分別為1500mg／l和2000mg／l的聚合物溶液粘度進(jìn)行測(cè)定。從表4測(cè)試結(jié)果看出，隨著溫度的增加，聚合物溶液粘度逐漸降低，溫度每上升10℃，溶液粘度下降15%左右，不同濃度的聚合物溶液的粘度隨溫度的變化規(guī)律一致。

表4 不同溫度下KYPAM－6溶液的粘度參數(shù)

2．4 穩(wěn)定性

針對(duì)上述研究結(jié)果，二價(jià)陽離子的加入對(duì)聚合物溶液粘度影響很大，為了降低鈣、鎂離子對(duì)聚合物溶液粘度的影響，研制了穩(wěn)定劑SC，它是由殺菌劑、抗氧化劑、屏蔽高價(jià)金屬離子有機(jī)物等復(fù)配而成，開展了聚合物長期穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn)。對(duì)配制好的聚合物溶液先測(cè)試其初始粘度；再將35ml溶液裝入安瓿瓶中，置于真空干燥器中，在－0．1MPa下抽真空，穩(wěn)定30min；然后充氮?dú)狻⒃俪榭?，再充氮?dú)?，重?fù)三次，接著高溫封口，并放入62℃（控溫精度±0．2℃）烘箱內(nèi)恒溫；最后按不同放置時(shí)間分別測(cè)定聚合物溶液的粘度。濃度為1500mg／l、2000mg／l的聚合物溶液中均加入0．1%的穩(wěn)定劑SC（其濃度1000mg／l），在62℃恒溫下放置不同時(shí)間，最后測(cè)試溶液的粘度變化（見圖2）。從圖2可以看出，聚合物溶液粘度隨放置時(shí)間的增加而降低，在前20天粘度的下降幅度較大，后期下降較慢，趨于穩(wěn)定。放置110天后，加入穩(wěn)定劑SC的濃度為2000mg／l聚合物溶液粘度仍然大于20mPa·s，表明穩(wěn)定劑對(duì)聚合物穩(wěn)粘效果良好。

圖2 KYPAM－6溶液的穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn)曲線

3 聚合物驅(qū)油性能

聚合物驅(qū)是提高注入水的粘度、降低水相滲透率，降低流度比，改善油層非均質(zhì)性，有效地控制水的指進(jìn)，從而提高驅(qū)替液在油層中的波及體積，達(dá)到提高原油采收率。在室內(nèi)開展驅(qū)油實(shí)驗(yàn)來評(píng)價(jià)聚合物驅(qū)油效果。由于單個(gè)實(shí)驗(yàn)巖心相對(duì)地層來說很均質(zhì)，因而用雙管模型來模擬非均質(zhì)地層。采用滲透率不同的人造巖心組成兩組具有一定極差的高低滲透層，總滲透率與儲(chǔ)層滲透率相近，進(jìn)行平行雙管驅(qū)油試驗(yàn)。

聚合物溶液雙管模型驅(qū)油實(shí)驗(yàn)曲線（見圖3）。從圖3中看出，水驅(qū)時(shí)，高滲透巖心采出程度達(dá)到50．2%，中滲透巖心采出程度只有14．2%，滲透率的差異產(chǎn)生水驅(qū)采出程度的不同，高滲透采出程度明顯高于低滲透。當(dāng)注入2200mg／l聚合物溶液后，雙管模型的采出程度由32．36%增加到50．64%，低滲透巖心采出程度增加了23．7%，高滲透巖心采出程度增加了12．7%。由于聚合物溶液粘度較高，其提高高、中滲透巖心采出程度均很高，表明該聚合物溶液對(duì)非均質(zhì)油層具有很好的調(diào)驅(qū)效果，即便使流體流向低滲透層，擴(kuò)大體積波及系數(shù)，又能改善高滲透層的驅(qū)油效果，達(dá)到提高采收率的目的。采用雙管模型開展了五組不同濃度的聚合物驅(qū)油實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，隨著聚合物溶液濃度的增加，聚合物驅(qū)提高采收率程度隨之增大。

圖3 聚合物溶液雙管模型驅(qū)油實(shí)驗(yàn)曲線

4 結(jié)論與認(rèn)識(shí)

（1）通過室內(nèi)篩選評(píng)價(jià)多種抗鹽聚合物，確定抗鹽聚合物為KYPAM－6；在儲(chǔ)層條件下聚合物粘度隨濃度增加而增大，濃度大于2000mg／l后溶液粘度大于24mPa·s。在聚合物KYPAM－6溶液中加入二價(jià)陽離子可使聚合物溶液粘度下降50%以上；溫度每上升10℃時(shí)溶液粘度下降15%左右。

（2）KYPAM－6溶液中加入穩(wěn)定劑SC后溶液的增粘效果較好，每加入穩(wěn)定劑0．1%，粘度增加15%；將穩(wěn)定劑SC加入聚合物溶液（濃度2000mg／l）中放置110天后，粘度仍然大于20mPa·s。

（3）開展聚合物溶液雙管模型驅(qū)油實(shí)驗(yàn)，注入2200mg／l聚合物溶液0．4PV后，雙管模型的采出程度由32．36%增加到50．64%，表現(xiàn)出聚合物良好的驅(qū)油效率。

［1］葛廣章，王勇進(jìn)，王彥玲等．聚合物驅(qū)及相關(guān)化學(xué)驅(qū)進(jìn)展［J］．油田化學(xué)，2001，18（3）：282－284．

［2］沈平平，俞稼鏞．大幅度提高原油采收率的基礎(chǔ)研究［M］．北京：石油工業(yè)出版社，2001．

［3］王克亮等編．改善聚合物驅(qū)油技術(shù)研究［M］．北京：石油工業(yè)出版社，1999．

［4］徐正順，牛金剛，廖廣志．大慶油田聚合物驅(qū)技術(shù)應(yīng)用的做法與經(jīng)驗(yàn)［J］．大慶石油地質(zhì)與開發(fā)，2000（4）：13－19．

［5］陳鐵龍等．聚合物應(yīng)用評(píng)價(jià)方法［M］．北京：石油工業(yè)出版社，1997．

The Evaluation of the Laboratory Experiment of Polymer Flooding in Salt－rich Reservoirs

LEI Ke－lin

（Jianghan Oilfield Development Department，SINOPEC，Qianjiang Hubei 433124，China）

The right property indicator of salt resistance polymer is the premise of better recovery ratio of salt－rich reservoirs．This paper studies polymers＇properties such as viscosity－promoting，salt resistance，stability and displacement efficiency according to a laboratory evaluation experiment conducted based on the characteristics of Baminahe reservoirs such as high stratum water salinity and oil viscosity．The results showed that the proper polymer solution viscosity for Mian No．one district Shasan upper reservoir is 16 mPaos～24 mPaos and the targeted KYPAM－6 polymer dose well in viscosity－promoting and salt resisting and its stableness is enhanced once blended with stabilizer SC．

Bamianhe Oilfield；Salt Resistance；Viscosity Promoting；Salt－rich Reservoir；Polymer Flooding；Displacement Ratio

TE34

A

1009—301X（2012）01—0001—03

2011－10－13

雷克林（1965－），男，大學(xué)學(xué)歷，高級(jí)工程師，現(xiàn)在中國石化江漢油田分公司開發(fā)處工作。

［責(zé)任編輯 郭華玉］