楊棠英,劉笑春,鄭力軍 (中石油長(zhǎng)慶油田分公司油氣工藝研究院)
(低滲透油氣田勘探開(kāi)發(fā)國(guó)家工程實(shí)驗(yàn)室,陜西 西安710018)
五里灣油田是靖安油田開(kāi)發(fā)最早、產(chǎn)量規(guī)模最大的區(qū)塊,是典型的低滲透油藏,隨注水開(kāi)發(fā)時(shí)間的延長(zhǎng),目前已進(jìn)入中含水開(kāi)發(fā)階段,含水上升速度加快,遞減加大、含水上升率變大,水驅(qū)效率降低。地層原油黏度2.0mPa·s,地面原油黏度7.69mPa·s,地層水礦化度50560mg/L,總硬度15234.95mg/L。
表面活性劑驅(qū)技術(shù)是國(guó)內(nèi)外重要的化學(xué)驅(qū)提高采收率技術(shù)之一,長(zhǎng)慶低滲透油田室內(nèi)巖心驅(qū)替試驗(yàn)平均水驅(qū)效率39.3%,表面活性劑提高驅(qū)油效率有一定的潛力和空間。低滲透、高礦化度的儲(chǔ)層特點(diǎn)對(duì)表面活性劑性能提出了更多要求,因此從2011年起,針對(duì)五里灣油田油藏特征研發(fā)了雙子表面活性劑CYB-1,并開(kāi)展了9個(gè)井組的現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)。
試驗(yàn)儀器:德國(guó)dataphysics的SVT20旋轉(zhuǎn)滴超低界面張力儀,恒溫箱。
試驗(yàn)材料:雙子表面活性劑CYB-1,實(shí)驗(yàn)室自制;五里灣一區(qū)脫水原油,注入水,模擬油 (脫水原油與航空煤油體積比3∶2進(jìn)行配制);935mg/L的注入水,28000、50894mg/L的地層水。離子組成見(jiàn)表1。
表1 3種模擬水的離子組成
1.2.1 油水界面張力的測(cè)試
用SVT20旋轉(zhuǎn)滴超低界面張力儀測(cè)定表面活性劑驅(qū)油體系與原油間的界面張力。測(cè)定溫度為55℃,轉(zhuǎn)速為5000r/min,平衡時(shí)間為90~150min。
1.2.2 乳化性能評(píng)價(jià)方法
1)乳狀液的制備 用3種不同礦化度的水配制不同濃度的表面活性劑溶液,按體積比為1∶1將表面活性劑溶液與油混合于50mL具塞量筒中,將具塞量筒置于55℃恒溫箱恒溫15min,用手將恒溫后的油水混合物上下震蕩200次,使其形成乳狀液。
2)穩(wěn)定性評(píng)價(jià) 將新制備的乳狀液于55℃下恒溫放置,跟蹤記錄不同時(shí)間的乳化層和水層體積,評(píng)價(jià)其乳化能力。析水率計(jì)算式:
式中:fV為析水率,%;Vl為析出水的體積,mL;V2為制備乳狀液時(shí)所用表活劑溶液體積,mL。fV值越小,表明乳狀液越穩(wěn)定[1]。
2.1.1 界面性能評(píng)價(jià)
將表面活性劑CYB-1用50894mg/L礦化度水配制成質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.2%、0.3%、0.5%不同的3種溶液,在55℃條件下測(cè)定界面張力 (見(jiàn)圖1)。由圖1可知,表面活性劑在質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.3%濃度條件下,20min后可以達(dá)到10-3mN/m。
2.1.2 界面張力隨溫度的變化
在50894mg/L的礦化度下,將表面活性劑CYB-1配制質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.5%的溶液,測(cè)定溫度在40~80℃條件下界面張力隨時(shí)間的變化 (見(jiàn)圖2)。由圖2可知,隨著溫度的升高,表面活性劑的初始界面張力呈現(xiàn)較大幅度下降趨勢(shì),溫度越高越易達(dá)到最低界面張力,當(dāng)溫度達(dá)到80℃時(shí),體系界面張力可以達(dá)到10-4mN/m。
圖1 不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)的CYB-1對(duì)界面張力的影響
圖2 溫度對(duì)CYB-1對(duì)界面張力的影響
2.1.3 乳化性能評(píng)價(jià)
在935、28000、50894mg/L不同的3種礦化度條件下,評(píng)價(jià)了表面活性劑的乳化穩(wěn)定性,結(jié)果見(jiàn)表2。
表2 CYB-1表面活性劑析水率
由表2所示,由CYB-1表面活性劑配制的乳狀液隨著時(shí)間的延長(zhǎng)析水量增加,乳狀液配制后的前100min,析水率增加趨勢(shì)比較明顯,在隨后的時(shí)間內(nèi),表面活性劑乳狀液析水量趨于穩(wěn)定值,最高析水率為100%。
表3 表面活性劑注入?yún)?shù)
連片注入9個(gè)井組,注入時(shí)間為2011年8月~2012年12月,其中2011年注入4個(gè)井組,2012年增加5個(gè)試驗(yàn)井組。采用段塞式注入,注入表面活性劑質(zhì)量濃度為5000mg/L,平均單井日注入量37~42m3,累計(jì)注入時(shí)間451d,累計(jì)注入21001m3。9個(gè)井組的具體注入情況見(jiàn)表3。
3.2.1 總體見(jiàn)效情況
對(duì)9個(gè)井組對(duì)應(yīng)的41口油井試驗(yàn)前后的生產(chǎn)動(dòng)態(tài)進(jìn)行對(duì)比,發(fā)現(xiàn)注入表面活性劑后試驗(yàn)區(qū)整體呈現(xiàn) “兩升一降”特征,即日產(chǎn)液量上升,日產(chǎn)油量上升,綜合含水率下降的生產(chǎn)趨勢(shì),圖3為試驗(yàn)區(qū)41口油井生產(chǎn)動(dòng)態(tài)曲線(xiàn)。
圖3 試驗(yàn)區(qū)油井生產(chǎn)動(dòng)態(tài)曲線(xiàn)
試驗(yàn)區(qū)對(duì)應(yīng)41口油井,累計(jì)見(jiàn)效油井21口,見(jiàn)效率51%,與試驗(yàn)前相比,見(jiàn)效后日產(chǎn)液由242.69m3上升至272.85m3,日產(chǎn)油由174.80t上升至192.82t,平均單井日產(chǎn)油由4.26t上升至4.70t,綜合含水率由17.5%下降至16.6%。試驗(yàn)區(qū)見(jiàn)效井最高日增油量達(dá)到19.7t,累計(jì)增油7468t,累計(jì)降水1200m3。
3.2.2 油藏開(kāi)發(fā)指標(biāo)改善
試驗(yàn)前區(qū)塊自然遞減逐年增加,含水率上升加快,試驗(yàn)后年自然遞減率由8.26%下降到-4.64%,綜合含水率上升率由2.51%下降至-0.89%,水驅(qū)開(kāi)發(fā)指標(biāo)明顯好轉(zhuǎn),可采儲(chǔ)量增加。
1)水驅(qū)狀況變好 從試驗(yàn)區(qū)甲型水驅(qū)特征曲線(xiàn) (見(jiàn)圖4)可以看出,在注入表面活性劑之后斜率變小,表明注表面活性劑后水驅(qū)狀況逐步變好。
2)可采儲(chǔ)量增加 應(yīng)用丙型水驅(qū)特征曲線(xiàn)計(jì)算采收率變化:
式中:LP為累計(jì)采液量,104t;NP為累計(jì)采油量,104t。
試驗(yàn)區(qū)水驅(qū)階段及注表面活性劑后丙型水驅(qū)特征曲線(xiàn)如圖5。由圖5可以看出,注入表面活性劑前后都具有線(xiàn)性關(guān)系,斜率B由0.0123降低至0.0118,截距A由0.9145增大至0.9215。
采油量計(jì)算公式:
式中:fw為含水率,%。
當(dāng)含水率fw取值為98%時(shí),計(jì)算得注表面活性劑前可采儲(chǔ)量為84.03×104t,注表面活性劑后可采儲(chǔ)量為119.04×104t,可采儲(chǔ)量增加35.01×104t,采收率增加6.3%。
圖4 試驗(yàn)區(qū)甲型水驅(qū)特征曲線(xiàn)
1)針對(duì)五里灣一區(qū)油藏特征,研發(fā)了具有超低界面張力及較好乳化能力的表面活性劑CYB-1。
2)在低滲透油藏進(jìn)行了表面活性劑驅(qū)的試驗(yàn),結(jié)果表明表面活性劑CYB-1及注入?yún)?shù)在五里灣油藏中具有一定的適應(yīng)性,取得了較好的增油降水效果。
3)試驗(yàn)后試驗(yàn)區(qū)水驅(qū)開(kāi)發(fā)指標(biāo)得到明顯改善,年自然遞減率由8.26%下降到-4.64%,綜合含水上升率由2.51%下降至-0.89%,可采儲(chǔ)量增加。
[1]韓冬,沈平平 .表面活性劑驅(qū)油原理及應(yīng)用 [M].北京:石油工業(yè)出版社,2001.
[2]黎曉茸,賈玉琴,樊兆琪,等 .裂縫性油藏聚合物微球調(diào)剖效果及流線(xiàn)場(chǎng)分析 [J].石油天然氣學(xué)報(bào) (江漢石油學(xué)院學(xué)報(bào)),2012,34 (7):125~129.
[3]陳元千,郭二鵬 .預(yù)測(cè)水驅(qū)油田體積波及系數(shù)和可采儲(chǔ)量的方法 [J].中國(guó)海上油氣,2007,19(6):387~389.
[4]黎曉茸,張營(yíng),賈玉琴,等 .聚合物微球調(diào)驅(qū)技術(shù)在長(zhǎng)慶油田的應(yīng)用 [J].油田化學(xué),2012,29(4):419~422.