尚店油田常規(guī)稠油二元復(fù)合驅(qū)實(shí)驗(yàn)研究

孫 寧

(中國(guó)石化勝利油田分公司濱南采油廠，山東濱州 256606)

尚店油田常規(guī)稠油二元復(fù)合驅(qū)實(shí)驗(yàn)研究

孫 寧

(中國(guó)石化勝利油田分公司濱南采油廠，山東濱州 256606)

實(shí)驗(yàn)研究了尚店油田東四、東五區(qū)塊稠油油藏二元復(fù)合驅(qū)開(kāi)發(fā)配方，通過(guò)對(duì)表面活性劑、聚合物類(lèi)型及兩者之間的配伍性研究，篩選出了適合該區(qū)塊的聚合物和表面活性劑；通過(guò)模擬地層條件進(jìn)行注入濃度、注入段塞對(duì)提高采收率的影響實(shí)驗(yàn)，確定了適合尚店油田的二元驅(qū)復(fù)合驅(qū)配方。

尚店油田；二元驅(qū)；聚合物；表面活性劑

尚店油田東四東五區(qū)塊是尚店油田東營(yíng)組油層發(fā)育最好的區(qū)域，是一個(gè)高孔、中高滲、常規(guī)稠油的巖性-構(gòu)造油藏。由于儲(chǔ)層巖性和物性的差異以及長(zhǎng)期水驅(qū)開(kāi)發(fā)不均衡的矛盾，層與層之間儲(chǔ)量動(dòng)用程度存在一定的差異，水驅(qū)效果逐年變差。復(fù)合驅(qū)油技術(shù)[1-8]可以大幅度地提高原油采收率，因此本文研究了尚店油田二元復(fù)合驅(qū)開(kāi)發(fā)方案。

1 聚合物基本性能實(shí)驗(yàn)

聚合物的基本物化性能評(píng)價(jià)指標(biāo)主要包括固含量、黏度、水解度和過(guò)濾比等，通過(guò)這些性能檢測(cè)，初步篩選出幾種合適的聚合物，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明目前現(xiàn)場(chǎng)使用聚合物的基礎(chǔ)物化性能均能滿足礦場(chǎng)需要(表1)。

表1 聚合物基本物化性能

1.1 聚合物增黏性能

黏濃曲線主要是考察聚合物溶液經(jīng)地層水稀釋后的增黏能力[6]。用勝利鹽水Ⅱ配制聚合物母液5 000 mg/L,然后用勝利鹽水Ⅱ稀釋母液至濃度為500、1 000、1 500、2 000和2 500 mg/L聚合物溶液，在溫度為75 ℃測(cè)試評(píng)價(jià)表觀黏度，評(píng)價(jià)結(jié)果見(jiàn)圖1。可以看出，評(píng)價(jià)的5個(gè)聚合物樣品的表觀黏度都隨著聚合物濃度的增大而增大；除1#聚合物在各個(gè)濃度條件下黏度較高外，其它4個(gè)聚合物增黏性能相當(dāng)。

圖1 不同聚合物黏度與濃度關(guān)系

1.2 聚合物耐鹽性能

黏鹽曲線主要是考察聚合物溶液的抗鹽性能，即礦化度對(duì)聚合物增黏性的影響，對(duì)5個(gè)聚合物樣品的黏鹽關(guān)系評(píng)價(jià)結(jié)果見(jiàn)圖2?？梢钥闯?，在聚合物濃度1 500 mg/L、剪切速率7.34 s-1條件下，5個(gè)樣品的表觀黏度都隨著礦化度的增大而減小。

圖2 耐鹽性能試驗(yàn)結(jié)果

1.3 聚合物抗鈣鎂能力

抗鈣鎂能力主要是考察聚合物溶液的抗鈣鎂性能，即高價(jià)離子對(duì)增黏性的影響，對(duì)5個(gè)聚合物樣品的評(píng)價(jià)結(jié)果見(jiàn)圖3。在聚合物濃度1 500 mg/L、剪切速率7.34 s-1條件下，以勝利鹽水Ⅱ?yàn)榛A(chǔ)，稀釋鹽水中加入CaCl2，5個(gè)樣品的表觀黏度都隨著鈣離子含量的增大而減小。

圖3 抗鈣鎂性能試驗(yàn)結(jié)果

1.4 現(xiàn)場(chǎng)條件下聚合物增黏性能評(píng)價(jià)

該區(qū)塊注入井水樣總礦化度為22 630 mg/L，Ca2+、Mg2+總量為788 mg/L；地層溫度為51 ℃， 所以該區(qū)塊油水特點(diǎn)為礦化度高、鈣鎂二價(jià)離子含量高，地層溫度相對(duì)較低。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)注入水分析結(jié)果，實(shí)驗(yàn)室配制模擬鹽水，鹽水總礦化度為23 000 mg/L，鈣鎂離子含量為800 mg/L。用現(xiàn)模擬鹽水配制不同濃度的聚合物溶液，在7.34 s-1、55 ℃條件下，測(cè)試了不同濃度下黏度的情況，結(jié)果見(jiàn)圖4。由測(cè)試結(jié)果發(fā)現(xiàn)，聚合物濃度低于1 000 mg/L時(shí)，5種聚合物表觀黏度基本相當(dāng)，當(dāng)濃度大于1 500 mg/L時(shí)，1#聚合物表觀黏度較其它聚合物略高，但5種聚合物表觀黏度差距不是很大。

圖4 不同濃度聚合物的增黏性能

通過(guò)對(duì)5種聚合物一系列的評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)5種聚合物基本都能滿足聚合物評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)要求。綜合考慮聚合物表觀黏度和特性黏度測(cè)定結(jié)果，建議推薦使用聚合物：5#、1#、4#和2#。

2 表面活性劑[4-5]配方設(shè)計(jì)

針對(duì)該區(qū)塊注入水礦化度高，Ca2+、Mg2+濃度高的情況，通過(guò)40余種活性劑對(duì)區(qū)塊的尚23-更14井原油進(jìn)行的界面張力實(shí)驗(yàn)表明，在尚店油田油水條件下，單一磺酸鹽型表面活性劑活性較差，而SHY-11#兩性活性劑可以使油水界面張力達(dá)到超低。因此針對(duì)SHY-11#活性劑及其與磺酸鹽(SLPS)復(fù)配進(jìn)行系列性能評(píng)價(jià)。

2.1 濃度窗口分析

分析了SHY-11#表面活性劑的單一及復(fù)配體系不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)23-更-14井原油的界面張力，結(jié)果如圖5。結(jié)果表明, SHY-11#表面活性劑的單一及復(fù)配體系與23-更-14井原油的界面張力均可進(jìn)入超低界面張力區(qū)，并且兩體系在該油藏條件下有較寬的濃度窗口，可以滿足試驗(yàn)需要。綜合考慮經(jīng)濟(jì)、地層吸附等因素，選用表面活性劑體系為：0.3% SHY-11#和0.2% SLPS+ 0.2%SHY-11#。

圖5 SHY-11#表面活性劑的單一及復(fù)配體系濃度變化趨勢(shì)圖

2.2 原油適應(yīng)性

為檢驗(yàn)表活劑對(duì)區(qū)塊其它井原油的適應(yīng)性，研究了其對(duì)尚44-9、尚42-7兩口井原油的降低界面張力能力。結(jié)果見(jiàn)表2?？梢钥闯?，表活劑對(duì)各原油都能產(chǎn)生超低界面張力，具有良好的適應(yīng)性。

表2 表面活性劑對(duì)尚店原油的適應(yīng)性

2.3 熱穩(wěn)定性

為了考察在地層溫度下，表面活性劑體系經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期熱穩(wěn)定后降低油水界面張力的能力，進(jìn)行了熱穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn)。置入51 ℃恒溫箱中，定時(shí)取樣測(cè)定界面張力，結(jié)果見(jiàn)表3。結(jié)果表明：兩體系在51 ℃恒溫放置30 d后仍然對(duì)23-更-14井原油具有很好的降低界面張力能力，熱穩(wěn)定性好。

2.4 抗鈣鎂能力

表3 體系長(zhǎng)期熱穩(wěn)定性 mN·m-1

配制以尚店35#站注入水中鈣、鎂離子濃度為基礎(chǔ)，加入CaCl2，測(cè)定界面張力。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，Ca2+、Mg2+離子總濃度在1 500 mg/L時(shí)體系澄清，界面張力仍能達(dá)到超低，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表4。

表4 抗Ca2+、Mg2+能力實(shí)驗(yàn)結(jié)果 mN·m-1

3 聚合物與表面活性劑配伍性研究

3.1 聚合物對(duì)界面張力的影響

在0.3%SHY-11#體系、0.2%SLPS+0.2%SHY-11#活性劑復(fù)配體系中加入1500mg/L不同聚合物，測(cè)試界面張力，由表5可以看出，聚合物對(duì)活性劑降低界面張力的能力影響較小。

表5 聚合物對(duì)界面張力的影響

3.2 表面活性劑對(duì)聚合物黏度的影響

用尚店油田35#站水配制聚合物1#和5#的 5 000 mg/L母液，然后與表面活性劑混合攪拌均勻，使聚合物濃度為1 500 mg/L，測(cè)定混合溶液黏度，結(jié)果見(jiàn)表6?？梢钥闯?，表面活性劑對(duì)聚合物的黏度影響甚微。

4 室內(nèi)驅(qū)油實(shí)驗(yàn)

通過(guò)在實(shí)驗(yàn)室模擬地層條件(包括地層實(shí)際溫度、壓力、滲透率、含油飽和度等)對(duì)篩選配方進(jìn)行注入濃度、注入段塞、注入時(shí)機(jī)等實(shí)驗(yàn)，制定合適的注入方案。

表6 表面活性劑對(duì)聚合物黏度的影響

油水樣品：用蒸餾水配制成地層水、注入水(礦化度26 516 mg/L)，用煤油和尚23-更-14井脫水原油配制模擬油。

巖心模型：用石英砂充填的管子模型；長(zhǎng)30 cm，直徑1.5 cm，滲透率1 500×10-3μm2。

注入方案: 模型先抽空再飽和水，在含水94%注入不同PV的 配方段塞，轉(zhuǎn)水驅(qū)，至含水大于98%結(jié)束。

4.1 活性劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)提高采收率影響

固定聚合物濃度1 500 mg/L，注入段塞0.3 PV，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表7，可以看出活性劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)采收率影響不大，因此確定活性劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)單一體系為0.3%，復(fù)配體系為0.4%。

表7 活性劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)采收率影響

4.2 聚合物濃度對(duì)提高采收率的影響

固定活性劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)，注入段塞0.3 PV，研究聚合物濃度為1 500、1 800 mg/L時(shí)對(duì)提高采收率幅度的影響(表8)。結(jié)果表明，隨著聚合物濃度的增加，提高采收率幅度也在增大，但是增幅不大，因此聚合物濃度確定為1 500 mg/L。

表8 聚合物濃度對(duì)采收率的影響

綜合上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果，室內(nèi)初步推薦復(fù)合驅(qū)油配方為：0.3%SHY-11#+1 500 mg/L 1#，0.2%SLPS+0.2%SHY-11#+1 500 mg/L 1#，注入段塞0.3 PV。

5 結(jié)論

(1)針對(duì)尚店油田東四東五區(qū)塊，篩選出了兩種二元驅(qū)配方：0.3%SHY-11#+1 500 mg/L 1# 和0.2%SLPS+0.2%SHY-11#+1 500 mg/L 1#。

(2)驅(qū)油實(shí)驗(yàn)表明，按照兩種二元復(fù)合驅(qū)配方注入段塞0.3 PV，可分別提高采收率17.2%、16.7%，因此，在尚店油田開(kāi)展二元復(fù)合驅(qū)是可行的。

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編輯：李金華

1673-8217(2015)05-0097-04

2015-03-20

孫寧，工程師，1983年生，2006年畢業(yè)于中國(guó)石油大學(xué)(華東)石油工程專(zhuān)業(yè)，現(xiàn)從事油田開(kāi)發(fā)管理工作。

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