低滲透油藏驅(qū)油用表面活性劑SAS體系及性能評(píng)價(jià)

曹濤 （中石油長(zhǎng)慶油田分公司第十二采油廠，陜西 西安710200）

表面活性劑驅(qū)油技術(shù)是提高采收率的重要技術(shù)手段。2011年針對(duì)長(zhǎng)慶王窯加密區(qū)長(zhǎng)6油藏特征，研發(fā)了性能優(yōu)異的新型雙子表面活性劑，并進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，表面活性劑驅(qū)油提高采收率技術(shù)在王窯加密區(qū)長(zhǎng)6油藏具有較好的適應(yīng)性，但雙子表面活性劑的成本較高，限制了其在適應(yīng)性油藏的大規(guī)模應(yīng)用。表面活性劑復(fù)配是利用已工業(yè)化原料，通過(guò)協(xié)同效應(yīng)降低界面張力，研發(fā)過(guò)程快速、簡(jiǎn)單，并且存在原料來(lái)源廣、成本低的優(yōu)點(diǎn)［1，2］。因此，在前期調(diào)研的基礎(chǔ)上，結(jié)合長(zhǎng)慶油田實(shí)際技術(shù)需求，筆者研發(fā)了一種表面活性劑復(fù)配體系SAS，滿足了低滲透油田提高采收率技術(shù)需要。

1 試驗(yàn)部分

1.1 儀器及材料

1）儀器 SVT20旋轉(zhuǎn)滴超低界面張力儀（德國(guó)dataphysics公司）、模擬地層驅(qū)替系統(tǒng)（美國(guó)CoreLab巖心公司）、低滲巖心飽和裝置、孔滲聯(lián)測(cè)裝置（中國(guó)石油大學(xué)石儀公司）。

2）材料 SAS體系（實(shí)驗(yàn)室自制）、王窯加密區(qū)長(zhǎng)6油藏脫水原油、長(zhǎng)6油藏天然巖心（王21－05井，巖心尺寸為?2.514cm×6.63cm；柳檢75－61井，巖心尺寸為?2.514cm×6.87cm）、注入水（水質(zhì)分析見(jiàn)表1）、長(zhǎng)6油藏地層水（水質(zhì)分析見(jiàn)表2）。

表1 王窯加密區(qū)注入水水質(zhì)分析

1.2 油水界面張力測(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。

表2 王窯加密區(qū)長(zhǎng)6油藏地層水分析

1.3 吸附性能評(píng)價(jià)方法

1）吸附穩(wěn)定性的測(cè)定 按照質(zhì)量比6∶1將濃度為0.4%的SAS溶液與巖屑進(jìn)行混合，在55℃水浴恒溫振蕩機(jī)中連續(xù)振蕩5d，測(cè)試不同時(shí)間點(diǎn)的油水界面張力。

2）吸附量的測(cè)定 按液砂質(zhì)量比7∶1將不同濃度表面活性劑溶液與巖屑加入具塞量筒中，在55℃烘箱中放置24h后，用分光光度法測(cè)定吸附后溶液濃度的變化。

1.4 表面活性劑驅(qū)油效率評(píng)價(jià)方法

參照“驅(qū)油用石油磺酸鹽性能測(cè)定方法”（SY／T 5908－94）中驅(qū)油效率評(píng)價(jià)方法，首先用模擬地層水測(cè)巖心水相滲透率；然后飽和配制模擬油，老化24h；接著用注入水進(jìn)行驅(qū)油試驗(yàn)，當(dāng)驅(qū)出液的含水率達(dá)98%時(shí)，停止水驅(qū)，記錄水驅(qū)試驗(yàn)的驅(qū)油效率；最后改用表面活性劑驅(qū)油，直至驅(qū)出液的含水達(dá)98%以上為止，記錄表面活性劑的驅(qū)油效率。

2 SAS體系性能評(píng)價(jià)

稱取30g聚乙二醇辛基苯基醚、15g十二烷基苯磺酸鈉、10g有機(jī)溶劑乙醇，加入到45g自來(lái)水水中，攪拌到混合液體透明為止，即得100g表面活性劑SAS體系。

2.1 SAS體系降低油水界面張力的測(cè)試

用礦化度為50000mg／L的水配制SAS溶液，在55℃恒溫條件下，測(cè)試油水界面張力，結(jié)果如圖1所示。由圖1可以看出，SAS的質(zhì)量分?jǐn)?shù)在0.05%～0.4%的范圍內(nèi)，長(zhǎng)6脫水原油的油水界面張力可快速達(dá)到超低（10－3mN／m），界面性能優(yōu)異。

2.2 熱穩(wěn)定性評(píng)價(jià)

用地層水配制不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)的SAS驅(qū)油體系，55℃下測(cè)定不同老化時(shí)間的油水界面張力，結(jié)果如圖2所示。由圖2可知，隨著老化時(shí)間的延長(zhǎng)，油水界面張力變化不大，均能達(dá)到10－3mN／m。說(shuō)明SAS體系熱穩(wěn)定性較好，注入地層后化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，可以起到較好的驅(qū)油作用。

圖1 不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)下SAS體系水溶液的界面張力

2.3 靜態(tài)吸附性能評(píng)價(jià)

1）吸附對(duì)界面張力的影響 選擇3種不同的表面活性劑，配制質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.4%的表面活性劑溶液，測(cè)試不同吸附次數(shù)后界面張力，如圖3所示。由圖3可以看出，SAS體系在吸附11次后界面張力仍然超低（小于10－2mN／m），與重烷基苯磺酸鈉強(qiáng)堿三元體系吸附性能相當(dāng)，抗吸附性能優(yōu)異。

2）吸附量的測(cè)定 由于SAS體系存在紫外吸收的特點(diǎn)，因此采用紫外分光光度法測(cè)定表面活性劑濃度。首先配制不同表面活性劑濃度標(biāo)準(zhǔn)溶液，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，然后測(cè)定不同濃度下的吸收量，結(jié)果如圖4所示。不同濃度下的SAS體系吸附損耗量均低于5mg／g，這是由于在SAS體系稀溶液中含有乙醇，低級(jí)醇可以促使表面活性劑分子親油基定向聚結(jié)，取向排列，使體系的臨界膠束濃度cmc值降低，單個(gè)分子狀態(tài)的表面活性劑濃度減小，所以吸附量減?。?，4］。在地層運(yùn)移過(guò)程中，該體系可以保持較高的抗吸附性能，能長(zhǎng)期保持低界面張力。

圖2 SAS體系界面張力老化穩(wěn)定性

圖3 吸附次數(shù)對(duì)表面活性劑界面張力的影響

圖4 SAS體系的質(zhì)量分?jǐn)?shù)與吸附量的關(guān)系（55℃）

2.4 天然巖心驅(qū)油試驗(yàn)

取王21－05井、柳檢75－61井天然巖心進(jìn)行驅(qū)油效率評(píng)價(jià)，評(píng)價(jià)結(jié)果如表3所示。SAS體系在水驅(qū)基礎(chǔ)上分別提高采收率4.5%、5.54%。相比水驅(qū)，SAS體系可以進(jìn)一步提高驅(qū)油效果，這是因?yàn)镾AS體系具有優(yōu)越的乳化性能，在驅(qū)替過(guò)程中不易于粘附在儲(chǔ)層巖石上，提高表面活性劑的波及系數(shù)，起到提高采收率的作用。

表3 巖心參數(shù)及驅(qū)油效果

3 結(jié)論

1）SAS體系界面性能優(yōu)異，在0.05%～0.4%較寬濃度范圍內(nèi)可使油水界面張力達(dá)到超低（10－3mN／m），具有較強(qiáng)的耐稀釋性，適應(yīng)于含水飽和度高的油藏。

2）SAS體系具有較好的熱穩(wěn)定性，在地層中能長(zhǎng)期保持低界面張力，能夠起到較好的驅(qū)油作用。

3）SAS體系靜態(tài)吸附11次后界面張力仍然超低（小于10－2mN／m），且吸附損耗量低于5mg／g，表現(xiàn)出良好的抗吸附性能。

4）SAS體系在水驅(qū)基礎(chǔ)上分別提高采收率4.5%、5.54%，有效提高驅(qū)油效果，滿足低滲透油田提高采收率技術(shù)需要。

［1］郭東紅，辛浩川，崔曉東，等 .ROS驅(qū)油表面活性劑在高溫高鹽油藏中的應(yīng)用 ［J］.精細(xì)石油化工，2008，25（5）：9～11.

［2］李華斌 .低滲透油藏低張力驅(qū)油條件及技術(shù) ［M］.北京：科學(xué)出版社，2010.

［3］戚晶晶，李煒，蔣建中，等 .陰離子／兩性表面活性劑在大慶油砂／水界面的混合吸附滯留研究 ［J］.江南大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2012，11（5）：597～602.

［4］于麗，孫煥泉，肖建洪，等 .羧酸鹽類Gemini表面活性劑二元復(fù)合驅(qū)配方的研究 ［J］.油氣地質(zhì)與采收率，2008，15（6）：59～62.