三元復(fù)合體系在剩余油油藏中的應(yīng)用與研究

楊磊 王立軍

摘 要：大慶油田二次采油后還有很多含剩余油油藏，針對這種油藏進(jìn)行三元復(fù)合驅(qū)室內(nèi)實驗研究，實驗結(jié)果表明，二次采油后進(jìn)行三元復(fù)合驅(qū)油即堿/表面活性劑/聚合物對原油的采收率有明顯的提高。其中聚合物濃度以及表活劑濃度對剩余油開采都有著重要的作用，通過調(diào)整聚合物濃度，表面活性劑濃度對采收率的影響從而確定合理的開采濃度進(jìn)一步提高油田剩余油的采收率。

關(guān) 鍵 詞：三元復(fù)合驅(qū)；提高采收率；聚合物；剩余油；表面活性劑

中圖分類號：TE 357 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A 文章編號： 1671-0460（2016）08-1687-03

Abstract： There are many containing residual oil reservoirs in Daqing oilfield after secondary recovery. In this paper， laboratory experiment of ASP system in remaining oil reservoirs was carried out. The experimental results show that the ASP system of alkali/surfactant/polymer has significant effect on enhancing oil recovery after secondary recovery. The polymer concentration and surfactant concentration have important effect on the remaining oil development， suitable polymer concentration and surfactant concentration can further improve the recovery of residual oil.

Key words： ASP flooding； EOR； polymer； remaining oil； surfactant

從上世紀(jì)80年代以來，ASP三元復(fù)合驅(qū)油驅(qū)替技術(shù)在油田的應(yīng)用成為提高原油油藏中剩余油的采收率的最可靠的技術(shù)之一。目前在國內(nèi)油田中有很多油田開始采用堿/表面活性劑/聚合物三元復(fù)合驅(qū)油技術(shù)。三元復(fù)合驅(qū)油效果之所以得到認(rèn)可那是因為三元復(fù)合驅(qū)體系中堿與表活劑通過與原油油藏中剩余油中的酸發(fā)生化學(xué)反應(yīng)從而降低了液體的界面張力，同時三元中的堿又可以在驅(qū)油之后把聚合物、表活劑等化學(xué)藥劑帶出縫隙，降低對儲層傷害，使三元復(fù)合驅(qū)變得更加環(huán)保。因此，對陸地上油田開展三元復(fù)合驅(qū)油驅(qū)替技術(shù)對陸地上油田剩余油的開發(fā)具有很重要的意義，同時也是最為可行的辦法[1]。

三元復(fù)合驅(qū)油驅(qū)替技術(shù)在大慶油田已經(jīng)進(jìn)行了多年的室內(nèi)實驗研究，隨著一次、二采的完結(jié)與欠缺這給三元復(fù)合驅(qū)油技術(shù)帶來了機(jī)會與挑戰(zhàn)。

本文針對大慶油田油層的地層非均質(zhì)性強(qiáng)，層與層之間的內(nèi)部矛盾嚴(yán)重等現(xiàn)象，通過調(diào)節(jié)三元復(fù)合驅(qū)油中的聚合物、表活劑的不同濃度，結(jié)合復(fù)合驅(qū)油理論，給出直接的效果圖，通過現(xiàn)場的實驗實施來借鑒現(xiàn)場實驗，從而分析不同濃度的聚合物以及表活劑濃度對原油油層中剩余油的采收率的影響并確定最佳聚合物、表活劑濃度，總結(jié)出三元復(fù)合驅(qū)開采可行性方案[2，3]。

1 實驗部分

1.1 材料與設(shè)備

1.1.1 試驗設(shè)備

實驗儀器有平流泵、傳感器、恒溫箱、收集器、真空泵、巖石夾持器、中間容器、真空泵、電子天平等等。

1.1.2 試驗材料

（1）實驗用水。實驗中所需要用的水均是從現(xiàn)場油井中飯采出的水在蒸餾之后收集得到，這樣得到的水仍然保持著和地下油中水相同的物性參數(shù)，如礦化度、酸堿性等等。盡可能的模擬與地下相同的條件。

（2）實驗用油。實驗中所用到的油為大慶油田采油七廠油井生產(chǎn)原油，這種原油的粘性在45C0時粘度為8.7mPa·s。

（3）實驗需要的化學(xué)試劑?；瘜W(xué)劑包括聚合物以及表面活性劑，試驗中所應(yīng)用的聚合物為P600磺酸鹽、以及碳酸氫鈉。表活劑為高級脂肪酸鹽。

（4）實驗巖心。實驗巖心采用天然巖心，為保證實驗的準(zhǔn)確性實驗巖心同樣為七廠鉆井時所取的天然巖心，這種巖心的滲透率經(jīng)過實驗測得該巖心的滲透率為0.07 μm2 [4]。

1.2 內(nèi)容與方法

（1）水驅(qū)油后剩余油的采收率

用水驅(qū)替巖心，驅(qū)替后查看原有的采收率。

（2）水驅(qū)油后進(jìn)行三元復(fù)合驅(qū)

當(dāng)水驅(qū)實驗在含水率達(dá)到98%以后，采用聚合物驅(qū)油，把實驗結(jié)果與之上實驗對比分析總結(jié)三元復(fù)合驅(qū)油對提高采收率的影響。

（3）不同濃度聚合物濃度對驅(qū)油效果的影響

同樣是在水驅(qū)油后當(dāng)含水率達(dá)到98%之后分別采用濃度600、900 mg/（L·PV）聚合物用量，相對分子質(zhì)量為700×104的聚合物驅(qū)油，與之前實驗對比總結(jié)分析聚合物濃度對采收率的影響。

（4）不同表面活劑對驅(qū)油效果的影響

在水驅(qū)油后當(dāng)含水率達(dá)到98%分別采用活性劑濃度分別為0.4%、0.6%、0.8%的表面活劑驅(qū)油將結(jié)果與實驗數(shù)據(jù)對比，總結(jié)表面活劑濃度對采收率的影響。

1.3 實驗方法

所有的實驗均采用驅(qū)替流量為0.4 mL/min。在水驅(qū)含水率達(dá)到98%時，轉(zhuǎn)為三元復(fù)合驅(qū)。一、水驅(qū)濃度達(dá)到98%后分別采用600、800、1 000 mg/（L·PV）濃度聚合物進(jìn)行驅(qū)油實驗；二、水驅(qū)達(dá)到98%后采用濃度為0.4%、0.6%、0.8%表活劑進(jìn)行驅(qū)油實驗。實驗要在45攝氏度恒溫箱中進(jìn)行[5]。

2 結(jié)果與討論

2.1 單純水驅(qū)

單純的水驅(qū)實驗采用兩塊巖心進(jìn)行，采收率分別為47%和45%。將實驗的兩塊模型分別解剖，從而可以看出剩余油在巖心中是如何分布的。在接下來的實驗中單純水驅(qū)油的采收率大概在42%～ 48%之間，與真實情況基本相同，從而可以很好反應(yīng)出地下油層真實的水驅(qū)油的采收率。

2.2 三元體系驅(qū)

如表1所示在采用水驅(qū)后采用三元復(fù)合體系驅(qū)油后采收率平均增值17有了明顯的提高，增值很大，所以三元復(fù)合驅(qū)油在油田提高采收率方面有很大的作用。在水驅(qū)之后采用三元復(fù)合驅(qū)油技術(shù)能夠很好的采出油層內(nèi)剩余油，從而帶來更大的經(jīng)濟(jì)效益。

2.3 不同濃度聚合物濃度對驅(qū)油效果的影響

此次實驗要保持段塞注入0.5PV條件下進(jìn)行，表活劑濃度為采用0.4%，通過改變聚合物濃度從而得到實驗結(jié)果如圖1。

實驗中聚合物的濃度使用了600、800和1 000 mg/（L·PV）三種聚合物濃度的用量。從圖中可以看到當(dāng)表面活劑濃度一定是隨著聚合物濃度的增加原油的采收率是有所增加的，聚合物的粘度是聚合物溶液在驅(qū)油時的決定因素，聚合物驅(qū)油的機(jī)理原因就是通過聚合物的粘度使水油混合液中流度比發(fā)生變化，增加滲流中的阻力，在地層中擴(kuò)大波及到的體積從而提高采收率的，實驗中當(dāng)聚合物濃度增大時相應(yīng)的地下所波及到的體積變大，從而使油水的流度比發(fā)生改變，提高采收率一共有兩種辦法即擴(kuò)大波及體積和提高洗油效率，但是考慮到成本及對地層傷害的問題，建議采用800 mg/（L·PV）濃度聚合物。

2.4 不同表面活劑對驅(qū)油效果的影響

實驗中采用聚合物濃度800 mg/（L·PV），段塞注入0.5 PV，通過改變表面活劑濃度，在聚合物濃度一定的情況下分別采用0.4%、0.6%、0.8%的聚合物濃度，實驗結(jié)果如圖2。

從圖2中可以看到，表活劑濃度越大采收效果越明顯，之所以這樣是因為當(dāng)表面活性劑溶液進(jìn)入油層之后，通過與油層中天然液體和油層中的孔隙、縫隙表面發(fā)生一系列的化學(xué)反應(yīng)，從而可以降低油與水的界面張力，同時也可以加強(qiáng)油層中液體的乳化效果，同時又可以改變孔隙、縫隙等表面的表面潤濕性等效果，將原先存在油層中的油與巖石、油與水、水與巖石等界面比較復(fù)雜的結(jié)構(gòu)變得更加簡單，從而使油層中的剩余油進(jìn)行一系列化學(xué)反應(yīng)并朝著有利于剝離脫落、重新啟動和更易滲流的有利方向轉(zhuǎn)變，通過實驗得出表面活性劑一方面可以使剩余油對原先的地層孔隙、縫隙表面的沾粘能力減弱，從而提高了原油的洗油效率，另一方面，通過界面張力下降之后，可以很好的加強(qiáng)分散在小孔隙中的剩余油與剩余油的再次融合在一起和再次聚集在一起的能力，從而當(dāng)剩余油在油層縫隙中流動的過程中逐漸的匯集一起，從而形成油墻、油帶，從而改善驅(qū)油效果。從而滿足提高采收率另一個條件。但是適當(dāng)?shù)谋砘顒舛瓤梢耘c油層中剩余油很好的降低界面張力，同時還要有一定的親水親油配比，結(jié)合現(xiàn)成實驗效果建議采用表活劑濃度0.6%[6-8]。

3 結(jié) 論

（1）很多油田在水驅(qū)后的油層中扔存在著較多的剩余油，仍然具有很高的開發(fā)價值。這就要求我們用新的方法開采剩余油。

（2）三元復(fù)合驅(qū)改變聚合物濃度對采收率影響很大，隨著聚合物濃度的增高采收效果也就更加明顯，但是結(jié)合現(xiàn)成實驗結(jié)果分析，應(yīng)考慮成本，效益，對油層的上害，污水處理等眾多因素綜合考慮選用適當(dāng)?shù)木酆衔餄舛燃?00 mg/（L·PV）[9]。

（3）表活劑在提高采收率中有著重要的作用，是提高采收率的關(guān)鍵，從實驗中可以看到表活劑濃度越大驅(qū)油效果越是明顯，但同樣表活劑的配置要考慮眾多的因素即要求表面活性劑的親水、親油部分有恰當(dāng)?shù)钠胶獗壤?，在任一體相中有過大的溶解性，則不利于產(chǎn)生低界面張力，從而影響剩余油的開采。通過實驗研究用濃度6%高級脂肪酸鹽表活劑驅(qū)油效果最為理想。

（4）通過室內(nèi)實驗的研究，該方案能很好的滿足大慶油田對剩余油開采的需要基本上可以使剩余油的采出程度達(dá)到百分之六七十左右，并很好的補(bǔ)充地層能量。

參考文獻(xiàn)：

[1] 楊菲，張新民，羅平亞. 聚驅(qū)后締合聚合物三元復(fù)合驅(qū)提高采收率技術(shù)[J]. 石油學(xué)報，2014（05）：908-913.

[2] 程杰成，吳軍政，胡俊卿. 三元復(fù)合驅(qū)提高原油采收率關(guān)鍵理論與技術(shù)[J]. 石油學(xué)報，2014（02）：310-318.

[3] 陳健斌. 大慶油田三元復(fù)合驅(qū)結(jié)垢機(jī)理及防垢劑的研究[D]. 中國地質(zhì)大學(xué)（北京），2013.

[4] 高清河. 強(qiáng)堿三元復(fù)合驅(qū)成垢及化學(xué)控制技術(shù)研究[D]. 大慶：東北石油大學(xué)，2013.

[5] 梁亞寧，曹剛，師國臣，王國慶，李金玲，趙云龍. 大慶油田三元復(fù)合驅(qū)螺桿泵綜合防垢技術(shù)[J]. 石油勘探與開發(fā)，2011（04）：483-489.

[6] 程杰成，王德民，李群，楊振宇. 大慶油田三元復(fù)合驅(qū)礦場試驗動態(tài)特征[J]. 石油學(xué)報，2002（06）：37-40.

[7] 趙長久，趙群. 弱堿三元復(fù)合驅(qū)與強(qiáng)堿三元復(fù)合驅(qū)的對比[J]. 新疆石油地質(zhì)，2006（06）：728-730.

[8] 唐鋼. 三元復(fù)合驅(qū)驅(qū)油效率影響因素研究[D]. 成都：西南石油學(xué)院，2005.

[9] 葉清. 三元復(fù)合驅(qū)采出水特性分析及其處理方法研究[D]. 上海交通大學(xué)，2008.