強(qiáng)堿三元體系與薩中地區(qū)油藏適應(yīng)性研究

劉進(jìn)祥，盧祥國，王榮健，馬立華，張寶巖

(1.東北石油大學(xué) 提高油氣采收率教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，黑龍江 大慶 163318; 2.中海石油天津分公司 渤海石油研究院，天津 塘沽 300542；3.新疆油田公司 工程技術(shù)研究院，新疆 克拉瑪依，834000)

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強(qiáng)堿三元體系與薩中地區(qū)油藏適應(yīng)性研究

劉進(jìn)祥1，盧祥國1，王榮健2，馬立華3，張寶巖1

(1.東北石油大學(xué) 提高油氣采收率教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，黑龍江 大慶 163318; 2.中海石油天津分公司 渤海石油研究院，天津 塘沽 300542；3.新疆油田公司 工程技術(shù)研究院，新疆 克拉瑪依，834000)

為保證強(qiáng)堿三元復(fù)合驅(qū)在大慶油田薩中地區(qū)順利實(shí)施，開展了強(qiáng)堿三元復(fù)合體系中聚合物分子線團(tuán)尺寸及其影響因素、巖心滲透率極限及其影響因素和驅(qū)油劑分子線團(tuán)尺寸與巖石孔喉半徑匹配關(guān)系實(shí)驗(yàn)研究。結(jié)果表明，隨聚合物相對分子質(zhì)量增加，聚合物分子線團(tuán)尺寸Dh增大；隨聚合物濃度升高，聚合物溶液中Dh呈“增大—減小—增大”趨勢；隨剪切強(qiáng)度增大，聚合物溶液中Dh先降低后升高。驅(qū)油劑巖心滲透率極限隨聚合物相對分子質(zhì)量和濃度增大而增大，隨剪切強(qiáng)度的增大而減小。油藏巖石與驅(qū)油劑聚合物的適應(yīng)性受巖石滲透率、聚合物濃度、相對分子質(zhì)量以及剪切強(qiáng)度等因素影響，強(qiáng)堿三元復(fù)合體系“孔喉半徑中值/Dh”范圍通常在11～21。

三元復(fù)合驅(qū)體系；油藏適應(yīng)性；分子線團(tuán)尺寸；聚合物相對分子質(zhì)量；剪切強(qiáng)度；孔喉尺寸

劉進(jìn)祥，盧祥國，王榮健，等.強(qiáng)堿三元體系與薩中地區(qū)油藏適應(yīng)性研究[J].西安石油大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版)，2016，31(4):57-63.

LIU Jinxiang,LU Xiangguo,WANG Rongjian,et al.Study on adaptability of ASP flooding system to reservoir in Sazhong area [J].Journal of Xi'an Shiyou University (Natural Science Edition),2016,31(4):57-63.

引　言

近年來，大慶油田為進(jìn)一步提高采收率開展了大范圍的三元復(fù)合驅(qū)，且取得了良好的效果，三元復(fù)合驅(qū)先導(dǎo)性試驗(yàn)和工業(yè)化試驗(yàn)提高采收率幅度達(dá)到18.6%～26.5%[1-3]。但油藏儲層具有層系多、厚度大和滲透率變化范圍廣等特征，這給三元復(fù)合驅(qū)聚合物分子質(zhì)量選擇帶來了困難。目前，大慶油田薩中地區(qū)許多一類油藏區(qū)塊開展了聚驅(qū)和三元復(fù)合驅(qū)，一些二類和三類油層也已逐漸成為化學(xué)驅(qū)油技術(shù)研究和礦場應(yīng)用的重點(diǎn)[4-6]，這客觀上要求解決儲層與驅(qū)油劑的適應(yīng)性問題。本文從聚合物分子線團(tuán)尺寸影響因素及其與儲層巖石孔隙尺寸適應(yīng)性方面進(jìn)行研究，建立三元復(fù)合驅(qū)與薩中地區(qū)一、二、三類儲層的適應(yīng)性評價方法，為該類型儲層三元復(fù)合驅(qū)聚合物相對分子質(zhì)量選擇提供依據(jù)。

1　實(shí)驗(yàn)材料及方法

1.1實(shí)驗(yàn)材料

聚合物為大慶煉化公司生產(chǎn)的部分水解聚丙烯酰胺干粉(HPAM)，相對分子質(zhì)量分別為400×104、800×104、1 200×104、1 900×104和2 500×104，有效含量分別為88.0%、88.0%、90.3%、90.0%和90.91%。表面活性劑為大慶東昊公司生產(chǎn)的重烷基苯磺酸鹽(有效含量為50%)。堿為NaOH，有效含量為99.8%。

實(shí)驗(yàn)巖心為人造柱狀巖心[7-8]，其幾何尺寸Φ×L=2.5cm×10cm，氣測滲透率為(20～5 000)10-3μm2。

實(shí)驗(yàn)用水包括大慶采油一廠注入污水和注入清水。溶劑水離子組成見表1。

表1　水質(zhì)分析Tab.1　Water quality analysis

1.2實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1聚合物分子線團(tuán)尺寸測試采用美國布魯克海文BI-200SM型廣角動/靜態(tài)光散射儀系統(tǒng)(Brookhaven Instruments Cop，USA)測試，實(shí)驗(yàn)溫度為45 ℃。

1.2.2滲流特性測試驅(qū)油劑的巖心適應(yīng)性是指聚合物分子線團(tuán)尺寸與巖心孔隙尺寸間的匹配關(guān)系。通常把某種驅(qū)油劑通過巖心不發(fā)生堵塞的最低滲透率稱之為滲透率極限。滲透率極限可以通過巖心流動實(shí)驗(yàn)來確定，通過注入壓力變化趨勢來判定聚合物溶液通過巖心時是否發(fā)生堵塞。

儀器設(shè)備主要有平流泵、壓力傳感器、巖心夾持器、手搖泵和中間容器等。除平流泵和手搖泵外，其他部分置于溫度為45 ℃的恒溫箱內(nèi)。實(shí)驗(yàn)流程見圖1。

實(shí)驗(yàn)步驟包括：①巖心抽空飽和地層水，注模擬水，記錄壓力Δp1；②注驅(qū)油劑4～5pV，記錄壓力Δp2；③注后續(xù)水4～5pV，記錄壓力Δp3。

上述實(shí)驗(yàn)過程注入速度為0.3 mL/min，壓力記錄間隔為30 min。

1.2.3巖心毛管壓力曲線測試采用TRQ/Y2002型氦孔隙度儀滲透率測定裝置， 檢測巖心毛管壓力曲線、孔喉分布峰位、孔喉分布頻率和滲透率貢獻(xiàn)率等參數(shù)變化。

圖1　實(shí)驗(yàn)設(shè)備與流程Fig.1　Experimental equipment and process

2　實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析

2.1聚合物分子線團(tuán)尺寸影響因素

2.1.1聚合物相對分子質(zhì)量的影響采用注入清水配制聚合物濃度CP=1 000 mg/L的母液，加入質(zhì)量濃度CS=3 000 mg/L的重烷基苯磺酸鹽表面活性劑和濃度Ca=12 000 mg/L的堿NaOH，然后用注入污水稀釋至CP= 100 mg/L、CS=300 mg/L和Ca=1 200 mg/L的目的液。聚合物分子線團(tuán)尺寸Dh測試結(jié)果見表2。

表2　聚合物相對分子質(zhì)量對Dh影響結(jié)果Tab.2　Effect of polymer relative molecular mass on polymer molecular group size Dh

從表2可以看出，隨聚合物相對分子質(zhì)量增大，其調(diào)驅(qū)劑分子線團(tuán)尺寸Dh逐漸增大。與聚合物溶液相比較，在“堿/表面活性劑/聚合物”三元復(fù)合體系中，聚合物分子線團(tuán)尺寸有所減小，這主要是因?yàn)楫?dāng)堿和表面活性劑加入后，溶液的礦化度明顯增加，溶劑水中大量陽離子進(jìn)入聚合物分子雙電層，分子鏈上羧基所帶負(fù)電荷幾乎全被中和掉，基團(tuán)電荷被屏蔽，分子鏈間的靜電斥力大大減弱，聚合物分子鏈卷曲程度增加，分子線團(tuán)尺寸Dh變小[9-10]；另外，無機(jī)陽離子使水化聚合物大分子發(fā)生去水化，分子鏈水化層變薄，特別是水化層(由電縮水化層及協(xié)同水化層構(gòu)成)中占比重很大的協(xié)同水化層完全被破壞[10]，相鄰水化層間距減小，水化膜黏彈性減小，導(dǎo)致分子線團(tuán)蜷縮的位阻基本消失[11]，分子線團(tuán)蜷縮，Dh變小。

2.1.2聚合物濃度的影響采用注入清水配制聚合物濃度CP=1 000mg/L的聚合物母液，加入質(zhì)量濃度CS=3 000mg/L的表面活性劑重烷基苯磺酸鹽和濃度Ca=12 000mg/L的堿NaOH，然后用注入污水分別稀釋為CP=50mg/L、100mg/L、150mg/L和300mg/L，相應(yīng)的CS=150mg/L、300mg/L、450mg/L和900mg/L，Ca=600mg/L、1 200mg/L、1 800mg/L和3 600mg/L的目的液。聚合物分子線團(tuán)尺寸Dh測試結(jié)果見圖2。

圖2　Dh與聚合物質(zhì)量濃度的關(guān)系Fig.2　Relationship between Dh and mass concentration of polymer

由圖2可知，隨聚合物濃度增加，聚合物分子線團(tuán)尺寸Dh呈現(xiàn)先增大后減小、再增大的變化趨勢。在聚合物濃度較低時，隨著聚合物濃度增加，單位體積內(nèi)分子線團(tuán)數(shù)量增大，羧基所帶負(fù)電荷增多，溶劑水中的陽離子對其屏蔽效應(yīng)相對減弱，各個支鏈間的靜電斥力得以增強(qiáng)，聚合物分子鏈?zhǔn)嬲钩潭仍黾樱酆衔锓肿泳€團(tuán)尺寸Dh增大[9]；聚合物濃度增加到100 mg/L后，溶液中的自由溶劑水分子減少，聚合物分子鏈表面的水化層厚度開始大幅減小，線團(tuán)緊縮，導(dǎo)致聚合物分子線團(tuán)尺寸Dh減小；當(dāng)聚合物濃度繼續(xù)增加，聚合物分子間發(fā)生纏繞作用，從而導(dǎo)致聚合物分子線團(tuán)尺寸Dh增加。溶液中表面活性劑陰離子會附著在聚合物分子表面，從而使聚合物的分子線團(tuán)尺寸略有增加，而表面活性劑和堿中的陽離子會壓縮聚合物溶液的擴(kuò)散雙電層從而使聚合物的分子線團(tuán)尺寸減小，但陽離子濃度增加較小，因此對聚合物溶液的分子線團(tuán)尺寸影響較小。

2.1.3剪切作用的影響采用注入清水配制CP=1 000 mg/L的聚合物母液，加入3 000 mg/L重烷基苯石油磺酸鹽和12 000 mg/L強(qiáng)堿NaOH，用warning攪拌器進(jìn)行剪切，使之黏度損失分別為0%、15%、30%和45%，然后用注入污水稀釋至CP=100 mg/L、CS=300 mg/L和Ca=1 200 mg/L的目的液。三元復(fù)合體系中聚合物分子線團(tuán)尺寸Dh測試結(jié)果見圖3。

圖3　Dh與剪切強(qiáng)度的關(guān)系Fig.3　Relationship between Dh of polymer and shear strength

由圖3可知，在“堿/表面活性劑/聚合物”強(qiáng)堿三元復(fù)合體系中，剪切作用對聚合物分子線團(tuán)尺寸Dh存在影響。隨剪切強(qiáng)度增加，聚合物分子線團(tuán)尺寸Dh呈現(xiàn)出先升高后降低的趨勢。這是由于當(dāng)聚合物溶液處于靜止?fàn)顟B(tài)時，其中的大分子是以無規(guī)則線團(tuán)分散在水中的[12]，在對溶液施以一個近似于0的極小的剪切力時，只要剪切速率未影響總的分子構(gòu)象，無規(guī)則線團(tuán)結(jié)構(gòu)將保持不被擾動。隨剪切速率增加，無規(guī)則線團(tuán)被剪切力場的作用所破壞，由球形變成橢圓形，分子線團(tuán)變長變細(xì)，熵下降，同時分子線團(tuán)在溶液中順流動方向定向[13]。剪切形變使分子流體力學(xué)等效球(分子線團(tuán)尺寸)體積增加，從而表面積增加，導(dǎo)致內(nèi)摩擦力增加，黏度相應(yīng)上升[14]。但分子線團(tuán)定向而導(dǎo)致流動阻力減小，克服了分子表面增大而造成的阻力增加，所以總的趨勢仍是剪切變稀[14]。但當(dāng)剪切強(qiáng)度繼續(xù)增加時，聚合物分子鏈發(fā)生斷裂，分子線團(tuán)尺寸減小。

2.2孔喉半徑對巖心滲透率的影響

巖心壓汞測試結(jié)果見表3，平均喉道半徑與巖心滲透率關(guān)系見圖4。

表3　巖心壓汞測試數(shù)據(jù)Tab.3　Core pressure mercury test data

圖4　巖心滲透率與孔喉半徑中值的關(guān)系Fig.4　Relationship between permeability and pore-throat radius median of cores

從表3可以看出，巖心分選系數(shù)較好，孔喉較均勻，連通性較好。隨巖心滲透率增大，孔隙度增大，排驅(qū)壓力和飽和度中值壓力下降，退汞效率降低，平均喉道半徑增加。低滲透與高滲透巖心孔隙結(jié)構(gòu)差異主要為孔喉半徑的差異。

從圖4可以看出，隨著巖心滲透率的增加，巖心的喉道半徑逐漸增加。通過擬合可得巖心滲透率(Y)與喉道半徑(X)的關(guān)系式為：

(1)

2.3強(qiáng)堿三元復(fù)合體系巖心滲透率極限及其影響因素

巖心滲透率極限實(shí)驗(yàn)，在一定滲透率巖心上進(jìn)行不同條件調(diào)驅(qū)劑的巖心驅(qū)替實(shí)驗(yàn)。滲透率極限是調(diào)驅(qū)劑不發(fā)生堵塞的最小滲透率。

2.3.1聚合物相對分子質(zhì)量及濃度的影響配制不同相對分子質(zhì)量的聚合物Cp=800mg/L、1 200mg/L、1 600mg/L、2 000mg/L和2 400mg/L，Cs=3 000mg/L，Ca=12 000mg/L的強(qiáng)堿三元復(fù)合體系，用warning攪拌器剪切，剪切時間為12s，然后將其注入滲透率從高到低的巖心中。滲透率極限實(shí)驗(yàn)結(jié)果見圖5和圖6。

圖5　聚合物濃度與巖心滲透率極限的關(guān)系Fig.5　Relationship between polymer mass concentration and core permeability limit

圖6　聚合物相對分子質(zhì)量與巖心滲透率極限的關(guān)系Fig.6　Relationship between polymer relative molecular mass and permeability limit

從圖5和圖6可以看出，隨聚合物分子質(zhì)量的增加，滲透率極限增大，這主要是因?yàn)殡S著聚合物相對分子質(zhì)量的增加，聚合物的分子鏈長度增加，相應(yīng)的聚合物分子線團(tuán)尺寸(水動力學(xué)直徑)增大，從而使聚合物溶液能夠通過的巖心滲透率增大。隨聚合物濃度增加，強(qiáng)堿三元復(fù)合體系的滲透率極限逐漸增大，這主要是因?yàn)殡S著聚合物濃度的增加，聚合物分子相互纏繞的程度愈大，導(dǎo)致聚合物分子線團(tuán)尺寸(水力學(xué)直徑)愈大，能通過的巖心孔喉直徑愈大，巖心滲透率極限愈大。

將圖5和圖6中曲線進(jìn)行擬合，可以得到滲透率極限相關(guān)方程。

在ASP強(qiáng)堿三元復(fù)合體系中，設(shè)聚合物相對分子質(zhì)量為X(104)，與之相匹配的巖心滲透率極限為Y(10-3μm2)，則不同聚合物濃度下Y和X間滿足方程式：

(1)CP=800mg/L下：Y=1.05×10-8X3-5.59×10-5X2+0.12X-3.76；

(2)

(2)CP=1 200mg/L下：Y=8.52×10-9X3-4.63×10-5X2+0.11X+16.89；

(3)

(3)CP=1 600mg/L下：Y=7.24×10-9X3-4.51×10-5X2+0.12X+26.51；

(4)

(4)CP=2 000mg/L下：Y=5.27×10-9X3-3.55×10-5X2+0.12X+47.16；

(5)

(5)CP=2 400mg/L下：Y=7.48×10-9X3-4.69×10-5X2+0.15X+58.23。

(6)

在ASP強(qiáng)堿三元復(fù)合體系中，設(shè)聚合物濃度為X(mg/L)，與之相匹配的巖心滲透率極限為Y(10-3μm2)，則不同聚合物相對分子質(zhì)量下Y和X間滿足方程式：

(7)

(8)

(9)

(10)

(11)

對于一定相對分子質(zhì)量一定聚合物濃度的強(qiáng)堿三元復(fù)合體系來說，就可以通過式(2)至式(11)得到相應(yīng)的滲透率極限。

2.3.2剪切作用的影響用不同相對分子質(zhì)量的聚合物配制Cp=1 200mg/L、Cs=3 000mg/L、Ca=12 000mg/L強(qiáng)堿三元復(fù)合體系，用warning攪拌器進(jìn)行剪切，剪切時間分別為4s(黏度損失15%)、8s(黏度損失30%)和12s(黏度損失45%)，然后將其注入滲透率從高到低的巖心中。滲透率極限實(shí)驗(yàn)結(jié)果見圖7和圖8。

圖7　剪切強(qiáng)度與巖心滲透率極限的關(guān)系Fig.7　Relationship between shear strength and core permeability

圖8　聚合物相對分子質(zhì)量與巖心滲透率極限的關(guān)系Fig.8　Relationship between polymer relative molecular mass and core permeability limit

從圖7和圖8可以看出，隨剪切強(qiáng)度增大，滲透率極限減小。當(dāng)剪切強(qiáng)度較小時，聚合物分子聚集體形態(tài)由原來的無規(guī)則線團(tuán)結(jié)構(gòu)逐漸呈現(xiàn)伸展構(gòu)象[14]，從而更加容易通過巖石孔隙喉道；當(dāng)剪切強(qiáng)度較大時，部分聚合物分子會被剪斷，相對分子質(zhì)量下降[10]，從而更容易通過巖心孔隙喉道，進(jìn)入更小的孔喉。

將圖7和圖8中曲線進(jìn)行擬合，可以得到滲透率極限相關(guān)方程。

在ASP強(qiáng)堿三元復(fù)合體系中，設(shè)聚合物相對分子質(zhì)量為X(104)，與之相匹配的巖心滲透率極限為Y(10-3μm2)，則不同剪切強(qiáng)度時Y和X間滿足方程式：

(1)黏度損失率15%下：Y=5.31×10-9X3-4.16×10-5X2+0.15X+54.30；

(12)

(2)黏度損失率30%下：Y=2.69×10-9X3-2.69×10-5X2+0.11X+39.28；

(13)

(3)黏度損失率45%下：Y=8.52×10-9X3-4.63×10-5X2+0.11X+16.89。

(14)

在ASP強(qiáng)堿三元復(fù)合體系中，設(shè)黏度損失率為X(%)，與之相匹配的巖心滲透率極限為Y(10-3μm2)，則不同聚合物相對分子質(zhì)量時Y和X間滿足方程式：

(15)

(16)

(17)

(18)

(19)

對于一定相對分子質(zhì)量一定黏度損失率的強(qiáng)堿三元復(fù)合體系來說，可以通過式(12)至式(19)得到相應(yīng)的滲透率極限。

2.4孔隙半徑中值與分子線團(tuán)的關(guān)系

結(jié)合式(1)—式(19)和圖2和圖3可以得到孔喉半徑中值/分子線團(tuán)尺寸(Dh)與剪切強(qiáng)度和相對分子質(zhì)量的關(guān)系，見表4。

表4　孔喉半徑中值/Dh與相對分子質(zhì)量的關(guān)系Tab.4　Relationship between ratio of core pore-throat radius median to polymer Dh and relative molecular mass of polymer

由表4可以看出，隨著聚合物相對分子質(zhì)量的增加，孔喉半徑中值/分子線團(tuán)尺寸(Dh)總體呈增加趨勢，隨著剪切強(qiáng)度的增加，孔喉半徑中值/分子線團(tuán)尺寸(Dh)逐漸下降?？缀戆霃街兄?分子線團(tuán)尺寸(Dh)范圍通常在11～21。

研究表明，油氣儲層為多孔介質(zhì)，內(nèi)部孔隙結(jié)構(gòu)十分復(fù)雜，空間結(jié)構(gòu)極不規(guī)則，具有幾何尺寸狹小和空間分散性極強(qiáng)等特點(diǎn)。孔隙半徑中值決定所適宜的聚合物分子線團(tuán)回旋半徑值[15]。對于普通聚合物溶液來說，油藏孔隙半徑中值與聚合物分子回旋半徑相比較，二者數(shù)值上相差5～10倍，單個聚合物分子在巖石孔隙內(nèi)可以自由移動，不會產(chǎn)生堵塞[6]。而對于強(qiáng)堿三元復(fù)合體系來說，油藏孔隙半徑中值與聚合物分子回旋半徑相差5.5～10.5倍，這與普通聚合物溶液的油藏孔隙半徑中值與聚合物分子回旋半徑比值非常接近。

2.5薩中地區(qū)強(qiáng)堿三元驅(qū)油藏適應(yīng)性條件

在化學(xué)驅(qū)過程中，從增加驅(qū)油劑在高滲透層內(nèi)滯留水平和提高液流轉(zhuǎn)向能力角度來看，驅(qū)油劑中聚合物相對分子質(zhì)量應(yīng)當(dāng)高些，但從擴(kuò)大波及體積(聚合物分子線團(tuán)更多進(jìn)入中低滲透層)角度來考慮，聚合物相對分子質(zhì)量應(yīng)當(dāng)?shù)托?。為兼顧兩方面效果，通常把聚合物通過80%油層厚度作為相對分子質(zhì)量選擇標(biāo)準(zhǔn)。

通過統(tǒng)計得出：薩中地區(qū)一類、二類和三類油層各小層厚度百分?jǐn)?shù)累計達(dá)到80%時對應(yīng)滲透率分別為47010-3μm2、18810-3μm2和6110-3μm2。因此，與薩中地區(qū)一類油藏相適應(yīng)的聚合物濃度為2 400mg/L相對分子質(zhì)量為1 900104、2 500104的強(qiáng)堿三元復(fù)合體系；與二類油藏相適應(yīng)的聚合物濃度為2 400mg/L相對應(yīng)分子質(zhì)量分別為800104、1 200104，或聚合物濃度為2 000mg/L相對應(yīng)分子質(zhì)量分別為1 200104、1 900104，或聚合物濃度1 600mg/L相對應(yīng)分子質(zhì)量分別為1 900104、2 500104，或聚合物濃度1 200mg/L相對分子質(zhì)量為2 500104的強(qiáng)堿三元復(fù)合體系；與三類油藏相適應(yīng)的聚合物濃度為1 200mg/L相對分子質(zhì)量為400104，或聚合物濃度為1 000mg/L、800mg/L相對分子質(zhì)量為400104、800104的強(qiáng)堿三元復(fù)合體系。當(dāng)剪切強(qiáng)度增加時，可以適當(dāng)增加體系的濃度和相對分子質(zhì)量。只有選擇合適的聚合物濃度和相對分子質(zhì)量，才能使調(diào)驅(qū)劑注入到地層深部，且起到良好的擴(kuò)大波及體積和提高洗油效率的目的。

3　結(jié)　論

(1)隨聚合物相對分子質(zhì)量增加，強(qiáng)堿三元復(fù)合體系中Dh逐漸增大。隨聚合物濃度增大，強(qiáng)堿三元復(fù)合體系中Dh呈現(xiàn)出先增大后減小再增大的趨勢。隨剪切強(qiáng)度增加，強(qiáng)堿三元復(fù)合體系中Dh先升高后降低。

(2)強(qiáng)堿三元復(fù)合體系巖心滲透率極限隨聚合物相對分子質(zhì)量和濃度增大而增大，隨剪切強(qiáng)度的增大而減小。

(3)與薩中地區(qū)一類油藏相適應(yīng)的聚合物濃度為2 400mg/L相對分子質(zhì)量分別為1 900104、2 500104的強(qiáng)堿三元復(fù)合體系；與二類油藏相適應(yīng)的聚合物濃度為2 400mg/L相對分子質(zhì)量分別為800104、1 200104，或聚合物濃度為2 000mg/L相對分子質(zhì)量分別為1 200104、1 900104，或聚合物濃度1 600mg/L相對分子質(zhì)量分別為1 900104、2 500104，或聚合物濃度1 200mg/L相對分子質(zhì)量為2 500104的強(qiáng)堿三元復(fù)合體系；與三類油藏相適應(yīng)的聚合物濃度為1 200mg/L相對分子質(zhì)量為400104，或聚合物濃度為1 000mg/L、800mg/L相對分子質(zhì)量為分別400104、800104的強(qiáng)堿三元復(fù)合體系。

(4)油藏巖石與強(qiáng)堿三元復(fù)合體系的適應(yīng)性受巖石滲透率、聚合物濃度、相對分子質(zhì)量和剪切強(qiáng)度等因素的影響，孔喉半徑中值/Dh范圍通常在11～21。

[1]李士奎，朱焱，趙永勝，等.大慶油田三元復(fù)合驅(qū)試驗(yàn)效果評價研究[J].石油學(xué)報,2005,26(3):56-59.

[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,2014,35(2):310-319.

CHENG Jiecheng,WU Junzheng,HU Junqing.Key theories and technologies for enhanced oil recovery of alkaline/surfactant/polymer flooding[J].Acta Petrolei Sinica,2014,35(2):310-319.

[3]王家祿，沈平平，陳永忠，等.三元復(fù)合驅(qū)提高原油采收率的三維物理模擬研究[J].石油學(xué)報,2005,26(5):61-67.

[4]張曉芹，關(guān)恒，王洪濤.大慶油田三類油層聚合物驅(qū)開發(fā)實(shí)踐[J].石油勘探與開發(fā),2006,33(3):374-377.

[5]王德民，程杰成，吳軍政，等.聚合物驅(qū)油技術(shù)在大慶油田的應(yīng)用[J].石油學(xué)報,2005,26(1):74-79.

[6]朱友益，侯慶鋒，簡國慶，等.化學(xué)復(fù)合驅(qū)技術(shù)研究與應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J].石油勘探與開發(fā),2013,40(1):90-96.

ZHU Youyi,HOU Qingfeng,JIAN Guoqing,et al.Current development and application of chemical combination flooding technique[J].Petroleum Exploration and Development,2013,40(1):90-96.

[7]盧祥國，高振環(huán)，閆文華.人造巖心滲透率影響因素試驗(yàn)研究[J].大慶石油地質(zhì)與開發(fā),1994,13(4):53-55.

LU Xiangguo,GAO Zhenhuan,YAN Wenhua.Experimental study on the artificial core permeability influence factors[J].Petroleum Geology & Oilfield Development in Daqing,1994,13 (4):53-55.

[8]盧祥國，宋合龍，王景盛，等.石英砂環(huán)氧樹脂膠結(jié)非均質(zhì)模型制作方法：中國，ZL200510063665.8[P].2005-09-07.

[9]劉進(jìn)祥，盧祥國，李國橋，等.特高礦化度Cr3+交聯(lián)聚合物溶液滲流特性及其機(jī)制[J].中國石油大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版),2013,37(6):145-152.

LIU Jinxiang,LU Xiangguo,LI Guoqiao,et al.Seepage characteristics and mechanism of Cr3+cross-linked polymer solution in ultra-high salinity media[J].Journal of China University of Petroleum(Natural Science Edition),2013,37(6):145-152.

[10] 盧祥國，王曉燕，李強(qiáng)，等.高溫高礦化度條件下驅(qū)油劑中聚合物分子結(jié)構(gòu)形態(tài)及其在中低滲油層中的滲流特性[J].化學(xué)學(xué)報,2010,68(12):1229-1234.

LU Xiangguo,WANG Xiaoyan,LI Qiang,et al.The polymer molecular configuration in the oil displacement agent with high temperature and salinity and its seepage property in the medium-low permeability layer[J].Acta Chimicasinica,2010,68(12):1229-1234.

[11] LU Xiangguo,WANG Xiaoyan,JIANG Weidong.Experimental study on the molecular dimention and configuration of polymer and its flow characteristics from electrolyte effect[J].Chinese Journal of Chemistry,2009,27(4):839-845.

[12] 曲彩霞，李美蓉，曹緒龍，等.原子力顯微鏡與動態(tài)光散射研究疏水締合聚丙烯酰胺微觀結(jié)構(gòu)[J].高分子通報，2013(6)：57-63.

QU Caixia,LI Meirong,CAO Xulong,et al.Study on microstructure of hydrophobic associating polyacrylamide by atomic force microscopy and dynamic light scattering[J].Chinese Polymer Bulletin,2013(6):57-63.

[13] 劉進(jìn)祥，盧祥國，劉敬發(fā)，等.交聯(lián)聚合物溶液在巖心內(nèi)成膠效果及機(jī)理[J].石油勘探與開發(fā)，2013，40(4)：474-480.

LIU Jinxiang,LU Xiangguo,LIU Jingfa,et al.Mechanism and gelling effects of linked polymer solution in the core[J].Petroleum Exploration and Development,2013,40(4):474-480.

[14] 韓顯卿.提高采收率原理[M].北京：石油工業(yè)出版社，1990:41.

[15] 劉進(jìn)祥，盧祥國，周彥霞，等.巖石孔隙對兩性離子聚合物凝膠成膠效果影響[J].中國石油大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版),2014,38(2):171-179.

LIU Jinxiang,LU Xiangguo,ZHOU Yanxia,et al.The influence of rock pore on the gel-forming of amphion polymer Gel[J].Journal of China University of Petroleum(Natural Science Edition),2014,38(2):171-179.

[16] 郭文敏，劉同敬，秦積舜，等.大慶油田聚合物驅(qū)后周期分質(zhì)注聚合物技術(shù)[J].石油學(xué)報，2010，31(3):450-451.

GUO Wenmin,LIU Tongjing,QIN Jishun,et al.Cyclic injection technology of different polymer after polymer flooding in Daqing Oilfield[J].Acta Petrolei Sinica,2010,31(3):450-451.

責(zé)任編輯：賀元旦

Study on Adaptability of ASP Flooding System to Reservoir in Sazhong Area

LIU Jinxiang1,LU Xiangguo1,WANG Rongjian2,MA Lihua3,ZHANG Baoyan1

(1.Key Laboratory of EOM for Enhanced Oil Recovery,Northeast Petroleum University,Daqing 163318,Heilongjiang,China;2.Bohai Oil Research Institute,Tianjin Branch of China Offshore Oil (China) Co.,Ltd.,Tianjin 300542,China;3.Research Institute of Engineering Technology,Xinjiang Oilfield Company,Kelamayi 834000,Xinjiang,China)

In order to ensure strong base ASP flooding successfully implemented in Sazhong area of Daqing Oilfield,the matching relations between rock pore throat radius and polymer molecular group size and its influencing factors,core permeability limit and its influencing factors,oil displacement agent molecular group size were studied by experiments.The results show that,with the polymer relative molecular mass increasing,the molecular group size of polymer in the ASP solution increases;with the concentration of polymer solution increasing,the molecular group size of polymer presents the trend of increasing-decreasing-increasing;with the shear strength increasing,the molecular group size of polymer decreases firstly and then increases.The core permeability limit of oil displacement agent increases with the polymer relative molecular mass and the polymer solution concentration increasing,and it decreases with shear strength increasing.The adaptability of ASP flooding system to reservoir rock is controlled by rock permeability,polymer solution concentration,polymer relative molecular mass and shear strength.The ratio of median value of pore-throat radius to polymer molecular group size is generally between 11 and 21 for strong base ASP flooding.

ASP flooding system;reservoir adaptability;molecular group size;relative molecular mass of polymer;shear strength;pore-throat size

A

2016-03-20

國家自然科學(xué)基金“抗鹽型聚合物油藏適應(yīng)性及其改進(jìn)方法基礎(chǔ)研究”(編號：51574086)；黑龍江省自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目“抗鹽型聚合物締合程度及其油藏適應(yīng)性研究”(編號：ZD201312)

劉進(jìn)祥(1980-)，男，講師，主要從事油田化學(xué)和提高油氣采收率研究。E-mail: liujx_118@163.com

10.3969/j.issn.1673-064X.2016.04.010

TE357.46

1673-064X(2016)04-0057-07