強(qiáng)堿三元復(fù)合驅(qū)后多種調(diào)驅(qū)劑的驅(qū)油效果對(duì)比

王子健，盧祥國(guó)，張 婧，張寶巖，金玉寶，張?jiān)孪桑稳愣?/p>

(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.中國(guó)石油大慶油田公司 第四采油廠，黑龍江 大慶 166521)

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強(qiáng)堿三元復(fù)合驅(qū)后多種調(diào)驅(qū)劑的驅(qū)油效果對(duì)比

王子健1，盧祥國(guó)1，張 婧1，張寶巖1，金玉寶1，張?jiān)孪?，宋茹娥2

(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.中國(guó)石油大慶油田公司 第四采油廠，黑龍江 大慶 166521)

為了優(yōu)選出強(qiáng)堿三元復(fù)合驅(qū)后增油效果最好的調(diào)驅(qū)劑體系，以大慶杏樹(shù)崗油田儲(chǔ)層為研究對(duì)象，通過(guò)物理模擬驅(qū)油實(shí)驗(yàn)研究了恒速和恒壓條件下的多種調(diào)驅(qū)劑在強(qiáng)堿三元復(fù)合驅(qū)后的驅(qū)油效果。結(jié)果表明，強(qiáng)堿三元復(fù)合驅(qū)后注入高濃度聚合物溶液、無(wú)堿二元復(fù)合體系、弱堿三元復(fù)合體系、“聚合物凝膠+無(wú)堿二元復(fù)合體系”組合以及“聚合物凝膠+弱堿三元復(fù)合體系”組合都可以進(jìn)一步提高采收率，其中“聚合物凝膠+弱堿三元復(fù)合體系”組合液流轉(zhuǎn)向效果較好，含水率下降幅度較大，采收率增幅也較大。

三元復(fù)合驅(qū)；調(diào)驅(qū)劑體系；物理模擬；聚合物凝膠；組合液；液流轉(zhuǎn)向；采收率

王子健,盧祥國(guó),張寶巖,等.強(qiáng)堿三元復(fù)合驅(qū)后多種調(diào)驅(qū)劑的驅(qū)油效果對(duì)比[J].西安石油大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)，2016，31(4):69-75.

WANG Zijian,LU Xiangguo,ZHANG Jing，et al.Comparison of enhancing oil recovery effect of multiple displacement agent systems after alkaline/surfactant/polymer flooding[J].Journal of Xi'an Shiyou University(Natural Science Edition),2016，31(4):69-75.

引　言

大慶油田三元復(fù)合驅(qū)油技術(shù)已經(jīng)進(jìn)入工業(yè)化推廣應(yīng)用階段，已有部分區(qū)塊進(jìn)入甚至完成了后續(xù)水驅(qū)，亟待進(jìn)一步采取提高采收率措施。三元復(fù)合驅(qū)后[1-3]剩余油研究結(jié)果表明，儲(chǔ)層中仍存在大量薄膜狀和簇狀剩余油[4-6]，具有進(jìn)一步提高采收率的潛力。理論分析表明，三元復(fù)合驅(qū)后要進(jìn)一步提高采收率，就必須進(jìn)一步擴(kuò)大波及體積和提高洗油效率，而進(jìn)一步擴(kuò)大波及體積就意味著必須進(jìn)一步提高注入壓力。大慶杏樹(shù)崗油田水井注入壓力統(tǒng)計(jì)資料表明，前期三元復(fù)合體系注入壓力接近儲(chǔ)層巖石破裂壓力，表明后續(xù)進(jìn)一步提高采收率措施預(yù)留壓力上升空間很小。因此，在進(jìn)一步提高采收率措施增油效果評(píng)價(jià)時(shí)，必須考慮實(shí)際可能的壓力升高幅度。否則，就會(huì)出現(xiàn)室內(nèi)通過(guò)大幅度提高注入壓力實(shí)現(xiàn)了擴(kuò)大波及體積的目的，而礦場(chǎng)卻難以達(dá)到壓力升幅要求甚至注入困難的局面。依據(jù)礦場(chǎng)實(shí)際需求，以大慶杏樹(shù)崗油田為研究對(duì)象，在恒速和恒壓條件下開(kāi)展了強(qiáng)堿三元復(fù)合驅(qū)后進(jìn)一步提高采收率增

油效果實(shí)驗(yàn)研究，通過(guò)對(duì)比不同方案，優(yōu)選出對(duì)目標(biāo)區(qū)塊進(jìn)一步提高采收率措施選擇具有重要參考價(jià)值的可行性方案，為礦場(chǎng)決策提供支持。

1　實(shí)驗(yàn)條件

1.1實(shí)驗(yàn)材料

聚合物[7-8]為中國(guó)石油大慶煉化公司生產(chǎn)的部分水解聚丙烯酰胺干粉(用CP表示)，相對(duì)分子質(zhì)量為2 500×104，固含量為90%。表面活性劑包括：①大慶油田東昊公司生產(chǎn)的重烷基苯石油磺酸鹽，有效含量50%，用于強(qiáng)堿三元復(fù)合體系(用Cs1表示)；②中國(guó)石油大慶煉化公司生產(chǎn)的石油磺酸鹽，有效含量38%，用于弱堿三元復(fù)合體系(用Cs2表示)；③大連戴維斯化學(xué)劑有限公司生產(chǎn)的非離子表面活性劑(簡(jiǎn)稱(chēng)“DWS”，用Cs3表示)，有效含量40%，用于無(wú)堿二元復(fù)合體系。強(qiáng)堿為NaOH(用CA表示)，弱堿為Na2CO3(用Ca表示)。上述藥劑取自大慶油田第四采油廠。交聯(lián)劑為有機(jī)鉻，有效含量為2.7%?？蓜?dòng)微球SMG(H)調(diào)剖劑由中國(guó)石油勘探開(kāi)發(fā)研究院采油所提供，有效含量100%。反向調(diào)剖劑正電膠由大慶油田采油四廠提供，有效含量90%，“凝膠+體膨顆?！闭{(diào)剖劑由大慶油田采油工程院提供。

實(shí)驗(yàn)用油由大慶油田第四采油廠脫氣原油與煤油混合而成，45 ℃條件下黏度為10.0 mPa·s。實(shí)驗(yàn)用水為大慶油田第四采油廠采出污水，離子組成見(jiàn)表1。

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

針對(duì)大慶杏樹(shù)崗油田的地質(zhì)及開(kāi)發(fā)特點(diǎn)，選擇和現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)條件滲透率相匹配的巖心，因此實(shí)驗(yàn)巖心由3種滲透率人造均質(zhì)巖心[9-10]組成，單塊巖心外觀幾何尺寸為：高×寬×長(zhǎng)=4.5cm×4.5cm×30cm，滲透率分別為1600×10-3μm2、800×10-3μm2和400×10-3μm2。

1.2實(shí)驗(yàn)裝置

對(duì)于播音主持來(lái)說(shuō)，情感表達(dá)是整個(gè)節(jié)目的基礎(chǔ)。播音主持人良好的情感表達(dá)能力可以有效帶動(dòng)現(xiàn)場(chǎng)節(jié)目氣氛，激發(fā)受眾對(duì)節(jié)目的情感，從而引發(fā)共鳴，實(shí)現(xiàn)節(jié)目收視率的提升。新媒體發(fā)展迅猛，播音主持人與受眾的互動(dòng)更加重要?？墒?，在很多節(jié)目中，情感表達(dá)較差的現(xiàn)象仍屢見(jiàn)不鮮，臨場(chǎng)應(yīng)變能力不足，對(duì)節(jié)目的控制能力較差，在這種情況下，節(jié)目整體效果不佳，在影響節(jié)目收視率的同時(shí)也會(huì)制約媒體行業(yè)的健康發(fā)展。

采用DV-Ⅱ型布氏黏度儀測(cè)試驅(qū)油劑視黏度，分別使用“0”號(hào)轉(zhuǎn)子(0～100 mPa·s)，轉(zhuǎn)速為6 r/min；“1”號(hào)轉(zhuǎn)子(100～200 mPa·s)，轉(zhuǎn)速為30 r/min；“2”號(hào)轉(zhuǎn)子(200～1 000 mPa·s)，轉(zhuǎn)速為30 r/min。采用TX500C旋滴油水界面張力儀測(cè)試驅(qū)油劑與原油間界面張力。

采用驅(qū)油實(shí)驗(yàn)裝置評(píng)價(jià)驅(qū)油劑增油降水效果，裝置主要包括平流泵、壓力傳感器、巖心夾持器、手搖泵和中間容器等部件，除平流泵和手搖泵外，其它部分都置于45 ℃恒溫箱內(nèi)。

3塊不同滲透率的巖心組成三管并聯(lián)的物理模型進(jìn)行驅(qū)替，巖心滲透率高、中、低三層按梯度遞減，比例為4∶2∶1，實(shí)驗(yàn)設(shè)備及流程見(jiàn)圖1。

圖1　實(shí)驗(yàn)設(shè)備及流程示意圖(上面的為活塞容器，下面的紅色線條為非活塞容器)Fig.1　Experimental equipment and process

1.3實(shí)驗(yàn)方案

1.3.1強(qiáng)堿三元復(fù)合驅(qū)基礎(chǔ)方案水驅(qū)至含水98%+強(qiáng)堿三元復(fù)合驅(qū)(0.06PV的聚合物前置段塞(0.18% CP)、0.3PV的三元主段塞(0.3% CS1+1.2%CA+0.2%CP)、0.15PV的三元副段塞(0.2% CS1+1.0%CA+0.17%CP))以及0.2PV的聚合物保護(hù)段塞(0.14%CP))+后續(xù)水驅(qū)至含水98%。后續(xù)實(shí)驗(yàn)都將在上述實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上進(jìn)行，可根據(jù)不同的實(shí)驗(yàn)調(diào)整后續(xù)水驅(qū)的時(shí)間。

1.3.2強(qiáng)堿三元復(fù)合驅(qū)后后續(xù)實(shí)驗(yàn)方案后續(xù)實(shí)驗(yàn)分別完成弱堿三元、無(wú)堿二元、高濃聚合物、Ⅲ型聚表劑、調(diào)剖劑+弱堿三元復(fù)合驅(qū)以及調(diào)剖劑+無(wú)堿二元復(fù)合驅(qū)6種體系的驅(qū)替，各個(gè)段塞尺寸會(huì)有所變化，總尺寸保持0.7PV不變(表2—表7)。

特別要說(shuō)明的是，由于實(shí)驗(yàn)中所用的人造巖心不能精準(zhǔn)控制完全一致，因此每步實(shí)驗(yàn)方案下都會(huì)給出氣測(cè)滲透率具體數(shù)值以作參考。

2　結(jié)果與討論

2.1恒速實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)比

從如上方案中大量的對(duì)比實(shí)驗(yàn)(表2—表7)得出：在3種滲透率的均質(zhì)巖心注入相同類(lèi)型的調(diào)驅(qū)劑，采收率增幅隨著前置段塞尺寸的增大而增大。從每種體系中選出擴(kuò)大波及體積作用效果較好、采收率增幅較大的有：方案2-3、方案3-3、方案4-1、方案5-1、方案6-1以及方案7-1(其中方案4-1和方案5-1只有一種注入方式，沒(méi)有對(duì)比實(shí)驗(yàn))，各個(gè)節(jié)點(diǎn)詳細(xì)增油效果對(duì)比見(jiàn)表8。

表2　弱堿三元復(fù)合驅(qū)實(shí)驗(yàn)方案Tab.2　Experimental schemes of weak alkali/surfactant/polymer oil displacement system

表3　無(wú)堿二元復(fù)合驅(qū)實(shí)驗(yàn)方案Tab.3　Experimental schemes of surfactant/polymer oil displacement system

表4　高濃聚合物驅(qū)實(shí)驗(yàn)方案Tab.4　Experimental scheme of high concentration polymer oil displacement system

表5?、笮途郾韯?qū)實(shí)驗(yàn)方案Tab.5　Experimental scheme of type Ⅲ surfactant oil displacement system

表6　調(diào)剖劑+弱堿三元復(fù)合驅(qū)實(shí)驗(yàn)方案Tab.6　Experimental schemes of "profile control agent + weak alkali/surfactant/polymer" oil displacement system

備注：其中Cr3+凝膠、正電膠、SMG(N)、凝膠-緩膨顆粒的濃度為1%。

表7　調(diào)剖劑+無(wú)堿二元復(fù)合驅(qū)實(shí)驗(yàn)方案Tab.7　Experimental schemes of "profile control agent + surfactant/polymer" oil displacement system

備注：其中Cr3+凝膠、正電膠、SMG(N)、凝膠-緩膨顆粒的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%。

表8　提高采收率恒速實(shí)驗(yàn)結(jié)果Tab.8　Constant speed experimental results of oil recovery

后續(xù)注入的弱堿三元體系、無(wú)堿二元體系以及高濃聚合物體系等等都在基礎(chǔ)方案上進(jìn)行，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中首先采用“恒速方式”進(jìn)行驅(qū)替(每個(gè)方案完成兩組平行實(shí)驗(yàn))，隨后從平行恒速方案中選取增油效果較好的方案進(jìn)行“恒壓方式”實(shí)驗(yàn)(恒壓過(guò)程中注入壓力取前期強(qiáng)堿三元復(fù)合體系注入過(guò)程中最高壓力)，計(jì)算采收率增幅，并與“恒速方式”進(jìn)行對(duì)比。

從表8可以看出，在強(qiáng)堿三元復(fù)合驅(qū)后進(jìn)一步提高采收率方法中，“凝膠-緩膨顆粒+弱堿三元復(fù)合體系”驅(qū)替方式增油效果最好，其次為“聚合物凝膠+無(wú)堿二元體系”和“高濃聚合物溶液+無(wú)堿二元復(fù)合體系”驅(qū)替方式，再其次為無(wú)堿二元體系和弱堿三元復(fù)合體系，“調(diào)剖劑+弱堿三元復(fù)合體系”和“調(diào)剖劑+無(wú)堿二元復(fù)合體系”驅(qū)替方式采收率增幅較小，聚表劑驅(qū)采收率增幅最小。

2.2恒壓實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)比

以下選取高濃度聚合物驅(qū)、無(wú)堿二元復(fù)合驅(qū)和弱堿三元復(fù)合驅(qū)、“聚合物凝膠+無(wú)堿二元復(fù)合體系”和“聚合物凝膠+弱堿三元復(fù)合體系”驅(qū)替方式進(jìn)行恒壓實(shí)驗(yàn)，采收率數(shù)據(jù)見(jiàn)表9。

實(shí)驗(yàn)過(guò)程中注入壓力、含水率、采收率與PV數(shù)關(guān)系對(duì)比見(jiàn)圖2。

從圖2中可以得出：恒速與恒壓實(shí)驗(yàn)相比較，恒速實(shí)驗(yàn)液流轉(zhuǎn)向[11-13]效果較好，含水率降幅和采收率增幅都較大。

表9　恒壓實(shí)驗(yàn)采收率結(jié)果Tab.9　Constant pressure experimental results of oil recovery

圖2　強(qiáng)堿三元復(fù)合驅(qū)后進(jìn)一步提高采收率實(shí)驗(yàn)注入壓力、含水率和采收率與PV數(shù)關(guān)系Fig.2　Relationships between injection pressure，water-cut and recovery factor and injection volume of different oil displacement systems after strong alkaline/surfactant/polymer flooding

與恒速實(shí)驗(yàn)相比較，大部分恒壓實(shí)驗(yàn)采液速度都呈現(xiàn)較大幅度下降，其中高濃度聚合物驅(qū)采液速度較低，持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)，是無(wú)堿二元和弱堿三元驅(qū)的兩倍，“聚合物凝膠+無(wú)堿二元復(fù)合體系”和“聚合物凝膠+弱堿三元復(fù)合體系”驅(qū)替方式采液速度較高，其中“聚合物凝膠+無(wú)堿二元復(fù)合體系”驅(qū)采收率增幅最大。由此可見(jiàn)，當(dāng)采用強(qiáng)堿三元復(fù)合驅(qū)過(guò)程中最高注入壓力作為后續(xù)進(jìn)一步提高采收率方法的注入壓力進(jìn)行恒壓實(shí)驗(yàn)時(shí)，幾種復(fù)合體系都可以進(jìn)一步提高采收率，但驅(qū)替時(shí)間和采液速度各有不同(見(jiàn)圖3)，其中“聚合物凝膠+無(wú)堿二元體系”驅(qū)采液速度較快，采收率增幅較大，效果較好。

圖3　各種方案采液速度與驅(qū)替時(shí)間關(guān)系Fig.3　Relationships between liquid production rate and displacement time

3　結(jié)　論

(1)在恒速實(shí)驗(yàn)條件下，強(qiáng)堿三元復(fù)合驅(qū)后注入高濃度聚合物溶液、無(wú)堿二元復(fù)合體系、弱堿三元復(fù)合體系、“聚合物凝膠+弱堿三元復(fù)合體系”組合和“聚合物凝膠+無(wú)堿二元復(fù)合體系”組合都可以進(jìn)一步提高采收率，其中“凝膠-緩膨顆粒+弱堿三元復(fù)合體系”液流轉(zhuǎn)向效果較好，含水率下降幅度較大，采收率增幅較大。

(2)聚合物凝膠+弱堿三元復(fù)合體系”組合和“聚合物凝膠+無(wú)堿二元復(fù)合體系”組合的增油效果優(yōu)于前幾種單一的體系，這表明聚合物凝膠進(jìn)入了高滲透層，增加了滲流阻力，提高了后續(xù)復(fù)合體系的波及體積和洗油效果，進(jìn)而影響到最終采收率。

(3)在恒壓實(shí)驗(yàn)條件下，高濃聚合物采液速度較低，生產(chǎn)持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)，相應(yīng)操作費(fèi)較高。與其它恒壓驅(qū)油方式相比較，“聚合物凝膠+無(wú)堿二元復(fù)合體系”驅(qū)采收率增幅較大，采液速度較高。但也必須看到，方案的選定除了從采收率增幅、操作費(fèi)用兩方面考慮，還要結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際生產(chǎn)狀況、破裂壓力等方面因素綜合考慮。

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責(zé)任編輯：賀元旦

Comparison of Enhancing Oil Recovery Effects of Multiple Displacement Agent Systems after Alkaline/Surfactant/Polymer Flooding

WANG Zijian1,LU Xiangguo1,ZHANG Jing1,ZHANG Baoyan1,JIN Yubao1,ZHANG Yuexian2,SONG Rue2

(1.Key Laboratory of Education Ministry for Enhanced Oil Recovery，Northeast Petroleum University，Daqing 163318，Heilongjiang,China；2.The Fourth Oil Production Plant，Daqing Oilfield Company of CNPC,Daqing 166521,Heilongjiang,China)

In order to optimize the best oil displacement agent system after alkaline/surfactant/polymer flooding，taking the reservoir conditions of Daqing Xingshugang oilfield as research subject,the enhancing oil recovery effects of multiple oil displacement agent systems after alkaline/surfactant/polymer flooding under constant speed and constant pressure are studied and compared by physical simulation oil displacement experiments．The results show that high concentration polymer system，surfactant/polymer system，weak alkali/surfactant/polymer system，polymer gel + surfactant/polymer system and polymer gel + weak alkali/surfactant/polymer system could all further enhance oil recovery after alkaline/surfactant/polymer flooding，and of these,the polymer gel + weak alkali/surfactant/polymer system has the better liquid flow steering effect,the greater water-cut decreasing and the greater increase of oil recovery factor．

alkaline/surfactant/polymer flooding;oil displacement agent system;physical simulation;polymer gel;combination liquid;liquid flow steering;recovery factor

A

2015-03-01

大慶油田公司重點(diǎn)科技攻關(guān)課題“杏北開(kāi)發(fā)區(qū)一類(lèi)油層三元復(fù)合驅(qū)后提高采收率室內(nèi)研究”(編號(hào)：DQYT-0504003-2014-JS)

王子健(1991-)，男，碩士研究生，主要從事提高采收率技術(shù)研究。E-mail：wangzijian1207@126.com

10.3969/j.issn.1673-064X.2016.04.012

TE357.46

1673-064X(2016)04-0069-07