低滲透油田表面活性劑降壓增注技術(shù)及應(yīng)用淺析

苑培培 魏靜 張貞貞

摘 要：由于低滲透油田在結(jié)構(gòu)上的獨(dú)特屬性，使得其中部分作業(yè)較為艱難。有鑒于此，本文結(jié)合相關(guān)實(shí)例，探討了表面活性劑降壓增注技術(shù)及應(yīng)用情況，分析應(yīng)用這種技術(shù)提高低滲透油田開(kāi)發(fā)質(zhì)量的方法。

關(guān)鍵詞：低滲透油田;表面活性劑;降壓增注技術(shù)

1 主要降壓增注技術(shù)

1.1 酸化技術(shù)

對(duì)低滲透油田進(jìn)行一定的酸化來(lái)強(qiáng)化采油效率，對(duì)油氣資源增產(chǎn)意義重大。酸化的主要原理為：利用酸性物質(zhì)對(duì)油井巖石、裂縫內(nèi)塞物腐蝕和溶解，進(jìn)而不斷提高油井地層的通透性。酸能夠有效解決油井進(jìn)井地帶污染狀況，并對(duì)多次增注減壓的油井發(fā)揮重要作用。在采用酸化技術(shù)時(shí)，由于酸比較特殊，因此對(duì)酸液性質(zhì)的要求也比較高。通常要在酸液成分中加入一定緩蝕劑，改善酸性能，避免其對(duì)位置產(chǎn)生不利影響。但酸化技術(shù)作用距離有限，只能作用于進(jìn)井地帶，而且有效期短、成功率低，溶液產(chǎn)生酸渣沉淀，使進(jìn)井地帶受到二次傷害。

1.2 表面活性劑

表面活性劑能夠在溶液表面形成親水，并且能夠進(jìn)行定向排列，進(jìn)而明顯降低油水界面張力和乳化作用，實(shí)現(xiàn)低滲透油藏降壓增注。此種活性劑分子結(jié)構(gòu)比較特殊，主要表現(xiàn)為兩種反應(yīng)，其分子結(jié)構(gòu)一端為親水基團(tuán)（極性基團(tuán)），例如：氨基鹽、酰胺基等物質(zhì)。表面活性劑分子結(jié)構(gòu)另外一端為（非極性烴鏈），往往是具備大于八個(gè)碳原子的烴鏈。根據(jù)使用性質(zhì)，可將活性劑分為兩種，離子型表面活性劑和非離子型表面活性劑。兩種類型活性劑均能夠顯著減小油田注水壓力，降壓增注效果明顯。目前，此種技術(shù)油田相關(guān)作業(yè)中具有較好的應(yīng)用效果。

2 表面活性劑降壓增注機(jī)理

當(dāng)表面活性劑進(jìn)入巖心后，因其同時(shí)具有親水性和親油性，在界面上不斷吸附，逐漸降低油水界面張力[1]。由于親水親油基團(tuán)以二聚體形式存在使得其表面活性更強(qiáng)，穩(wěn)定性更好，更適宜于復(fù)雜地層下的驅(qū)油。通過(guò)發(fā)揮表面活性劑的改變巖石潤(rùn)濕性、降低油水界面張力、減小親油油層的毛細(xì)管阻力和增加毛管數(shù)等特性，洗滌增溶地層原油，實(shí)現(xiàn)降壓增注和提高采收率的目的[2]。

3 表面活性劑性能應(yīng)用及評(píng)價(jià)

就目前而言，低滲透油藏石油儲(chǔ)量已經(jīng)成為我國(guó)石油資源的重要組成部分，其地位非常重要。而在油田開(kāi)采過(guò)程中，主要是通過(guò)注水開(kāi)發(fā)的方式。但是，大多數(shù)低滲透油儲(chǔ)普遍都存在孔喉細(xì)小、滲水率低、流動(dòng)阻力大等現(xiàn)象，因而，在這樣的儲(chǔ)油層當(dāng)中，通過(guò)加入一些敏感的礦物質(zhì)，對(duì)于儲(chǔ)油層進(jìn)行保護(hù)，可以顯著提高注水的壓力，提高油田采油的速度。通過(guò)在水中注入表面活性劑的方式，可以顯著提高整個(gè)采油處理的半徑，取得良好的效果[3]。

相對(duì)于不同的低滲透油田，就應(yīng)該選取應(yīng)用不同的表面活性劑進(jìn)行降壓增注，因而，在進(jìn)行開(kāi)采過(guò)程當(dāng)中，要通過(guò)實(shí)驗(yàn)室靜態(tài)評(píng)價(jià)的方式，對(duì)于油井產(chǎn)出的脫氣原油進(jìn)行水相控制。借助張力預(yù)制測(cè)算的方式，對(duì)于表面活性劑注射狀態(tài)下，油水界面的張力以及水液界面的張力進(jìn)行系統(tǒng)性分析。目前，主要采用的表面活性劑型號(hào)有K2d1、k2d2、k2d3等，運(yùn)用這些表面活性劑，油水界面的張力可以達(dá)到2.0到2.5×10-3mN/m。

4 表面活性劑敏感性測(cè)試

4.1 儲(chǔ)層敏感性分析

在進(jìn)行油田開(kāi)采作業(yè)時(shí)，其主要的開(kāi)采方法是借助注水開(kāi)發(fā)進(jìn)行?？墒切枰⒁獾氖牵瑢?duì)相當(dāng)多的低滲透油儲(chǔ)而言，它們通常都會(huì)有孔喉較小、滲水相對(duì)較弱、流動(dòng)阻力大等情況出現(xiàn)。所以，在這樣的儲(chǔ)油層當(dāng)中，必須借助增加部分相對(duì)敏感的礦物質(zhì)，從而促使注水的壓力能夠明顯的實(shí)現(xiàn)提升，進(jìn)而幫助油田采油的速度能夠?qū)崿F(xiàn)較好的增加。

儲(chǔ)層敏感性分析主要是通過(guò)外界流體評(píng)價(jià)的方式，分析這種油水界面張力，對(duì)于儲(chǔ)層系統(tǒng)造成的敏感性危害：①探討引入外界物質(zhì)，對(duì)于流動(dòng)性造成的具體影響，并分析不同種類的表面活性劑運(yùn)用，對(duì)于儲(chǔ)層滲透性造成的具體影響，探究其影響因素;②分析流動(dòng)性改善情況以及油氣層的具體保護(hù)方法，從而為后續(xù)的油氣產(chǎn)能提高提供理論性的依據(jù);③在低滲透油田勘探開(kāi)發(fā)過(guò)程當(dāng)中，要對(duì)外界流體以及不同儲(chǔ)層的巖石接觸參數(shù)變化，進(jìn)行物理性能的分析，從而為后期儲(chǔ)層滲流能力的改變，建立敏感性實(shí)驗(yàn)分析基礎(chǔ);④通過(guò)模型分析方式，探究不同模擬施工對(duì)于低滲透儲(chǔ)層造成的具體影響，并探究表面活性劑應(yīng)用存在的潛在危害;⑤通過(guò)外來(lái)?xiàng)l件的引入，評(píng)價(jià)不同損害類型，對(duì)于具體表面活性劑應(yīng)用造成的影響，將損害程度控制到最低，針對(duì)不同的損害路徑制定出相應(yīng)的調(diào)整對(duì)策[4]。

4.2 鹽度敏感性實(shí)驗(yàn)

借助開(kāi)展層級(jí)的礦化檢測(cè)作業(yè)，能夠進(jìn)行相關(guān)膨化物質(zhì)儲(chǔ)層傷害的分析：第一，通過(guò)水驅(qū)開(kāi)發(fā)的長(zhǎng)期注水，使得地層水礦程度不斷的下降，這就可能導(dǎo)致儲(chǔ)層的黏土礦質(zhì)產(chǎn)生膨脹現(xiàn)象，從而影響儲(chǔ)層的吸水能力。第二，可以利用模擬分析方式，對(duì)于地層水進(jìn)行注入式檢測(cè)，分析礦化度對(duì)于找礦連接的具體影響。第三，在參數(shù)分析實(shí)驗(yàn)的過(guò)程當(dāng)中進(jìn)行水測(cè)滲透，如果水測(cè)滲透率明顯降低，那么就基本上可以判斷為地層水礦化程度加深。例如，使用蒸餾水進(jìn)行配比，礦化度限制采用10000mg/L、6400mg/L、3200mg/L、1000mg/L 作為評(píng)判指標(biāo)，對(duì)于礦化程度進(jìn)行檢測(cè)，成分有氯化鈉、氯化鈣、氯化鎂，按照7：0.6：0.4的濃度配比，將上述成分進(jìn)行稀釋，按照礦化程度由高到低的順序，將不同的水礦化度進(jìn)行排列，直至蒸餾產(chǎn)生相應(yīng)的對(duì)照分析組織。

4.3 速度敏感值的測(cè)算

通常而言，如果在薄層儲(chǔ)油層里沒(méi)有出現(xiàn)節(jié)固的顆粒，在這個(gè)前提下就能夠?qū)ζ∥锍潭乳_(kāi)展相關(guān)的測(cè)算工作，特別要注意的是在一些土層結(jié)合能力相對(duì)比較強(qiáng)、含有高嶺石的土層當(dāng)中，借助這種注入水，可以引發(fā)流動(dòng)的遷移現(xiàn)象，在儲(chǔ)層的細(xì)小喉結(jié)處，進(jìn)行相應(yīng)的滯留和堵塞，從而導(dǎo)致儲(chǔ)層滲透能力的下降。因而在注入表面活性劑的過(guò)程當(dāng)中，還要對(duì)注入水的流速進(jìn)行關(guān)注，對(duì)其開(kāi)展相應(yīng)的敏感值測(cè)算，避免由于滲透率的急劇下降，而導(dǎo)致微粒移動(dòng)，造成流速超量，影響整個(gè)開(kāi)發(fā)的堵塞程度[5]。

4.4 水敏感值測(cè)算

在內(nèi)部注入表面活性劑之后，要測(cè)算誰(shuí)與儲(chǔ)層黏結(jié)物質(zhì)的接觸敏感性程度，從而進(jìn)行礦物質(zhì)膨化系數(shù)的分析，使得儲(chǔ)層滲透率下降的情況下，實(shí)驗(yàn)溫度敏感性可以得到優(yōu)化控制。第一，對(duì)注入的水量進(jìn)行臨界值宿的測(cè)算，保障粘土微粒不發(fā)生黏結(jié)，并且排除相應(yīng)的敏感因素，影響對(duì)于儲(chǔ)水層的黏結(jié)性造成負(fù)面分析。第二，選擇優(yōu)化評(píng)價(jià)方式，根據(jù)儲(chǔ)層敏感性評(píng)價(jià)辦法，按照6400mg/L的相應(yīng)模擬標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)行初始鹽水濃度選擇。第三，根據(jù)直接蒸餾水測(cè)算方式，對(duì)于不同黏結(jié)劑注入之后，平衡滲透率的相應(yīng)分析進(jìn)行壓力測(cè)算，按照現(xiàn)代平流泵的注入速度，進(jìn)行臨界速度的相應(yīng)分析。第四，繪制層級(jí)注入曲線，按照巖心水測(cè)滲透率，進(jìn)行橫縱坐標(biāo)的相應(yīng)曲線繪制。

4.5 合理設(shè)置表面活性劑投入的周期

通過(guò)上述分析之后，要對(duì)注入流程進(jìn)行合理設(shè)置，先將巖心抽空，進(jìn)行飽和地層水的注入，再通過(guò)微孔濾膜滲透方式，分析進(jìn)行壓力注入計(jì)量控制。按照表面活性劑50倍、100倍、150倍的相應(yīng)測(cè)算，進(jìn)行降壓增注劑的注入，并進(jìn)行耐沖刷性的系統(tǒng)分析與評(píng)估。

5 總結(jié)

目前，我國(guó)低滲透油田開(kāi)采措施逐年增多，要重視降壓增注技術(shù)的實(shí)施。研究低滲透油田表面活性劑的應(yīng)用，有利于控制好表面活性劑注入的濃度，以及進(jìn)行更加系統(tǒng)的耐沖刷性能分析。所以要選取正確的降壓增注技術(shù)，為低滲透油田創(chuàng)造有利的條件。

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基金項(xiàng)目：上海合作組織基金項(xiàng)目，項(xiàng)目編號(hào)2019E01002