引言
紅崗油田薩爾圖油層在經(jīng)歷了一次采油和二次采油后已進(jìn)入高含水開(kāi)發(fā)階段,通過(guò)油藏工程評(píng)價(jià)及油藏地質(zhì)研究認(rèn)為:紅崗油田目前的注采井網(wǎng)和注水方式已基本上滿足了油田開(kāi)發(fā)的需要,應(yīng)用常規(guī)技術(shù)提高采收率的難度越來(lái)越大,所以有必要探索適合紅崗油田實(shí)際情況的三次采油方法｡利用表面活性劑､聚合物､堿三元復(fù)合驅(qū)油體系驅(qū)油既可以與原油產(chǎn)生超低界面張力又具有較高粘度,既能提高驅(qū)油效率又能提高波及體積,所以是一種很有前途的三次采油方法｡尤其在油田勘探方面沒(méi)有大的突破之前,根據(jù)紅崗油田薩爾圖油層特征,篩選出適合紅崗油田薩爾圖油層特征的三元復(fù)合驅(qū)油體系,并進(jìn)行三元復(fù)合驅(qū)先導(dǎo)性試驗(yàn)不僅具有現(xiàn)實(shí)意義,而且具有深遠(yuǎn)意義,它可以為油田穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)､提高最終采收率提供一條新的途徑｡
1 實(shí)驗(yàn)條件及方法
1.1 實(shí)驗(yàn)條件
實(shí)驗(yàn)用水:紅崗油田2號(hào)區(qū)塊注入清水,礦化度為400~500mg/L;
實(shí)驗(yàn)用油:紅崗油田薩爾圖油層脫氣原油,粘度22.5mPa·s;
堿:化學(xué)純?cè)噭?/SPAN>;
表面活性劑:東源化工廠生產(chǎn)的S-96(有效物含量為25%);
界面張力儀:site-04;
密度計(jì):DMA-48;
實(shí)驗(yàn)所用巖心:Ф
1.2 實(shí)驗(yàn)方法
用酸堿滴定法分析堿的含量｡
2 配方優(yōu)選
2.1 堿的種類優(yōu)選
(1)碳酸氫鈉與表面活性劑混合形成的體系與紅崗原油間的界面張力較高,當(dāng)表面活性劑濃度為0.2%時(shí),堿的濃度從0.2%~2.0%的范圍內(nèi)體系的界面張力并無(wú)大的變化;
(2)碳酸鈉或氫氧化鈉與表面活性劑混合形成的體系與原油間的界面張力隨堿濃度的增大而不斷降低｡當(dāng)堿濃度超過(guò)1.2%時(shí)兩相間的界面張力保持不變｡雖然碳酸鈉或氫氧化鈉和活性劑組成的體系與原油間的界面張力低于碳酸氫鈉,但并不理想;
(3)將碳酸氫鈉和氫氧化鈉,或碳酸鈉和氫氧化鈉形成的兩種復(fù)配堿混合后再與表面活性劑復(fù)合形成的體系與原油間的界面張力明顯低于單獨(dú)的某一種堿與原油間的界面張力｡
但現(xiàn)場(chǎng)取樣分析發(fā)現(xiàn),注水開(kāi)發(fā)后薩爾圖油層CO2含量比較高(3%~13%),為避免注入Na2CO3后與Ca2+､Mg2+等生成不溶性沉淀堵塞地層,所以選NaOH作為體系的堿劑｡
2.2 堿濃度的選擇[4]
為選擇與紅崗油田薩爾圖油層脫氣原油產(chǎn)生10-3mN/m超低界面張力的最佳NaOH濃度,測(cè)定了表面活性劑濃度從0.03%到0.3%,NaOH濃度從0.58%到2.0%變化時(shí)的界面活性(圖1)｡圖1表明:NaOH濃度在0.8%~2%變化時(shí)可產(chǎn)生10-3mN/m的超低界面張力;考慮實(shí)際注入時(shí)體系將被水稀釋及NaOH的地下?lián)p耗,將NaOH濃度提高到1.5%,使界面張力始終保持10-3mN/m數(shù)量級(jí)｡
2.3 表面活性劑的選擇
從所采集到的表面活性劑中粗選出三種活性劑,其中兩種是十二烷基苯磺酸鈉,一種是復(fù)配的驅(qū)油劑｡把三種表面活性劑與紅崗油田注入水配成不同濃度的系列溶液,并測(cè)定各個(gè)系列與紅崗原油間的界面張力,結(jié)果發(fā)現(xiàn):S-96表面活性劑與原油間的界面張力明顯低于其它兩種活性劑｡因此確定S-96表面活性劑作為體系所用的表面活性劑｡
圖1表明,表面活性劑濃度在0.02%~0.1%時(shí),油水界面張力均在10-3mN/m數(shù)量級(jí)｡表面活性劑濃度為0.04%時(shí),界面張力最低｡考慮到地層中巖石對(duì)表面活性劑的吸附作用及地層水對(duì)體系的稀釋作用,把表面活性劑濃度提高到0.06%｡
2.4 聚合物的選擇
應(yīng)用復(fù)合驅(qū)油體系驅(qū)油時(shí)假如只利用堿和表面活性劑的洗油作用,雖然界面張力可達(dá)超低程度,但由于體系的粘度很低,在地層中驅(qū)油時(shí)極易造成竄流或嚴(yán)重指進(jìn)｡如果加入一定量的聚合物可提高驅(qū)油體系的粘度,適當(dāng)?shù)乜刂屏鞫?/SPAN>,這樣不但可提高驅(qū)油體系的洗油效率還可提高波及效率,從而大大地提高原油采收率｡
(1)不同分子量的聚合物對(duì)三元復(fù)合體系的粘度貢獻(xiàn)不同,分子量越大,粘度越高,反之亦然｡考慮紅崗油田地層砂巖的平均滲透率只有139×10-3μm2,所用聚合物的分子量不宜過(guò)大,經(jīng)篩選認(rèn)為分子量在800~1000萬(wàn)､水解度在30%左右為宜｡
(2)在確定了聚合物的具體指標(biāo)后,選擇了撫順產(chǎn)聚合物(分子量為885萬(wàn),水解度為30%)并對(duì)其進(jìn)行評(píng)價(jià),同時(shí),測(cè)定了聚合物的靜態(tài)吸附量,濃度與粘度的關(guān)系,溫度與濃度的關(guān)系,粘度與礦化度的關(guān)系,粘度與剪切速率的關(guān)系｡
在油藏溫度條件下,薩爾圖油層原油粘度為12.9mPa·s,地面原油粘度50mPa·s｡為保證三元復(fù)合驅(qū)油體系以段塞方式驅(qū)油,三元復(fù)合驅(qū)油體系的粘度應(yīng)不小于12.9mPa·s,實(shí)際注入聚合物濃度不低于700mg/L｡考慮到巖石對(duì)聚合物的吸附作用以及地層水的稀釋作用,實(shí)際注入濃度適當(dāng)提高到2000mg/L(如圖2所示)｡
聚合物抗剪切情況見(jiàn)表1｡
表面活性劑—堿體系的界面張力雖可達(dá)到很低,但體系的波及體積小,導(dǎo)致驅(qū)油效率低,所以在表面活性劑—堿體系中加入聚合物以提高體系的粘度,從而提高體系的波及體積｡實(shí)驗(yàn)證實(shí):聚合物的加入對(duì)體系與紅崗原油間的界面張力影響不大,具體為:先配制濃度為0.04%表面活性劑､1.5%NaOH､0.2%助劑､礦化度為5000mg/L的溶液,然后向上述溶液中加入不同濃度的聚合物,發(fā)現(xiàn)聚合物的加入對(duì)體系的界面張力影響不大(表2)｡
3 三元復(fù)合體系的驅(qū)油效果[5]
室內(nèi)試驗(yàn)結(jié)果表明:
(1)水驅(qū)至模型出口含水100%時(shí)水驅(qū)采收率為45.7%,注入0.2PV三元復(fù)合劑后采收率提高了13.82%,含水由100%下降到70.45%,化學(xué)驅(qū)油效果十分明顯(如表3所示)｡
(2)在驅(qū)替過(guò)程中水驅(qū)壓力比較平穩(wěn),當(dāng)注入三元復(fù)合驅(qū)油劑后壓力升高為水驅(qū)壓力的161%,復(fù)合驅(qū)后再行水驅(qū)時(shí)壓力又有所下降,為復(fù)合驅(qū)前水驅(qū)壓力的140%,這種壓力變化的現(xiàn)象說(shuō)明三元復(fù)合驅(qū)油段塞有明顯的調(diào)剖效果｡
(3)根據(jù)配方的研究和驅(qū)替實(shí)驗(yàn)的結(jié)果可以證明三元復(fù)合驅(qū)油劑可明顯提高洗油效率和驅(qū)油效率｡因此推薦現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)使用,在使用中可適當(dāng)?shù)丶哟缶酆衔锏挠昧恳蕴岣哒{(diào)剖效果｡
4 結(jié)論
(1)通過(guò)三元復(fù)合體系的篩選試驗(yàn)及對(duì)其界面張力､驅(qū)油效率和吸附損失等的研究,確定適合紅崗油田薩爾圖油層的三元復(fù)合體系為:0.06%S+1.5%A+0.2%N+0.2%P｡該三元體系可與紅崗油田薩爾圖原油形成10-3mN/m的超低界面張力｡
(2)室內(nèi)巖心驅(qū)替實(shí)驗(yàn)證實(shí):三元復(fù)合驅(qū)可比水驅(qū)提高采收率10%左右｡
符號(hào)說(shuō)明
S—表面活性劑;， A—NaOH; P—聚合物; N—助劑｡
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