低渗透油藏网状胶束体系降压增注试验研究

毛 源 张贵才 刘向军 唐存知 葛际江 蒋 平

(1.中石化胜利油田分公司河口采油厂， 山东 东营 257200；2.中国石油大学(华东)， 山东 青岛 266555)

由于低渗透储层基质渗透性差，水驱过程中驱替压差逐步上升，且水驱残余油阶段水相的相对渗透率一般小于0.3,因此在基质渗透率低和残余油的共同作用下，储层吸水能力的70%被抑制。通过试验测得少量残余油即可造成水的有效渗透率大幅度下降，因此降低注水井近井残余油饱和度可有效提高注水量。

本文针对胜利油区河口采油厂低渗透油藏注入压力高，注入量少的问题，探讨油水界面张力、乳化作用、增溶能力对低渗透岩心残余油饱和度的影响；开发研制PO、EO数分别为9和6的十八烷基胺聚氧丙烯氧乙烯醚双羧酸盐为主表活剂、醇的混合物为助表活剂的增注网状胶束体系；并进行了降压增注室内研究。

1 降低残余油饱和度的方法对比

1.1 油水界面张力对岩心残余油饱和度的影响

为了研究表面活性剂体系性能与残余油饱和度的关系，构建了具有不同界面张力的表面活性剂体系，并用人造岩心进行了驱油试验，试验结果表明(表1)，降低油水界面张力可以降低残余油饱和度，但界面张力在10-1～10-4mNm之间变化时，残余油饱和度变化幅度不大，远未达到将残余油饱和度降低至接近零的降压增注目标。

1.2 乳化作用对低渗透岩心残余油饱和度的影响

以最小乳化转速为指标研究了乳化作用对低渗透岩心残余油饱和度的影响，研究结果表明：(1)最小乳化转速降低有利于残余油饱和度降低；(2)最小乳化转速降低至一定数值后(450 rmin)，继续降低乳化转速，残余油饱和度变化不大，因此在选择用于降压增注的表面活性剂体系时，最小乳化转速可以作为辅助的指标。

表1 不同界面张力表面活性剂体系降低残余油饱和度的能力

1.3 增溶能力对低渗透岩心残余油饱和度的影响

在90 ℃条件下测定不同浓度表面活性剂溶液降低残余油饱和度的能力(表2)，试验结果表明：增溶油体积分数越大的表面活性剂体系降低残余油饱和度的能力越强，且增溶油体积分数大于10%以上时体系可大幅度降低低渗透岩心的残余油饱和度。因此增溶能力可作为降压增注用表面活性剂体系的重要指标。

表2 不同增溶能力表面活性剂体系降低残余油饱和度的能力

2 网状胶束体系制备及表征

2.1 网状胶束体系制备

以增溶油体积分数为指标，以PO、EO数分别为9和6的十八烷基胺聚氧丙烯氧乙烯醚双羧酸盐作为降压增注剂的主表面活性剂、丁醇和异丙醇的混合物为助表面活性剂、水杨酸钠为离子调节剂，研究形成了增注用网状胶束体系。

2.2 网状胶束形态

用S-4800冷场扫描电镜观察胶束的形态如图1所示，从图中可以看出，体系以球状胶束为基础连接成具有一定网状结构的聚集体。

图1 网状胶束的TEM照片

2.3 网状胶束增容油量

测定了不同浓度网状胶束体系的黏度(30 ℃)和增溶油体积分数(90 ℃)，实验结果见图2。从图2可以看出：

(1)网状胶束体系浓度较低时(小于5%)，随浓度增加体系黏度略有增加；当其浓度大于5%后，随浓度增加体系黏度快速提高。这说明当体系浓度大于5%时，球形胶束开始聚结形成网络结构，体系结构黏度快速上升。

(2)当体系浓度大于2.5%时，随浓度增加体系增溶油量增加；当体系浓度大于5%后，增溶油量随浓度增加快速增加，说明网状胶束可提高胶束体系的增溶油能力。

图2 不同浓度网状胶束体系的黏度(30 ℃)和增溶油体积分数(90 ℃)

3 网状胶束体系增注性能评价

用岩心模拟试验对比了10%降压增注剂优化配方与10%石油磺酸盐的降压增注效果，试验结果见图3和图4。

图3 降压增注剂优化配方驱替试验压力变化曲线

图4 石油磺酸盐驱替试验压力变化曲线

图3和图4说明，降压增注剂优化配方的恒速降压率为74.5%，石油磺酸盐的恒速降压率为27.9%，说明项目研究的降压增注剂具有优异的降压增注效果。

3.1 不同区块岩心的降压增注效果

为验证降压增注剂优化配方的作用，用不同试验区岩心评价其降压增注作用，试验结果表明，降压增注剂优化配方对不同岩心的恒速降压率在48.5%～83.3%，即在恒流量条件下，降压增注剂可以将驱替压力降低1倍以上。

3.2 降压增注剂使用浓度对降压增注效果的影响

研究了不同浓度的降压增注剂对降压增注效果的影响，试验结果表明，降压增注剂使用浓度越高降压增注效果越好，但当其浓度高于10%后，恒速压力下降率增幅不大。这是因为浓度达到10%时，降压增注剂就足以将波及区的残余油饱和度降至接近零的水平。因此现场建议使用浓度为10%的降压增注剂。

3.3 降压增注剂注入量对降压增注效果的影响

为确定降压增注剂的合理用量，研究了降压增注剂注入量对降压增注效果的影响(表3)。从表3可以看出，随着降压增注剂用量从1.0 PV增加到6.3 PV，恒速压力下降率并没有上升，说明注入1.0 PV的降压增注剂就可以有效地降低残余油饱和度，从而降低注入压力。

表3 降压增注剂注入量对降压增注效果的影响

4 结 论

(1)评价了降低残余油饱和度的方法，按降低残余油能力大小排列顺序为：增溶油体积分数、乳化速率、油水界面张力。

(2)制备了具有优异增溶油能力的网状胶束体系，并对该体系性质进行了评价，结果表明该体系对不同岩心的恒速降压率在48.5%～83.3%，有较好的降压增注作用。

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