部分枝化粘弹性颗粒驱替效果室内研究

姬奥林

中国石化胜利油田分公司地质科学研究院 山东东营 257015

引言

目前，大量矿场试验表明，以聚合物驱、复合驱为主的化学驱技术能大幅度提高油田的采收率[1]。其中，扩大波及体积和提高洗油效率是提高原油采收率的两条途径[2]。部分枝化粘弹性颗粒驱油体系（B-PPG）是胜利油田地质科学研究院针对胜利油田油藏特点研制出的一种新型的聚合物驱油剂，其内部的三维网状结构能吸水膨胀成变形能力强的软固体内核（粘弹性颗粒），高分子部分枝化链溶解于水中，形成具有增粘作用的水化层。该驱油体系同时具有聚合物和凝胶的双重特性，本文通过室内一维填砂模型实验研究该体系的流度控制能力和驱油效率。

一、实验

1.实验材料

B-PPG(≥99.0%)由胜利油田地质科学研究院提供。实验所用原油为胜利油田孤岛中一区Ng3脱水脱气原油。实验用水为胜利油田孤岛中一区Ng3模拟注入水（矿化度为6666mg/L），按照表1加量配制。氯化钙(CaCl2,≥96.0%,AR)，氯化钠 (NaCl,≥99.5%,AR)，氯化镁 (MgCl2·6H2O,≥98.0%,AR)，硫酸钠 (Na2SO4,≥99.0%,AR)均从成都科龙化学试剂公司购买。实验温度为油藏平均温度70℃。

表1 中一区Ng3模拟注入水配方

2.实验仪器

微量泵：HBS-2000/20B1型，双缸连续高压恒速恒压泵，最高工作压力20MPa，最小排量0.01mL/min，最大排量50mL/min，江苏海安县石油科研仪器有限公司生产；压力传感器：量程为0～0.1MPa和0～5.0MPa各1支，精度为0.1%FS，成都市完井岩电实验中心生产；室内一维填砂模型（长度25cm，直径2.5cm）：江苏海安县石油科研仪器有限公司生产。

3.流度控制能力

①配制聚合物溶液：在50℃水浴中，用过滤后的模拟注入水配制浓度为2000mg/L，搅拌溶解成分，老化24h后。

②驱替实验：饱和水，测出渗透率和孔隙度；注入B-PPG溶液至压力稳定，计算阻力系数；后续水驱至压力平稳，计算残余阻力系数。

4.驱油效果

测定室内一维填砂模型的渗透率和孔隙度；岩心饱和水后饱和油，建立束缚水饱和度；水驱油至含水率为98%；注入2000mg/L的B-PPG（100目）溶液0.5PV；后续水驱至含水率为98%，计算提高的采收率。

二、结果与讨论

1.流度控制能力

在三次采油中用聚合物类驱油剂时，适当控制油层内各流体带的流度是个关键问题。增加驱替液的粘度或者降低其渗透率均可以得到有利的流度，从而提高采收率[3-5]。

阻力系数是度量驱替液相对流度大小的一个参数，预交联颗粒溶液控制多孔介质中水相流度的能力可以通过阻力系数的大小来反映[6-7]。阻力系数的定义为：水的流度于聚合物溶液流度的比值。残余阻力系数是反映聚合物永久性降低岩石渗透率能力的一个参数，其定义为：聚合物溶液通过多孔介质之前的盐水渗透率与聚合物溶液通过多孔介质之后的盐水渗透率的比值[8-10]。

（1）渗透率对流度控制能力的影响

渗透率对部分枝化粘弹性颗粒流度控制能力的影响结果见表2。由表2可知，100目的B-PPG溶液在不同渗透率的一维填砂模型中均能建立一定的的阻力系数，阻力系数随着一维填砂模型渗透率的升高而降低，在渗透率为0.256µm2和1.385µm2的填砂模型中建立的阻力系数分别为73.2和63.7，具有良好的流度控制能力，而在渗透率为8.219µm2的填砂模型中，阻力系数也达到23.3。部分枝化粘弹性颗粒驱油体系在一维填砂模型中能建立一定的残余阻力系数和残余阻力系数，说明B-PPG溶液具有良好的流度控制能力。

表2 渗透率对部分枝化粘弹性颗粒流度控制能力的影响

（2）颗粒粒径对流度控制能力的影响

表3 不同粒径部分枝化粘弹性颗粒的流度控制能力

实验通过三种不同粒径的部分枝化粘弹性颗粒在相同渗透率的一维填砂模型中的流度控制能力研究，研究颗粒粒径对驱油体系的流度控制能力的影响，实验结果见表3。由实验结果可知，在相同渗透率的条件下，三种不同粒径的部分枝化粘弹性颗粒均能建立良好的流度控制能力。其中，粒径越大（目数越小），建立的阻力系数越大。这是由于颗粒的粒径越大，粘弹效应越明显，因此建立的流动阻力越大[6]。此外，不同粒径的部分枝化粘弹性颗粒均能建立一定的残余阻力系数，粒径越小（目数越大），建立的残余阻力系数越大。这是由于颗粒越细，在多孔介质中的吸附、滞留越容易，但吸附、滞留能力仍然有限[7]。

2.驱油效率

为考察部分枝化粘弹性颗粒驱油体系的驱油效率即提高采收率，室内采用了一维填砂模型进行驱油物理模拟实验。实验结果见表4。由实验结果可知，100目的枝化粘弹性颗粒在不同渗透率的多孔介质中均具有较高的提高采收率值，其中，在渗透率为0.230µm2和7.962µm2的多孔介质中，采收率均提高了近20个百分点。由此表明，枝化粘弹性颗粒在室内物模驱油实验中具有良好的驱油效率。

表4100 目B-PPG在不同渗透率填砂模型中的驱油效率

结论

1.枝化粘弹性颗粒能在室内一维填砂模型中建立较高的阻力系数和残余阻力系数，具有良好的流度控制能力。

2.渗透率越低，枝化粘弹性颗粒建立的阻力系数越高；颗粒粒径越大，建立的流动阻力越大，但建立的残余阻力系数越小。

3.枝化粘弹性颗粒在室内一维填砂模型中能将采收率提高近20个百分点，具有良好的驱油效率。

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