鄯善油田分子膜技术研究与应用

陈文文，刘 富，李 乐，李柳逸

（长江大学石油工程学院，湖北武汉 430100）

鄯善油田位于吐哈盆地台北凹陷鄯善弧形构造带，储层岩性以灰色、灰白色中细、中粗砂岩为主，其次为含砾砂岩。储层孔隙有原生孔、次生孔及微裂缝三种，主要为次生孔隙。储层为低孔低渗及低孔特低渗储层。平面及层间的非均质性中等，层内非均质性较强。储层具有中等水敏、速敏性，中等弱酸敏性，弱盐敏性。鄯善油田自1991 年建成正式投产以来，已注水开采二十多年。目前油田进入高含水期开采阶段，注水压力不断上升，水驱采收率下降，针对这一问题，本文提出采用分子膜技术改善该油田注水开发效果。

1 分子膜增注机理

分子膜剂自身没有表面活性或者界面活性[1]，而是依靠膜剂分子的静电相互作用为成膜动力，在呈负电性的岩石表面形成纳米级超薄膜，同时改变储层表面的性质与原油的相互作用状态，使得注入流体在冲刷孔隙过程中，通过渗吸机理启动中小孔隙的残余油，使原油易于剥落和流动被驱替出来，达到增产增注的目的。

2 分子膜增注技术研究

2.1 分子膜筛选

目前油田常用的分子膜有YMD、MD-1、MD-2 等类型，针对本文所研究区块通过室内岩心驱替实验对其进行筛选。选取三组物性相似的人造岩心饱和煤油后进行水驱油实验测定水驱油的采收率，后注入1 PV体积2 000 mg/L 的YMD、MD-1、MD-2 的溶液，24 h后再测定采收率，结果（见表1）。

由表1 可知，三块岩心在水驱阶段采收率相差不大，注入同浓度的不同分子膜剂1 PV 后，再次测定水驱采收率出现差异。从提高采收率程度上看，分子膜剂MD-2 提高采收率5.59 %，优于YMD 和MD-1。所以三种分子膜剂中，MD-2 为筛选出的最优分子膜剂。

2.2 分子膜注入浓度筛选

表1 不同分子膜剂在相同浓度下的驱替效果

表2 不同浓度MD-2 溶液对岩心采收率的影响

选取渗透率介于（200～225）×10-3μm2的8 块人造岩芯，饱和煤油后用水驱替测定采收率，然后分别注入1 PV 浓度由低到高依次为200 mg/L、500 mg/L、800 mg/L、1 000 mg/L、1 300 mg/L、1 500 mg/L、1 800 mg/L、2 000 mg/L 的MD-2 溶液24 h 后再次测定采收率，实验结果（见表2）。

由表2 看出，渗透率相近的人造岩心，在水驱阶段采收率相差无几，注入不同浓度的分子膜剂后，膜驱采收率出现明显差异：膜驱采收率提高值随注入浓度增长而增长，在浓度大于1 800 mg/L 的时候，提高采收率值增长平稳，因此室内实验条件下分子膜最佳适宜为1 800 mg/L。结合油田现场施工情况，为了减小储层内地层水稀释和近井地带吸附等因素影响，决定选择先注入2 000 mg/L 浓度的膜剂，然后调整为1 800 mg/L的注入浓度。

2.3 分子膜注入方式研究

在分子膜剂注入总量一定的情况下，分不同的注入方式，比较分子膜剂对渗透率大致相同的人造岩心组的驱替效率。岩心参数和实验结果（见表3）。

表3 可知水驱后，在分子膜注入总量为1 500 mg/L×1 PV 的前提下，低浓度大段塞（250 mg/L×6 PV）注入方式的驱油效率增幅优于高浓度小段塞（1 500 mg/L×1 PV）的注入方式；随着膜剂注入PV 倍数的增加驱油效率缓慢增加（见表4）。

表4 比较了在注入总量都为1 500 mg/L×1 PV 前提下，定注入量阶梯式浓度注入方式对分子膜驱提高采收率的影响。可以看出：高浓度前置段塞加低浓度后置段塞膜驱效果优于低浓度前置段塞加高浓度后置段塞；膜驱效率随着膜剂注入PV 倍数的增加而得到提高。

2.4 注入时机的影响

实验设计5 组对比实验，分别在水驱油含水60 %、70 %、80 %、90 %、100 %开始转注最佳浓度为1 800 mg/L 的MD-2 分子膜剂，注入量1 PV 后，焖岩心24 h 后，分子膜驱至不出油，记录产油量，计算分子膜驱提高采收率。实验结果（见表5）。

表3 分子膜定注入量不同浓度驱油效率实验结果

表4 分子膜定注入量阶梯式浓度注入方式驱油效率实验结果

表5 不同注入时机分子膜驱油效率数据表

由表5 可以看出，注入分子膜时机越早，膜驱提高采收率值越高。

3 现场应用

3.1 膜驱前鄯3-15 井情况

该井1992 年投产2002 年转注，渗透率平均不到10 mD，孔隙度平均不到13 %，物性较差。自投产至今经过多次酸化增产增注，虽均取得了一定的效果，但效果逐渐变差。到本次措施前，配注60 m3/d，实注8.6 m3/d。

3.2 现场施工工艺

3.2.1 工作液设计

（1）处理液A（30 m3）：10 %盐酸+1 %缓蚀剂+1.5 %粘稳剂+1 %铁离子稳定+0.5 %活性剂；

（2）处理液B（15 m3）：5 %YL-3；

（3）处理液C（45 m3）：13 %盐酸+3 %氢氟酸+1.5 %缓蚀剂+1.5 %粘稳剂+1 %铁离子稳定剂；

表6 鄯3-15 井设计与施工参数

图1 鄯3-15 井施工曲线

（4）隔离液（10 m3）；

（5）MD-2 膜溶液（65 m3）；（6）顶替液（60 m3）：2 %粘土稳定剂。3.2.2 施工过程 从表6 和图1 看出该井经分子膜增注作业后取得了非常好的降压增注效果，注水量从作业前的8.6 m3/d 增加到58 m3/d，注水压力从31.5 MPa平均降为30 MPa，视吸水指数由措施前的0.27 升到措施后的1.93，提高了7 倍多，已累计增加水量4 520 m3，有效期已达125 d，并且仍然继续有效。

4 结论

（1）在注入分子膜剂总量一定的前提下，低浓度大段塞分子膜驱油效率优于高浓度小段塞，建议采用低浓度大段塞注入方式。

（2）所研究区块是具有高迂曲度特点的低孔低渗油藏，储层渗吸速度缓慢，分子膜需要较长时间作用才能见效，注分子膜时间越早，见效所需时间相对缩短。

（3）根据现场试验，分子膜技术使注入压力明显降低，增注量较大，且长期有效。

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