两性双子表面活性剂驱油剂提高原油采收率研究

任海晶，李移乐，王晓晖，刘世川

研究与开发

两性双子表面活性剂驱油剂提高原油采收率研究

任海晶，李移乐，王晓晖，刘世川

（陕西省石油化工研究设计院，陕西省石油精细化学品重点实验室，陕西 西安 710054；）

以碘甲烷、丙二胺、1，4-丁烷磺内酯和溴代十四烷反应合成的N，N'-丁磺基-N，N'-十四烷基-N，N'-甲基丙二胺与十二烷基磺酸钠、OP-10复配制得新型驱油剂YCS-204。通过正交实验法优化得到YSC-204的最佳质量配比。通过室内实验，对YCS-204注入时机、质量分数以及注入体积倍数与原油采收率提高幅值之间的关系进行研究。结果表明，YCS-204新型驱油剂能够较大幅度提高原油采收率，随着YCS-204新型驱油剂质量分数和注入体积倍数的增加，采收率提高值增加，且YCS-204新型驱油剂注入时间越早，采收率增加值越高。

驱油剂；采收率；化学驱

针对陕北油田油藏注水开发中注入水黏滞指进、驱油效果差、最终采收率低的状况，以碘甲烷、丙二胺、1，4-丁烷磺内酯和溴代十四烷反应合成的N，N'-丁磺基-N，N'-十四烷基-N，N'-甲基丙二胺与十二烷基磺酸钠、OP-10复配制得新型驱油剂YCS-204。通过正交实验法优化得到YSC-204的最佳质量配比［1-2］。采用不稳定实验法，使用不同质量分数、注入倍数和注入顺序的YCS-204新型驱油剂段赛进行实验，研究其对水驱原油采收率的影响，评价YCS-204新型驱油剂体系的效果。

1 实验材料与方法

1.1 实验材料

碘甲烷、丙二胺、1，4-丁烷磺内酯和溴代十四烷反应合成的N，N'-丁磺基-N，N'-十四烷基-N，N'-甲基丙二胺；十二烷基磺酸钠；OP-10；陕北油田长8层天然岩心；陕北油田原油，70℃时油样黏度为97mPa·s；陕北油田注水站水样。

多功能岩心驱替仪（HKY）。

1.2 实验装置

图1为YCS-204新型驱油剂实验图，由岩心夹持器、油、水及化学剂储存容器、增压泵、环压泵、收集器、控温仪和传感器等组成［3-4］。

图1 YCS-204驱油剂实验流程示意图Fig. 1 The experimental of oil displacement agent

1.3 YCS-204配方选择

以N，N'-丁磺基-N，N'-十四烷基-N，N'-甲基丙二胺（A）、十二烷基磺酸钠（B）和OP-10（C）作为考察因素，以各因素的加量作为水平数，以质量分数0.3%的复配体系水溶液界面张力作为主要考察指标，按L9（34）正交表安排正交实验，其具体使用因素与水平和正交实验结果及其直观分析见表1。

表1 L9（34）正交实验结果及直观分析表

从表1可知，以质量分数0.3%的复配体系水溶液界面张力为考察指标进行分析，N，N'-丁磺基-N，N'-十四烷基-N，N'-甲基丙二胺（A）是影响实验结果的最主要因素，其次为十二烷基磺酸钠（B）和OP-10（C），最佳因素水平组合为A3B1C2，最佳质量配比为：N，N'-丁磺基-N，N'-十四烷基-N，N'-甲基丙二胺（A）∶十二烷基磺酸钠（B）∶OP-10（C）= 8∶2∶3。

1.4 岩心模拟实验步骤

岩芯试验模拟油田实际开发过程进行。首先，测定岩芯的所有参数，包括长度、直径、孔隙度、孔隙体积等。实验过程如下：

1）抽空模型5h，饱和地层水，测孔隙体积；

2）测定盐水（标准盐水）水相渗透率；

3）饱和原油，造束缚水，驱替原油，直到岩芯出口端无水产出时止；

4）水驱实验，模拟油田的水驱开发过程。注盐水，直到岩芯出口无油产出时止；

5）注入YCS-204驱油剂；

6）后续水驱至含水98%结束；

7）整理实验数据，计算各阶段采收率和总采收率。

2 结果与讨论

2.1 YCS-204质量分数的影响

根据陕北油藏地质特点，确定实验温度为70℃。测定岩心参数，具体数据如表2所示。

表2 岩心特性数据表Table 2 The characteristic date of core

首先确定YCS-204驱油剂注入体积倍数为0.3PV，改变YCS-204驱油剂浓度，由0.05%至0.6%。YCS-204驱油剂质量分数与水驱后原油采收率提高值的关系如图2所示。当YCS-204驱油剂浓度为0.05%时，采收率提高值为6%，随着YCS-204驱油剂质量分数逐渐增加至0.6%，采收率提高值增加至20%；但YCS-204驱油剂浓度由0.05%增加至0.3%时，采收率提高值增加较快，而当YCS-204驱油剂浓度由0.3%增加至0.6%时，采收率提高值增加幅度较小。因此，YCS-204驱油剂使用质量分数应控制在0.3%左右。

图2 驱油剂质量分数与采收率关系图Fig. 2 The relationship of oil displacement agent mass fraction and recovery rate

2.2 YCS-204注入体积倍数的影响

确定YCS-204驱油剂质量分数为最佳使用浓度，即0.3%，控制YCS-204驱油剂注入体积倍数由0.1PV至0.9PV，YCS-204驱油剂注入PV数对水驱后原油采收率提高值的影响如图3所示。随着化学剂注入体积倍数的增加，采收率提高值增加，当注入体积倍数由0.1PV增加至0.4PV时，采收率增加值的增加幅度较大，由9%快速增加至19%；当注入体积倍数由0.4PV增加至0.9PV时，采收率增加值的增加幅度较小，由19%增加至21%。而注入体积倍数增加，会引起原油开采成本的增加，因此YCS-204新型驱油剂注入体积倍数应控制在0.4PV左右。

图3 驱油剂注入PV数与采收率关系图Fig. 3 The relationship of PV and oil recovery rate

3 结论

以碘甲烷、丙二胺、1，4-丁烷磺内酯和溴代十四烷反应合成的N，N'-丁磺基-N，N'-十四烷基-N，N'-甲基丙二胺与十二烷基磺酸钠、OP-10复配制得新型驱油剂YCS-204。通过正交实验法优化得到YSC-204的最佳质量配比为：N，N'-丁磺基-N，N'-十四烷基-N，N'-甲基丙二胺（A）∶十二烷基磺酸钠（B）∶OP-10（C）= 8∶2∶3。YCS-204新型驱油剂注入质量分数、注入体积倍数与原油采收率提高值呈正比例关系，即YCS-204新型驱油剂质量分数、注入体积倍数增加，原油采收率提高值增加。YCS-204新型驱油剂的研究，为陕北低渗、超低渗油田注水开发及原油采收率的提高，提供了新型的、有效的化学驱助剂，并能够指导现场化学驱工艺设计。

［1]胡星琪，方裕燕，杨彦东，等. DYSB两性双子表面活性剂的合成与性能测定［J］.应用化工，2011，40（4）：670-673.

［2]杨燕，蒲万芬，刘永兵，等.NNMB/NAPS 二元体系与原油界面张力研究［J］.西南石油学院学报，2006，28（1）：68-70.

［3]孟红霞，陈德春，张琪. M驱油剂提高原油采收率的实验研究［J］.广西大学学报，2006，31（3）：216-219.

［4]SY/T 5366-2006，岩心分析方法［S］.

Experimental Study of Enhanced Oil Recovery Using Amphiprotic Gemini Surface Active Agent

REN Hai-jing， LI Yi-le， WANG Xiao-hui， LIU Shi-chuan
（Shaanxi Research Design Institute of Petroleum and Chemical Industry， Key Laboratory of Fine Chemicals Petroleum Shaanxi Province， Xi'an 710054， China）

To the question of the Shanbei oil by water-flooding， the nonstationary experiment using the surfactant made of coal as a displacing agent， natural core， crude oil and formation water of Tuyuke oilfield was conducted and the effects of injection time， mass fraction and injection volume on oil recovery with water-flooding development were studied. The experimental results showed that the displacing agent YCS-204 could greatly enhance oil recovery. As the increase of the injection volume and the mass fraction of the displacing agent YCS-204， the increment of oil recovery was increased. And the earlier injecting， the more effectiveness acquired.

chemical flooding； oil recovery； experiment

TE 357.46

A

1671-9905（2016）03-0001-03

陕西省科技攻关项目（2013K11-06）

任海晶（1982-），男，陕西西安人，工程师，硕士，主要从事精细化学品、油田化学品研发及井下作业技术研究。电话：029-85542640，E-mail：amir263@163.com

2016-01-11