不同浓度二元复合体系对驱油效果的影响

金玉宝，马蓉研

（1. 东北石油大学 提高油气采收率教育部重点实验室，黑龙江 大庆 163318；　2. 中石油长城钻探公司测试公司，辽宁 盘锦 124107）



不同浓度二元复合体系对驱油效果的影响

金玉宝1，马蓉研2

（1. 东北石油大学 提高油气采收率教育部重点实验室，黑龙江 大庆 163318；2. 中石油长城钻探公司测试公司，辽宁 盘锦 124107）

近年来，水驱开发效果较差。油藏一般采取“调驱+水驱”方式取得了较好增油降水效果，但也存在药剂费用投入较高和配注工艺复杂等问题。对于强碱或者弱碱三元的复合体系中普遍存在采出液乳化和结垢的问题，优先选用聚合物和表面活性剂复合而成的二元体系，并采用室内物理模拟的方法，对比不同浓度聚/表二元体系的界面张力、黏度、驱油效果进行研究，发现聚/表二元体系可以实现超低界面张力的要求，而且聚/表二元体系的黏度也比较大，通过室内非均质岩心物理模拟实验研究，表明不同浓度的聚/表二元体系对驱油效果的影响效果差异较大。

二元复合体系；界面张力；增油效果；物理模拟；机理分析

目前我国内陆油田大多已进入水驱高含水期、特高含水期，有些油田的水驱含水率已94%［1-3］，现场产出污水多，污水难处理，回注污水大多通过低效、无效循环通道又从生产井采出，造成大量的浪费［4］。对于非均质性比较严重的储层，水驱高渗透层的动用程度较大，但中、低渗透层的剩余油较多，动用程度较差，大量剩余油存在［5，6］，针对这种情况，化学驱得到了大量的推广与应用，但是对于单一聚合物驱而言，只能起到扩大波及体积的效果［7-10］，难以增加洗油效果，多以本文选用聚/表二元复合体系，针对现场非均质严重的储层进行研究，应用聚/表二元复合驱，其作用的主要机理为扩大波及体积，增加对于中低渗透层的动用程度，又能获得较低的界面张力，从而增加洗油效率，达到提高采收率的目的［11-13］。

1　实验条件

1.1实验材料

实验所用聚合物为速溶型部分水解聚丙烯酰胺，其分子量为1 900×104，实验用水为某油田的模拟地层水，由蒸馏水与不同浓度和不同类型的电解质混合配置而成，其离子组成见表1。

表1　模拟水离子组成表Table 1 Simulated water composition

实验用油为实验模拟油，由某油田原油与煤油按一定质量比混合配制而成，65 ℃时其原油黏度为10 mPa·s。

实验所用表面活性剂为石油磺酸盐，其有效含量为 30%。其配置的聚/表二元体系界面张力值可以达到10-3mN/m。

实验岩心为石英砂环氧树脂锻压胶结而成的人造非均质岩心［14，15］，分为三个渗透层，即高、中、低3个渗透层，其岩心各层位的气测渗透率分别为2 500×10-3、1 000×10-3和400×10-3μm2，岩心平均渗透率1 300×10-3μm2。其外观几何尺寸为：宽× 高×长=4.5 cm×4.5 cm×30 cm。

1.2实验仪器

采用DV-Ⅱ型布氏黏度仪测试二元复合体系的黏度，界面张力仪，采用驱替实验装置测试聚/表二元复合体系增油降水效果，装置由平流泵、压力表、方型岩心夹持器、手摇泵和中间容器等组成，置于65 ℃恒温箱内，如图1所示。

图1　设备流程示意图Fig.1 Schematic diagram of equipment process

1.3设计方案

全部方案实验步骤为“水驱98%+0.1 PV聚合物和表面活性剂溶液+后续水驱”。“方案1-1”为聚合物浓度为800 mg/L和表面活性剂质量浓度为0.3%的溶液“方案1-2”为聚合物浓度为1 000 mg/L和表面活性剂质量浓度为0.3%的溶液。“方案1-3”为聚合物浓度为1 500 mg/L和表面活性剂质量浓度为0.3%的溶液。以上方案后续水驱均为后续水驱至含水率为98%。

2　实验结果

2.1采收率变化

以上方案采收率数据见表2。

表2　采收率数据表Table 2 Recovery data table

从表2可以看出，在注入PV数一定条件下，随聚合物浓度的增加，二元复合体系驱油的采收率增幅提高。

2.2压力和含水率变化

实验过程中注入压力、含水率和与注入PV数的变化关系如图2和图3所示。

图2　注入压力Fig.2 Injection pressure

图3　含水率Fig.3 Moisture content

从图2、3可以看出，二元复合体系聚合物浓度的增加，注入压力升高，扩大波及体积效果增加，含水率降幅增大，采收率增幅得到提高。

2.3结果分析

由于模型自身的非均质性，水驱过程中高渗透层随着水驱时间的增加，水相渗透率一直增加，水驱阻力进一步降低，当油井高渗透层水驱突破时，形成无效、低效循环通道，这使水驱进一步压力，水沿着高渗透层的孔道直接由生产井带出，难以波及到中低渗透层，高渗透层的残余油也难以采出。但随着聚/表二元复合体系的注入，溶液首先进入高渗透层，一方面由于表面活性剂的存在，其溶液的界面张力比较低，有利于挖掘高渗透层的残余油，另一方面，随着聚合物溶液进入高渗透层发生滞留，会导致注入压力的增加，这会大大增加中低渗透层的动用程度，后续水驱时，由于高渗透层流度比较低，启动压力较大，相对于高渗透层，水更多的进入中低渗透层，从而起到扩大波及体积的效果。导致采收率提高，采收率增幅变大，聚合物浓度越高，效果越好。

3　结 论

（1）室内实验表明聚/表二元体系提高采收率的增幅在10%左右。

（2）聚表二元复合体系，随着聚合物浓度的提高采收率增幅变大。

（3）对于储层非均质性比较严重的储层，可以用较高浓度的聚/表二元复合体系进行驱替，可以得到较好的效果。

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Effect of Binary Composite System Concentration on Oil Displacement Efficiency

JIN Yu-bao1，MA Rong-yan2
（1. Key Laboratory of Enhanced Oil and Gas Recovery of Education Ministry, Northeast Petroleum University, Heilongjiang Daqing 163318，China；2. CNPC Greatwall Drilling Company Testing Branch, Liaoning Panjin 124107，China)

The effect of water flooding is poor, so combined method of profile control and water flooding is often adopted in development of oil reservoirs, which has good effect, but there are also problems such as high cost and complex injection process. In this paper, interfacial tension, viscosity and displacement effect of binary composite system with different concentrations were studied with indoor physical simulation method. The results show that the binary composite system can realize the requirement of ultra low interfacial tension. And its viscosity is also relatively large.Experimental study results on physical simulation of heterogeneous core show that the effect of different concentrations of binary composite system on oil displacement effect is relatively large.

binary composite system; interfacial tension; physical simulation; mechanism analysis

金玉宝（1992-），男，黑龙江省肇东市人，硕士研究生，研究方向：主要从事提高采收率技术实验与理论研究。E-mail：675508828@qq.com。

TE 357

A

1671-0460（2016）05-0922-03

2016-03-31