超低渗透油藏降压驱油表面活性剂驱技术

李玉杰，李曼平，许洪川，杨飞涛，燕萌，陶涛

超低渗透油藏降压驱油表面活性剂驱技术

李玉杰，李曼平，许洪川，杨飞涛，燕萌，陶涛

（中国石油长庆油田分公司第五采油厂， 陕西 西安 710200）

针对姬塬油田超低渗透油藏注入压力高，常规酸化及酸压等措施有效期短，且可能造成储层二次伤害的问题，根据L1区油藏地质特征，研发了一种具有很强的分散性、耐温、耐盐性的降压驱油表活剂JZ-01。通过室内实验评价了JZ-01界面活性、润湿性、吸附性、抑制黏土膨胀性、阻垢性及自发渗析性能，结果表明：JZ-01降压驱油活性剂具有较高的界面活性和改变储层润湿性能力，并具有一定的抑制黏土膨胀能力和防垢能力，以及较好的降压驱油应用潜力。通过在L1区现场试验4个临界高压井组，注水井较前期压力上升变缓，对应油井达到了控水增油效果。研究证明JZ-01表活剂具有降压驱油作用，对姬塬油田超低渗透油藏提高采收率具有重要意义。

超低渗透油藏；降压驱油；表面活性剂；润湿性；界面张力

姬塬油田长 8 油层组平均渗透率为0.44 mD，平均孔隙度为8.39%，属于低孔、超低渗透油藏[1-2]。由于该油藏储层物性差，地层结构复杂、水敏现象严重，因此注水过程中储层极易受到损害。具体表现为：注水井吸水能力变差，部分区块存在不同程度的注水压力高，甚至注不进等现象，地层能量补充困难。目前，长8油藏压力水平保持较低，仅89.4%，欠注区有效驱替系统难以建立，平均单井产量低[3-5]。

针对超低渗透油藏高压欠注问题。目前国内外主要通过酸化压裂、注水系统改造、注入不同驱油剂达到降低超低渗透油田注水压力、增加注水量的目的[6-8]。但仍存在以下问题：部分区域站内提压改造、注入末端新建增压撬等，受制于系统压力设计，提压空间有限；常规酸化及酸压等措施成本高、有效期短，并且可能造成过渡带流体酸渣堵塞等二次伤害，若措施方式及施工参数不当易造成油水井贯通，导致油井含水上升速度加快，影响开发效果。总体来说，上述措施只能从面上解决现阶段欠注的问题，随着注入时间的延长，欠注问题依然会继续出现，无法从油藏根源上解决超低渗透油藏高压欠注问题[9-11]。

表面活性剂具有改变储层润湿性，降低毛细管力，压缩边界层和水化膜厚度，大幅度降低贾敏效应带来的附加阻力等作用[12-13]。因此，针对姬塬油田高压欠注现状，筛选一种既能降压增注，又能提高采收率的表面活性剂体系，对于姬塬油田的高效开发具有重要的现实意义。

1 研究区地质概况及生产现状

姬塬油田L1区块位于陕北斜坡中段西部，构造平缓，为一宽缓西倾斜坡，构造平均坡度小于1。，平均坡度6~7 m·km-1。主要储集层为下三叠系延长组长8油层，地质储量7 057.16×104t，有效厚度10.8 m，孔隙度9.32%，渗透率0.57×10-3μm2。含油饱和度49.6%，目前采出程度4.52%。

L1区块2007年进行产建评价，2008-2011年规模开发，主力层长811、长822，采用菱形反九点井网开发。目前油井开井1 142口，日产液水平3 082 t，日产油水平1 476 t，综合含水52.1%。水井开井425口，日注水8 605 m3, 单井日注20 m3。月注采比2.31，累计注采比1.87。L1区为全区集中高压欠注区，区域平均井口油压达20.2 MPa，增注３次以上井20口，５次以上井8口。措施有效期短，目前仍有高压欠注井15口，日欠注155 m3。该区域水驱矛盾突出，受注入压力高影响，调剖选井空间小、治理难度大。

2 JZ-01降压驱油活性剂性能评价

根据姬塬油田L1区油藏地质特征，研发了一种具有很强的分散性、耐温、耐盐性的降压驱油表活剂JZ-01，室温下不分解、不分层、不沉淀、不含碱，闪点高。

2.1 界面活性评价

JZ-01降压驱油剂达到超低界面张力的速度较快，但很快回缩。该界面特性有利于降阻剂对滞留在孔道中残余油的启动和运移，同时又避免了长时间的界面张力低造成原油乳化。

图1 不同浓度JY-01油水界面张力测试

2.2 润湿性评价

实验结果表明不同浓度的JZ-01水溶液不同程度地改变载玻片的润湿性。经甲基硅油处理的载玻片表面偏亲油，接触角大于90°，可模拟亲油地层，经JZ-01水溶液处理后接触角下降，在一定浓度下润湿性改变效果非常好。

表1 JY-01润湿反转性能评价

2.3 吸附性评价

将天然油砂岩用研钵研碎，筛取100～120目的颗粒，测吸附量随新型降阻剂浓度的变化。吸附曲线符合Langmuir吸附等温线，吸附量随浓度的增加迅速上升，浓度为0.1％吸附量已基本达到最大值，此后吸附量的增加趋于平缓，抗吸附性好。

2.4 抑制黏土膨胀性评价

JZ-01体系对黏土膨胀具有较好的抑制作用。主要由于JZ-01体系在黏土或者岩样表面吸附后，阻止了水中阳离子与黏土中阳离子的交换，并且使水不易进入黏土的晶格中，0.3%的JZ-01体系具有较好的防止黏土膨胀的作用。

2.5 阻垢性能评价

实验结果表明，实验水样中不加JZ-01，结垢现象明显，水中总硬度大幅度下降，加入JZ-01后，阻垢效果明显，三种浓度都具有较好的阻垢效果。

表2 阻垢性能评价

2.6 自发渗析评价

不同渗吸时间条件下的采出程度实验结果表明，采出程度的差异主要发生在渗吸过程的中后期即渗吸发生4 h以后，并且JZ-01体系能够较大程度地提高自发渗吸采出程度，JZ-01体系加入后过一段时间，作用效果才最明显。

3 现场试验

根据降压驱油表面活性剂驱油试验区块筛选原则：优先考虑后期欠注井；储层连通性好；储层中性或亲油；最终选定在L1油藏中部4个井组开展现场先导试验（地187-31、地187-33、地189-33、地189-35）。

3.1 注入参数设计

单井设计注入量20 t，注入体积4 551 m³；注入浓度0.2%~0.3%，注入天数182~228 d（注入浓度及体系配方根据动态调整）。

3.2 注入工艺

采用集成撬装注入装置进行在线注入，该装置由柱塞泵、加药罐组成，符合油气场站规范，安装转运简捷，加药排量在0~60 L·h-1，注入工艺流程图2。

图2 注入工艺流程

3.3 现场效果分析

试验井注水压力上升速度较同井前期及周围井同期相比均呈变缓趋势，有一定减缓压力上升速度的效果。试验水井前期压力上升速度0.1 MPa/月，2019年5月-11月升速0.08 MPa/月；周围水井：前期压力上升速度0.07 MPa/月，2019年5月-11月升速0.09 MPa/月。

试验井组控水稳油效果明显，对应采油井21口，见效7口，其中侧向油井见效4口，主向见效3口，见效比33.3%，见效井阶段递减由6.1↓-0.4%，综合含水由45.2↓32.0%，累增油612 t，累降水659 m3。试验井组自然递减由9.7↓3.4%，综合含水由40.1↓33.7%，开发指标变好（区块自然递减5.4%，综合含水50.6%）。

3.4 经济效益评价

表活剂降压驱油现场试验注入成本140万元。 至2019年12月上旬累增油612 t，产值201.3万元；预测到年底累增油720 t，利润96.8万元。递减法预测年底累增油731 t，产值240.5万元，利润 100.5万元。

4 结 论

1）JZ-01表面活性剂具有降低油水界面张力和抑制黏土膨胀的能力，并能够改善岩石表面的润湿性及地层中油水的渗流性，具有较好的降压驱油应用潜力。

2）在超低渗透油藏进行了降压驱油表活剂驱试验，结果表明，JZ-01表活剂及注入参数在L1油藏具有一定适应性，具有较强的降压能力，并且具有较好的降水增油效果。

3）试验后试验区水驱开发指标得到明显改善。试验井组自然递减由9.7↓3.4%，综合含水由40.1↓33.7%，开发指标变好。表明JZ-01降压驱油表面活性剂可以改善超低渗透油田的注水开发效果，具有良好的推广前景。

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Surfactant Flooding Technology for Ultra-low Permeability Reservoirs

（PetroChina Changqing Oil Field Branch No. 5 Oil Production Plant, Xi'an Shaanxi 710200, China）

Aiming at the problems of high injection pressure, short validity of conventional acidification and acid fracturing measures, probable secondary damage to the reservoir in Jiyuan oilfield, according to the geological characteristics of the reservoir in the L1 area, depressurizing oil displacement surface active agent JZ-01 with strong dispersibility, temperature resistance and salt resistance was developed. Its interfacial activity, wettability, adsorption, inhibition of clay swelling, scale inhibition and spontaneous dialysis performance were evaluated through laboratory experiments. The results showed that depressurizing oil displacement active agent JZ-01had a certain ability of high interfacial activity and changing the wettability of the reservoir and suppressing clay swelling and antiscaling, as well as good application potential of depressurizing oil displacement. By testing four critical high-pressure well groups in the L1 area, the water injection wells had a slower pressure rise than before, and the corresponding oil wells achieved the effect of controlling water and increasing oil. The research has proved that the surfactant JZ-01has the function of reducing pressure and flooding, which is of great significance for improving the oil recovery of ultra-low permeability reservoirs in Jiyuan oilfield.

Ultra-low permeability reservoir; Pressure-reducing oil displacement; Surfactant; Wettability; Interfacial tension

2020-03-20

李玉杰（1992-），男，助理工程师，硕士，陕西渭南人，2018年毕业于西南石油大学油气田开发专业，研究方向：从事油气田开发和提高采收率工作。

TE 348

A

1004-0935（2020）07-0804-03